Meus queridos, dia 15 de junho inicia o MÓDULO II do meu curso que funciona no DNA aos sábados pela manhã. O assunto será ELETROSTÁTICA. Abraços.

AULA – 13.

01.  (a) Para uma massa constante de um gás perfeito com temperatura constante, temos uma transformação onde pressão multiplicada por volume permanece constante (transformação isotérmica).

02.  (b) V₁ = 2000 cm³, P₁ = 0,9 atm, V₂ = 1800 cm³ (o volume foi reduzido EM = DE 20 %, o que resulta em 1800), T = constante, P₂ =?. Usando a equação de Clapeyron duas vezes (lei geral), encontramos: P₂ = 1 atm.

03.  (d) será resolvida em sala.

04.  (a) Mantendo a temperatura constante de certa massa de gás, se diminuirmos  o volume, a pressão aumenta, independente de ser ideal ou real. A diferença é que se fosse ideal, volume e pressão são inversamente proporcionais, não sendo, basta dizer que quando um aumenta o outro diminui e isto não significa ser inversamente proporcionais.;

05.  (c) V = constante (recipiente indeformável), n₁ = 1 mol, T = constante, n₂ = 6 mols (1mol + 5mols referente ao acréscimo de 80g). Usando a equação de Clapeyron duas vezes (lei geral), encontramos: P₂ = 6P.

06.  (e) A curva AB representa uma transformação ISOTÉRMICA, pois é uma hipérbole com indicação T no final (isto é convenção).  A curva BC é ISOCÓRICA, pois o volume é mantido constante.

07.  (a) foi resolvida em sala.

08.(e) De acordo com a equação de estado (clapeyron) sendo P, R e n constantes, a temperatura absoluta é proporcional ao volume.

09.  (a) será resolvida em sala.

110. (d) Sendo constantes V, R e n, P e T (k) são diretamente proporcionais. Logo, o que acontece com a pressão, ocorre com a temperatura (em Kelvin).

111.  (b) Passe as temperaturas para a escala Kelvin e use a lei geral (Clapeyron duas vezes)

SE LIGA NA DICA!!!

AULA - 11

01.  (c) água, ferro, bismuto e antimônio são exceções na fusão/solidificação. Quando a pressão aumenta, o ponto de fusão diminui (o gelo se funde abaixo de zero grau Celsius). Na questão, a pista para saber que a água é exceção foi dada quando  afirmou-se  que ela aumenta de volume quando se solidifica.

02.  (a) O arame sendo puxado para baixo, exerce pressão sobre o gelo, e como vimos na questão anterior, o gelo sofre fusão. Quando o arame afunda na água oriunda da fusão, esta não mais sofre a pressão do arame e volta a congelar (regelo).

03.  (d) De acordo com a tabela, 95°C corresponde a uma pressão de 64 cmHg, que representa uma diferença de 12 cmHg, em ralação ao nível do mar (76 cmHg). Se a cada 100 m a pressão varia 1 cmHg, a diferença (12 cmHg) corresponde a uma altitude de 1200 m.

04.  (c) Da toda poderosa pressão ambiente.

05.  (e) O ar em movimento reduz a pressão na superfície. Logo: facilita a evaporação da água, mas para ocorrer isto, ela precisa de calor.

06.  (d) Quando o vapor d’água presente na atmosfera encontra uma superfície fria, ele se condensa, ou seja: deixa a superfície embaçada ou até mesmo muito molhada (lembre-se do caso das lentes dos óculos e do copo de alumínio, por exemplo).

07.  (e) A melhor resposta é: Sendo a pressão no interior da panela mais que 1 atm, a água demora mais para ferver, pois necessita de mais calor para vencer este acréscimo de pressão. Logo, ele fica líquida  por mais tempo, diminuindo o tempo de cozimento, pois lembre-se que quem cozinha o alimento é a água.

08.  (e) A redução da pressão ambiente faz com que a água ferva abaixo de 100 °C. Lembre-se de dois fatos: a ferver são significa cozinhar e a água só é exceção na fusão/solidificação.

09.  (a) O aumento da pressão faz com que o ponde de ebulição seja maior

10.  (a)  I (v) leia o comentário feito na questão 06.

      II (F) é o oposto.

     III (F) necessariamente reduzir apenas a pressão.

11.  (e) A pressão máxima de vapor depende dos fatores:

a)      Natureza dos líquidos. Os líquidos mais voláteis evaporam mais rapidamente, o que acarreta um aumento na pressão máxima de vapor e como conseqüência, uma redução na temperatura de ebulição.

b)      Temperatura.  O aumento na temperatura eleva a pressão máxima de vapor.

                I (F) A pressão máxima de vapor não depende do volume do líquido  nem do formato       do frasco. °

               II (V) Quando for igual ocorre ebulição.

               III (V) É a definição de equilíbrio.

              IV (V) Comentário feito acima no item b.

12.  (a) Basta colocar o nome das fases

13.  (e) Expandir isotermicamente é diminuir aumentar o volume mantendo a temperatura constante. Com isso, a pressão diminui. Esta diminuição feita a partir do ponto B pode provocar vaporização. Veja que eu disse: pode provocar, pois não é qualquer variação na pressão que produz mudança de fase.

14.  (d) Para o gás se liquefazer é necessário reduzir a temperatura abaixo da crítica, ou seja: torná-lo vapor, e depois aumentar a pressão sem variar a temperatura (compressão isotérmica).

AULA - 9 PENSE UM POUCO

01. O equivalente em água de um corpo é a massa E de água que possui capacidade térmica igual à do corpo considerado, podendo substituí-lo no equacionamento das quantidades de calor trocadas.

Por exemplo: considere um corpo de massa 200 g constituindo de um material de calor específico 0,5cal/g° C. Calculemos a capacidade térmica desse corpo:

C = m.c = 200.0,5 = 100 cal/ °C.  No cálculo das trocas de calor podemos trocar este corpo por uma massa de água de 100 g.

Observar que a temperatura inicial do calorímetro é a mesma da água, pois esta está contida naquele.

Q_água + Q_bloco + Q_calorímetro = 0  →  185.1.(30-26) + 150.0,06.(30-120) + C.(30-26) = 0 → C = 17,5 cal/°C.

É como se no lugar do calorímetro fosse uma massa de água de 17,5 g a uma temperatura de 26 °C

02. Q₁ + Q₂ = 0  → 200.1.(T-80) + 100.1.(T-20) = 0  → T = 60° C

X = Q₂ = 200.1.(60-20) = - 4000 cal  (poderíamos ter usado Q₁ pois, em módulo, eles são iguais e o sinal negativo justifica que Q₂ é o calor cedido)

Q₁ + Q₂ + 15%.X = 0 → 200.1.(T-80) + 100.1.(T-20) + 15%.4000 = 0  →  T = 58° C

03. Quando ele faz referência ao sistema, significa dizer que o copo e a bebida são um só corpo, ou seja: a capacidade térmica a qual ele se refere é do sistema.

A pergunta do item (b)  leva a conclusão que a temperatura de equilíbrio do item (a) está acima de zero, ou seja: há calor suficiente para fundir todo o gelo e ainda aquecer a água dele proveniente. Caso o item (b) não existisse faríamos uma suposição admitindo a temperatura final acima de zero. Se o resultando fosse absurdo, significa dizer que o calor cedido pelo sistema não é suficiente para fundir todo o gelo.

a)      Q_sistema + Q_gelo + Q_água + Q_invólucro = 0 →  C. ΔT + mL + mc.ΔT + C. ΔT = 0   91.(T-30) + 20.80 + 20.1.(T-0) + 2.(T-0) = 0 → T = 0° C

b)      Como o gelo está a 0° C e queremos baixar a temperatura da bebida até 0° C, o calor cedido pele bebida, que na verdade é cedida pelo sistema, deve ser suficiente apenas para  fundir o gelo. O invólucro não vai participar do cálculo por que ele está a 0° C e não está mudando de fase, ou seja: não vai receber calor do sistema.

     Q_gelo+ Q_invólucro = 0 → mL +  m.80 + C. ΔT =0 →  m.80 + 91.(0-30) = 0 →  m = 34 g

04.   a) quantidade de calor para aquecer o gelo: Q = m.c.ΔT = m.0,5.(0-(-10)) = 5m cal (em 10 min).

b) quantidade de calor para fundir o gelo: Q = m.L = m.80 = 80m cal.

C) como o calor é proporcional ao tempo e sendo 80m cal 16 vezes mais que 5m cal, o tempo gasto na fusão será, obviamente 16 vezes maior, o que acarreta um tempo de 16.10 min = 160 min. Observe que a questão pediu instante do término da fusão do gelo e não sua duração. Logo: o final ocorreu no instante t = 10 + 160 = 170 min.

05.   a) quantidade de calor para aquecer a água: Q = mc.ΔT = 80.1.(55-25) = 2400 cal

(3 min)                            

b) O líquido foi aquecido durante 18 mim, ou seja: levou 6 vezes mais tempo e sendo o calor proporcional ao tempo, a quantidade de calor consumida foi também 6 vezes maior. Assim, temos Q_liquido = 6.2400 = m.c.ΔT  6.2400 = 1000.c.(70-10) →  c = 0,24 cal/g°C.

06.   Q_termômetro + Q_água  = 0 → 100.0,15.(72-12) + 300.1.(72-T) = 0 →  T= 75 °C.

07.   Q_gelo + Q_água = 0 → m.c.ΔT  + m.L = 0 (observe que a temperatura final continua 0° C, pois ainda resta gelo e apenas uma parte da água sofre solidificação)

m_g.0,5.(0-(-20)) + m_s.(-80) = 0 (observe que o calor latente é de solidificação, por isso, negativo)     m_g = 8m_s. (1)

De acordo com o enunciado, no equilíbrio as massas são iguais.

  m_g’ = m_{a ’}→  m_g + m_s = 80 – m_s (2) (0bserve que a massa de água que se solidifica foi acrescida ao gelo).

Resolvendo o sistema, temos :  m_g = 64g.como cada cubo tem 1g, são necessários 64 cubos.

08.   1) m_a.c_a.(T-0) + m_b.c_b.(T’-90) = 0

2) m_a.c_a.(T-0) + m_b.c_b.(T-T’) = 0   Lembre-se que a temperatura T’ com que o bloco abandona o primeiro recipiente corresponde a inicial quando colocado no segundo e nesta parte as temperaturas finais são iguais porque o bloco e a água vão atingir o equilíbrio térmico. No primeiro caso as temperaturas finais são diferentes porque o bloco é retirado antes do equilíbrio.

Desfazendo os parênteses e somando as duas equações, temos:

2m_a.c_a.T + m_b.c_b.(T-90 = 0  e sendo c_a = 10.c_b →   T= 30° C, que é a temperatura final dos três (água dos dois recipientes e do bloco)

Observe que foi pedido à temperatura de transferência que chamei de T’. Substituindo T em uma das equações e lembrando que c_a = 10.c_b, vamos encontrar T’ = 60°C.