Exercícios sobre transformações gasosas (com gabarito explicado)
As transformações gasosas são fundamentais para compreender o comportamento dos gases em diferentes condições de pressão, volume e temperatura.
Para ajudar estudantes a consolidar esses conceitos, selecionamos exercícios com gabarito explicado que abordam leis como a de Boyle, Charles e Gay-Lussac, além de processos termodinâmicos como isotérmico, isocórico e adiabático. Esses exercícios permitem aplicar a teoria de forma prática e desenvolver uma visão clara sobre como os gases reagem às mudanças em seu ambiente.
Questão 1
Uma amostra de gás ideal sofre uma transformação em que sua pressão triplica e seu volume é reduzido à metade. Nessa transformação, a temperatura absoluta do gás:
a) Permanece constante.
b) Aumenta 50%.
c) Aumenta 150%
d) Diminui 50%.
Resposta: alternativa B.
Partindo da Lei Geral dos Gases 
, temos: P₂ = 3P₁ e V₂ = V₁/2. Substituindo: 
Cortando P₁ e V₁:
Portanto, a temperatura absoluta final é 1,5 vezes a inicial, caracterizando um aumento de 50%.
Questão 2
Durante uma compressão isotérmica de um gás ideal, é correto afirmar que:
a) A energia interna do gás aumenta.
b) O gás não realiza trabalho.
c) O trabalho realizado sobre o gás é convertido em calor cedido para o meio externo.
d) A pressão do gás diminui proporcionalmente ao aumento de volume.
Resposta: alternativa C.
Em uma transformação isotérmica, a temperatura se mantém constante, logo, a energia interna (que depende apenas da temperatura) também permanece constante (A errada). Ao comprimir o gás, realiza-se trabalho sobre ele. Pela Primeira Lei da Termodinâmica (ΔU = Q - W), como ΔU = 0, temos Q = W. Isso significa que todo o trabalho (W) realizado sobre o gás é convertido em calor (Q) que deve ser cedido ao meio externo para manter a temperatura constante.
Questão 3
Um cilindro com pistão móvel contém um gás ideal. Ao fornecer 500 J de calor ao sistema, o gás se expande a pressão constante, realizando 200 J de trabalho. A variação da energia interna do gás neste processo foi de:
a) 700 J
b) 300 J
c) -300 J
d) 0 J
Resposta: alternativa B.
Pela Primeira Lei da Termodinâmica: ΔU = Q - W. O calor fornecido ao gás é Q = +500 J. O trabalho realizado pelo gás na expansão é W = +200 J.
Portanto, ΔU = 500 - 200 = 300 J. A energia interna do gás aumentou 300 J, refletindo o aumento de temperatura durante a expansão isobárica.
Questão 4
Em um processo isocórico com um gás ideal, um fornecimento de 400 J de calor ao gás resultará em:
a) Um aumento de 400 J na energia interna e realização de 400 J de trabalho.
b) Um aumento de 400 J na energia interna e realização de 0 J de trabalho.
c) Uma diminuição de 400 J na energia interna e absorção de 400 J de trabalho.
d) Nenhuma alteração na energia interna.
Resposta: alternativa B.
Em uma transformação isocórica (ou isovolumétrica), o volume permanece constante. Se o volume não muda, não há trabalho de expansão ou compressão (W = PΔV = 0). Pela Primeira Lei da Termodinâmica (ΔU = Q - W), como W=0, temos ΔU = Q. Portanto, todo o calor fornecido (400 J) se converte em um aumento da energia interna do gás (400 J).
Questão 5
Uma amostra de gás ideal sofre uma expansão adiabática. Sobre essa transformação, é correto afirmar que:
a) A temperatura do gás permanece constante.
b) O gás não troca calor com o meio externo.
c) A pressão do gás aumenta durante a expansão.
d) A energia interna do gás aumenta.
Resposta: alternativa B.
Por definição, uma transformação adiabática é aquela que ocorre sem troca de calor (Q = 0) entre o sistema e a vizinhança. Numa expansão adiabática, o gás realiza trabalho (W ＞ 0) às custas de sua própria energia interna (ΔU = -W), o que resulta em uma diminuição da sua temperatura (A e D erradas). Durante uma expansão, seja qual for a natureza do processo, o volume final é maior que o inicial, o que, na adiabática, leva a uma diminuição da pressão (C errada).
Questão 6
Um mergulhador enche um balão de borracha com 4,0 L de ar a uma profundidade onde a pressão é de 2,0 atm. Ao subir à superfície (pressão de 1,0 atm), considerando a temperatura constante, o volume do balão será:
a) 2,0 L
b) 4,0 L
c) 6,0 L
d) 8,0 L
Resposta: alternativa D.
Esta é uma transformação isotérmica (Lei de Boyle):
P₁ V₁ = P₂ V₂
Temos P₁ = 2,0 atm, V₁ = 4,0 L, P₂ = 1,0 atm.
Substituindo:
(2,0 atm)(4,0 L) = (1,0 atm)(V₂).
Logo, V₂ = 8,0 L. O volume dobra quando a pressão é reduzida à metade, mantida a temperatura constante.
Questão 7
Um pneu de automóvel foi calibrado a 20°C com uma pressão de 2,2 atm. Após rodar por um tempo, sua temperatura atingiu 50°C. Desprezando a variação de volume do pneu, a nova pressão aproximada no seu interior é:
a) 2,0 atm
b) 2,4 atm
c) 5,5 atm
d) 8,5 atm
Resposta: alternativa B.
Como o volume do pneu é considerado constante, aplicamos a Lei de Charles e Gay-Lussac (P/T = constante). É crucial usar a temperatura absoluta (Kelvin).
T₁ = 20 + 273 = 293 K
P₁ = 2,2 atm
T₂ = 50 + 273 = 323 K,
P₂ = ?
A pressão aumenta para aproximadamente 2,4 atm.
ALVES, Gustavo. Exercícios sobre transformações gasosas (com gabarito explicado). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-transformacoes-gasosas-com-gabarito-explicado/. Acesso em:
