PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 77 (CFS 1) da EEAR 2020

CFS 1 · Física: Gases ideais e transformações gasosas

– É comum, na Termodinâmica, utilizar a seguinte expressão: (P_1V_1)/T_1 é igual a (P_2V_2)/T_2. Nessa expressão, P, V e T representam, respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura de uma amostra de um gás ideal. Os números representam os estados inicial (1) e final (2). Para utilizar corretamente essa expressão é necessário que o número de mols, ou de partículas, do estado final seja _________ do estado inicial e que a composição dessa amostra seja _________ nos estados final e inicial.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas da frase acima.

  1. A
    o mesmo – a mesma
  2. B
    diferente – a mesma
  3. C
    o mesmo – diferente
  4. D
    diferente – diferente
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Resolução comentada

A expressão \frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2} vem da equação de Clapeyron, PV = nRT, isolando o que se mantém constante:

\frac{PV}{T} = nR

Para um estado inicial (1) e um final (2), temos \frac{P_1V_1}{T_1}=n_1R e \frac{P_2V_2}{T_2}=n_2R.

  1. R é constante universal, igual nos dois estados.
  2. Para os dois lados serem iguais, precisa valer n_1 = n_2. Ou seja, o número de mols (de partículas) não pode mudar: a amostra não pode ganhar nem perder gás, como em um vazamento.
  3. Se o gás fosse trocado por outro, o n poderia mudar, e a composição também. Por isso a amostra deve ser a mesma, sem reações químicas que alterem o número de partículas.

Assim, a primeira lacuna é "o mesmo" (número de mols) e a segunda é "a mesma" (composição).

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BDiz que o número de mols pode ser diferente, mas então nR mudaria e a igualdade deixaria de valer.
  • CAceita composição diferente, o que permitiria mudar o número de partículas por reação ou troca de gás.
  • DAdmite mudança tanto no número de mols quanto na composição, contrariando a condição n_1=n_2.

Assunto: Gases ideais e transformações gasosas.

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Fonte: EEAR 2020 · CFS 1. Prova oficial ↗