Leis dos Gases — Exercícios e Soluções

Revisão e correção: Exercícios sobre leis dos gases

1) Transformação de gás — Volume final

Enunciado corrigido: 50 L de gás oxigênio, a 27 °C e 700 mmHg, foram submetidos a uma transformação, atingindo a temperatura de 127 °C e a pressão de 800 mmHg. Calcular o volume final.

Dados:

• V1 = 50 L
• T1 = 27 °C = 300 K
• P1 = 700 mmHg
• T2 = 127 °C = 400 K
• P2 = 800 mmHg
• V2 = ?

Solução (lei combinada):

P1·V1 / T1 = P2·V2 / T2

V2 = (P1·V1·T2) / (P2·T1) = (700·50·400) / (800·300) = 58,33 L

Resposta: V2 = 58,3 L

2) Transformação de gás — Pressão final

Enunciado corrigido: Um gás com volume de 80 cm³, pressão 1 atm e temperatura 27 °C sofre transformação, adquirindo temperatura 227 °C e volume 20 cm³. Qual é a pressão final?

Dados:

• V1 = 80 cm³
• P1 = 1,00 atm
• T1 = 27 °C = 300 K
• T2 = 227 °C = 500 K
• V2 = 20 cm³

Solução:

P1·V1 / T1 = P2·V2 / T2 → P2 = (P1·V1·T2) / (V2·T1)

P2 = (1·80·500) / (20·300) = 6,666... atm ≈ 6,67 atm

Resposta: P2 ≈ 6,67 atm

3) Efeito da redução de temperatura no volume

Enunciado corrigido: Um recipiente contém 6 L de hidrogênio a 22 °C; quando a temperatura é reduzida à metade (metade da temperatura absoluta), o que acontece com o volume?

Dados:

• V1 = 6 L
• T1 = 22 °C = 295 K
• T2 = metade de T1 = 147,5 K

Solução (a pressão é constante):

V1 / T1 = V2 / T2 → V2 = V1·(T2 / T1) = 6·(147,5 / 295) = 3,0 L

Conclusão: O volume também fica pela metade: V2 = 3 L

4) Compressão isotérmica — Pressão final

Enunciado revisado e observação: O enunciado original continha inconsistências nas unidades (1 m³ foi indicado como 1 litro e 0,6 m³ como 60 litros, e a pressão foi escrita de forma ambígua). Abaixo apresento o enunciado corrigido e a solução coerente.

Enunciado corrigido: Certo gás, contido em um recipiente de 1 m³ (1,00 m³ = 1000 L) com êmbolo, exerce inicialmente uma pressão de 250 kPa. Ao ser comprimido isotermicamente a um volume de 0,6 m³ (0,60 m³ = 600 L), qual será a pressão exercida pelo gás?

Dados (corrigidos):

• V1 = 1,00 m³ = 1000 L
• P1 = 250 kPa = 250 000 Pa
• V2 = 0,60 m³ = 600 L
• Processo isotérmico → P1·V1 = P2·V2

Solução:

P2 = P1·V1 / V2 = (250 000 Pa · 1000 L) / 600 L = 416 666,7 Pa ≈ 416,7 kPa

Resposta: P2 ≈ 4,17 × 10^5 Pa (≈ 416,7 kPa).

Observação: Mantive o conteúdo original, mas corrigi as conversões (1 m³ = 1000 L; 0,6 m³ = 600 L) e interpretei a pressão indicada como 250 kPa para obter uma solução física consistente.

5) Aquecimento a pressão constante — Volume final

Enunciado corrigido: Um gás de volume 0,5 m³ à temperatura de 20 °C é aquecido até 70 °C. Qual será o volume ocupado por ele, se a transformação ocorrer sob pressão constante?

Dados:

• V1 = 0,50 m³ = 500 L
• T1 = 20 °C = 293 K
• T2 = 70 °C = 343 K

Solução (lei de Charles):

V1 / T1 = V2 / T2 → V2 = V1·(T2 / T1) = 0,50·(343 / 293) = 0,5853 m³ ≈ 0,585 m³

Em litros: V2 = 500·(343 / 293) = 585,3 L

Resposta: V2 ≈ 0,585 m³ (≈ 585,3 L)

6) (PUC-PR) Átomos de hidrogênio em NH3

Enunciado: Sabendo que o número de Avogadro é 6,0×10^23, o número de átomos do elemento hidrogênio em 0,25 mol de moléculas do gás amoníaco (NH3) é:

Solução:

• Cada molécula de NH3 contém 3 átomos de H.
• 0,25 mol NH3 → 0,25·3 = 0,75 mol de átomos H.
• Número de átomos H = 0,75 mol · 6,0×10^23 átomos/mol = 4,5×10^23 átomos.

Resposta: 4,5 × 10^23 átomos de hidrogênio.

7) (ESPM-SP) Massa de 2,24 L de NH3 nas CNTP

Enunciado: Qual a massa de 2,24 L de gás amoníaco (NH3) nas CNTP? (Dados: M(H)=1; M(N)=14)

Solução:

• Massa molar do NH3 = 14 + 3·1 = 17 g/mol.
• Volume molar nas CNTP ≈ 22,4 L/mol.
• Moles = 2,24 L / 22,4 L·mol⁻¹ = 0,100 mol.
• Massa = 0,100 mol · 17 g/mol = 1,7 g.

Resposta: 1,7 g

9) Nicotina nas folhas secas — Quantidade obtida

Enunciado corrigido: A nicotina (substância altamente tóxica) corresponde a 5,0% em massa nas folhas secas de Nicotiana tabacum. Quantos gramas de nicotina se obtêm a partir de 1,8 kg (1800 g) de folhas secas?

Solução:

• Percentual = 5,0% → fração = 0,05
• Massa de folhas = 1800 g
• Massa de nicotina = 0,05 · 1800 g = 90 g

Resposta: 90 g de nicotina

Observações gerais:

• Corrigi ortografia, gramática e capitalização em todo o texto.
• Padronizei unidades (L, m³, K, Pa, atm, °C) e converti temperaturas para Kelvin quando necessário para cálculos.
• Onde o enunciado original apresentava inconsistências de unidades, anotei essa observação e apresentei uma solução coerente e fisicamente consistente.
• Mantive os conteúdos e números originais sempre que possível, indicando correções quando necessárias.