Exercícios sobre Lei de Boyle (questões resolvidas)

Durante uma aula de laboratório, um estudante utiliza uma seringa plástica lacrada na ponta para investigar o comportamento dos gases.

Ao empurrar o êmbolo lentamente, garantindo que a temperatura do ar em seu interior não se altere, ele percebe que é necessário aplicar cada vez mais força para continuar o movimento.

De acordo com a Lei de Boyle, o fenômeno observado ocorre porque, ao reduzir o volume ocupado pelo gás:

Um balão de festa, preenchido com gás hélio, possui um volume de 2,0 litros quando a pressão atmosférica local é de 1,0 atm.

Se esse balão for colocado dentro de uma câmara de vácuo parcial onde a pressão é reduzida para 0,5 atm, mantendo-se a temperatura constante, qual será o novo volume do balão?

Uma enfermeira utiliza uma seringa de 20 mL para administrar um medicamento gasoso.

Inicialmente, a seringa contém 15 mL de gás sob pressão de 1,2 atm.

Para realizar o procedimento, ela precisa comprimir o gás até que o volume ocupe apenas 6 mL.

Considerando que a temperatura permaneceu constante durante o manuseio, a pressão final do gás no interior da seringa será de:

O gráfico de uma transformação isotérmica é representado por uma curva chamada isoterma (uma hipérbole equilátera).

Um cilindro com pistão móvel contém um gás ideal que passa de um estado A para um estado B definidos pelas seguintes grandezas:

• Estado A: V_A = 2 m³ e P_A = 4 atm
• Estado B: V_B = 8 m³

Sabendo que o processo ocorreu sem alteração de temperatura, a pressão no estado B é:

Um mergulhador amador está a 20 metros de profundidade, onde a pressão total (pressão atmosférica + pressão da coluna dʼágua) é de 3 atm.

Ele solta uma bolha de ar que possui um volume de 10 cm³.

Ao subir para a superfície, onde a pressão é de apenas 1 atm, o volume dessa bolha sofrerá uma alteração significativa.

Desprezando trocas de calor, o volume da bolha ao atingir a superfície será de:

Uma empresa de oxigênio hospitalar armazena o gás em cilindros de 50 litros sob uma pressão de 150 atm.

Para ser utilizado pelos pacientes, esse gás passa por um regulador que reduz sua pressão para 2 atm (pressão de saída segura).

Se a temperatura for mantida constante, qual será o volume total de oxigênio disponível para os pacientes, na pressão de 2 atm, a partir de um único cilindro cheio?

A Lei de Boyle é fundamental para a segurança no mergulho autônomo.

Um erro comum de iniciantes é prender a respiração durante a subida.

Suponha que um mergulhador encha seus pulmões com 6 litros de ar a uma profundidade onde a pressão é de 4 atm.

Se ele subir rapidamente para uma profundidade onde a pressão é de 1,5 atm sem exalar o ar, qual será o volume teórico que esse ar tentaria ocupar nos pulmões do mergulhador?