UEM 2015 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 4 de Física

Gabarito 19Gases — equação de Clapeyron e lei geral dos gases: mols, volume, pressão e massaVestibular de Inverno · Conhecimentos Específicos de Física (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 4 de Física do UEM 2015 (Inverno, Conhecimentos Específicos)

Enunciado em texto

Uma certa massa de gás ideal inicialmente está submetida à pressão de 2 atm, volume de 25 L e temperatura de 27 ∘{}^{\circ}C. Sabendo que a constante universal dos gases ideais é de 8,2⋅10−28{,}2 \cdot 10^{-2} atm.L/(mol.K) e que a temperatura de zero absoluto é −273 ∘-273\ {}^{\circ}C, assinale o que for correto.

(01) O volume ocupado pela massa de gás a 227 ∘{}^{\circ}C e à pressão de 10 atm é de aproximadamente 8,3 L.

(02) O número de mols da massa de gás é de aproximadamente 2 mols.

(04) Quando o gás ocupa um volume de 20 L, à temperatura de 57 ∘{}^{\circ}C, a pressão que ele exerce é de aproximadamente 1,4 atm.

(08) Se a massa molar do gás ideal é igual a 38 g/mol, então a massa desta quantidade de gás ideal é de aproximadamente 29 g.

(16) O volume ocupado por um mol deste gás nas condições normais de temperatura e pressão é de aproximadamente 22,4 L.

(Enunciado: Vestibular UEM 2015 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: usar pV=nRTpV = nRT e a lei geral dos gases (T em kelvin: 27 °C = 300 K).

(01) Verdadeira. 227 °C = 500 K. Pela lei geral:

p1V1T1=p2V2T2\frac{p_1 V_1}{T_1} = \frac{p_2 V_2}{T_2}

V2=25⋅210⋅500300V_2 = 25 \cdot \frac{2}{10} \cdot \frac{500}{300}

V2≈8,3 LV_2 \approx 8{,}3\ \text{L}

(02) Verdadeira.

n=pVRT=2⋅250,082⋅300n = \frac{pV}{RT} = \frac{2 \cdot 25}{0{,}082 \cdot 300}

n=5024,6≈2,0 moln = \frac{50}{24{,}6} \approx 2{,}0\ \text{mol}

(04) Falsa. 57 °C = 330 K:

p2=2⋅2520⋅330300p_2 = 2 \cdot \frac{25}{20} \cdot \frac{330}{300}

p2=2,75 atmp_2 = 2{,}75\ \text{atm}

(08) Falsa.

m=n M≈2,03⋅38≈77 gm = n\,M \approx 2{,}03 \cdot 38 \approx 77\ \text{g}

(16) Verdadeira. Nas CNTP (1 atm, 273 K), para 1 mol:

V=1⋅0,082⋅2731≈22,4 LV = \frac{1 \cdot 0{,}082 \cdot 273}{1} \approx 22{,}4\ \text{L}

É o volume molar de qualquer gás ideal nessas condições.

⚠️ A armadilha: usar as temperaturas em Celsius na lei geral. Com 57/27 no lugar de 330/300, a conta sai completamente errada.

A ideia em uma frase: com a massa de gás fixa, pV/T é constante (sempre em kelvin), e pV = nRT dá o número de mols.

Resposta: soma 19 (01 + 02 + 16).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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