Lição de casa da aula: Propriedades Gerais de um Gás Ideal Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a relação entre as mudanças na pressão, volume e temperatura de um gás ideal.

Questão 1

Qual das seguintes fórmulas representa mais corretamente a relação entre pressão, volume e temperatura absoluta de um gás ideal?

  • A𝑉𝑇𝑃
  • B𝑃𝑉𝑇
  • C𝑃𝑉𝑇
  • D𝑉𝑃𝑇
  • E𝑃𝑇𝑉

Questão 2

Um cilindro com uma tampa movível contém gás com um volume de 0,022 m3. O gás tem uma temperatura inicial de 348 K. A temperatura é aumentada para 512 K e a tampa eleva-se para igualar a pressão ao valor anterior ao aquecimento. Qual é o volume que o gás no cilindro ocupa após ter sido aquecido? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Questão 3

Uma botija de gás contém 3,25 m3 de gás a uma pressão de 520 kPa e a uma temperatura de 300 K. A que temperatura a pressão do gás na botija se tornaria de 865 kPa enquanto o volume permanece constante? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Questão 4

Uma nuvem tem um volume de 3‎ ‎560 m3 aquando em ar a uma pressão de 106 kPa e a uma temperatura de 290 K. A temperatura do ar, em seguida, desce para 275 K e a pressão do ar diminui para 101 kPa, provocando uma compressão na nuvem, como se mostra no diagrama. Qual é o novo volume da nuvem? Apresente a resposta às unidades dos metros cúbicos.

Questão 5

Um balão tem um volume de 0,015 m3 ao nível do mar, onde a pressão do ar é de 101 kPa e a temperatura é de 300 K. Determine o volume deste balão num ponto 1,4 km acima do nível do mar, onde a temperatura é de 245 K. Modele a atmosfera como tendo uma densidade uniforme de 1,225 kg/m3. Apresente a resposta com quatro casas decimais.

Questão 6

Um balão meteorológico tem um volume inicial de 1,2 m3, uma pressão inicial de 102 kPa e uma temperatura inicial de 290 K. Quando bem elevado no ar, o balão tem um volume de 1,0 m3, uma pressão de 96 kPa e uma temperatura de 240 K. Qual é a percentagem do gás no balão que saiu? Apresente a resposta com uma casa decimal.

Questão 7

Um cilindro com uma tampa movível contém ar com um volume de 0,042 m3 a 101 kPa de pressão. A tampa do cilindro é empurrada para baixo por uma força externa 𝐹, como se mostra no diagrama. A força inclui o peso da tampa. Em resultado, a tampa move-se para baixo 10 cm e a pressão do ar aumenta 28 kPa. A tampa, em seguida, para de se mover à medida que a pressão acima e abaixo se igualam. A pressão varia linearmente à medida que a tampa é movida e a temperatura do ar não muda durante a compressão.

Qual é a área da tampa do cilindro? Apresente a resposta com duas casas decimais.

Qual é a altura do cilindro? Apresente a resposta com duas casas decimais.

Qual foi a intensidade da força aplicada na tampa? Apresente a resposta arredondada às unidades do newton.

Quanto trabalho foi realizado para comprimir o gás? Apresente a resposta arredondada às unidades do joule.

Questão 8

Um balão suporta 0,012 m3 de ar a uma pressão de 101 kPa e uma temperatura de 300 K. O ar desse balão é transferido para outro balão que é metade do volume do primeiro. 125 kPa de pressão externa é necessária para transferir o ar. Qual é a temperatura do ar no novo balão? Responda para três algarismos significativos.

Questão 9

Uma bolha de ar a subir uma coluna de água tem um certo volume na base da coluna e um volume maior perto do topo da coluna, como se mostra no diagrama. Determine a altura da bolha acima da base da coluna quando tiver um volume 1,55 vezes maior que o na base da coluna. Utilize o valor de 101 kPa para a pressão atmosférica e valor de 1‎ ‎000 kg/m3 da densidade da água. A temperatura da água é uniforme. Apresente a resposta com uma casa decimal.

Questão 10

Um balão é inflado adicionando mais ar a ele, aumentando seu volume, conforme mostrado no diagrama. A pressão do ar no balão é 101 kPa antes de ser inflado e 121 kPa depois de inflado. A temperatura do ar no balão não muda quando ele é inflado. O ar pode ser considerado um gás ideal.

Encontre o volume do balão quando ele é inflado como uma porcentagem do volume do balão antes de ser inflado. Dê sua resposta para a porcentagem mais próxima.

Encontre a massa de ar no balão quando ele é inflado como um percentual da massa do balão antes de ser inflado. Dê sua resposta até a porcentagem mais próxima.

Esta lição inclui 5 perguntas adicionais para assinantes.

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