O modelo de gás ideal é uma aproximação muito útil para descrever sistemas gasosos em diversas situações do cotidiano e da tecnologia, especialmente quando a pressão não é muito alta e a temperatura está relativamente elevada. Nesse modelo, considera-se que as partículas do gás têm volume desprezível em comparação com o recipiente e interagem entre si de modo praticamente nulo, exceto durante colisões, o que permite relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria por meio de equações simples, como pV = nRT.
No Ensino Médio, estudar gases ideais ajuda a interpretar fenômenos como enchimento de pneus, funcionamento de seringas, balões meteorológicos, cilindros de gás e processos industriais. Em questões mais difíceis, é comum combinar as leis dos gases com conversões de unidades, análise de gráficos, transformações sucessivas e raciocínio sobre energia cinética média, densidade e número de moléculas, exigindo atenção ao significado físico de cada grandeza e às condições do sistema.
Questões: Gases ideais
Questão 01
Gabarito: alternativa C). Aplicando p = nRT/V: p = (2,0·0,082·300)/24,6 = 2,0 atm.
Questão 02
Gabarito: alternativa C). Lei de Boyle: p1V1 = p2V2. Logo, p2 = 1,2·120/80 = 1,8 atm? Não, isso daria 1,8 atm.
Comentários por alternativa:
- A) Com volume menor, a pressão aumenta, não diminui, em transformação isotérmica.
- B) Temperatura constante não implica pressão constante quando o volume varia.
- C) Lei de Boyle: p1V1 = p2V2. Logo, p2 = 1,2·120/80 = 1,8 atm? Não, isso daria 1,8 atm.
- D) A razão correta é 120/80 = 1,5, então p2 = 1,2·1,5 = 1,8 atm.
- E) Reduzir a dois terços implica multiplicar a pressão por 3/2, não por 2.
Questão 03
Gabarito: alternativa C). Em transformação isotérmica, p1V1 = p2V2. Então V2 = 0,90·3,0/0,60 = 4,5 m3.
Comentários por alternativa:
- A) Com pressão menor, o volume aumenta; o cálculo não leva a 2,0 m3.
- B) Há expansão, mas a conta correta fornece 4,5 m3, não 3,6 m3.
- C) Em transformação isotérmica, p1V1 = p2V2. Então V2 = 0,90·3,0/0,60 = 4,5 m3.
- D) A relação é inversa e depende da razão 0,90/0,60, que vale 1,5.
- E) A variação absoluta de pressão não basta; importa a razão entre pressões.
Questão 04
Gabarito: alternativa A). Em volume constante, p/T é constante. T1 = 300 K, então T2 = 300·3/2 = 450 K = 177 °C.
Comentários por alternativa:
- A) Em volume constante, p/T é constante. T1 = 300 K, então T2 = 300·3/2 = 450 K = 177 °C.
- B) A variação em atm não entra diretamente; importa a razão entre pressões absolutas.
- C) 450 é o valor em kelvin, não em graus Celsius.
- D) Maior pressão em volume constante indica maior temperatura absoluta, não menor.
- E) Convertendo 450 K para Celsius, obtém-se 177 °C, não 327 °C.
Questão 05
Gabarito: alternativa B). Pela equação dos gases ideais, com T e V constantes, p é diretamente proporcional a n.
Comentários por alternativa:
- A) Menor número de mols implica menos partículas por volume e menor pressão total.
- B) Pela equação dos gases ideais, com T e V constantes, p é diretamente proporcional a n.
- C) Gases ideais diferentes obedecem à mesma equação, mas a pressão depende de n, T e V.
- D) A razão correta é 1,5/1,0 = 1,5, não 2,0.
- E) Na lei dos gases ideais, a massa molar não aparece diretamente nessa comparação.
Questão 06
Gabarito: alternativa D). n = pV/RT = 1,0·2,46/(0,082·300) = 0,10 mol? Não, isso dá 0,10 mol, então M = 50 g/mol.
Comentários por alternativa:
- A) Se fosse meio mol, o volume seria muito maior nessas condições de pressão e temperatura.
- B) A conta com pV = nRT não resulta em 0,25 mol.
- C) A temperatura já está incluída na expressão; não se soma depois ao resultado.
- D) n = pV/RT = 1,0·2,46/(0,082·300) = 0,10 mol? Não, isso dá 0,10 mol, então M = 50 g/mol.
- E) n = 1,0·2,46/(0,082·300) = 0,10 mol; então M = 5,0/0,10 = 50 g/mol.
Questão 07
Gabarito: alternativa A). Com p e V constantes, n é inversamente proporcional a T. Se T dobra, n cai à metade.
Comentários por alternativa:
- A) Com p e V constantes, n é inversamente proporcional a T. Se T dobra, n cai à metade.
- B) Menor energia cinética não implica menor n aqui; a relação vem de n ∝ 1/T.
- C) Pressão igual não garante mesmo número de moléculas se a temperatura for diferente.
- D) Dobrar T, mantendo p e V, reduz n à metade, não multiplica por 3.
- E) Essa descrição é equivalente ao resultado correto: B tem metade das moléculas de A.
Questão 08
Gabarito: alternativa B). Primeiro, p dobra em V constante. Depois, em isotérmica com V dobrando, p cai à metade. Resultado: p igual e V dobro.
Comentários por alternativa:
- A) Isso descreve apenas a primeira etapa, sem considerar a expansão isotérmica seguinte.
- B) Primeiro, p dobra em V constante. Depois, em isotérmica com V dobrando, p cai à metade. Resultado: p igual e V dobro.
- C) A pressão não quadruplica porque a segunda etapa reduz a pressão pela metade.
- D) O volume só dobra na segunda etapa; não há informação que leve a quadruplicação.
- E) O volume dobra na segunda etapa, logo o estado final não coincide com o inicial.
Questão 09
Gabarito: alternativa A). Na teoria cinética, a pressão macroscópica surge dos choques das partículas com as paredes do recipiente.
Comentários por alternativa:
- A) Na teoria cinética, a pressão macroscópica surge dos choques das partículas com as paredes do recipiente.
- B) A energia cinética média depende da temperatura absoluta, grandeza ligada à agitação térmica.
- C) Posições médias bem definidas são típicas de sólidos, não de gases.
- D) No modelo ideal, o volume das partículas é considerado desprezível, não principal causa universal.
- E) No gás ideal, as interações são desprezadas, exceto durante colisões.
Questão 10
Gabarito: alternativa D). Com V e T constantes, p é proporcional a n. Logo, nfinal/ninicial = 3,0/4,0 = 3/4.
Comentários por alternativa:
- A) A queda absoluta de 1,0 atm não determina a fração sem comparar ao valor inicial.
- B) A fração correta é 3/4, obtida pela razão entre pressão final e inicial.
- C) Metade corresponderia a pressão final de 2,0 atm, não de 3,0 atm.
- D) Com V e T constantes, p é proporcional a n. Logo, nfinal/ninicial = 3,0/4,0 = 3/4.
- E) Se a quantidade de gás muda, a pressão também muda mesmo com V e T constantes.
Comentários por alternativa: