Questão de Gás Natural · FGV EPE 2024 (nº 65)

Um gás ideal é um modelo teórico de gás cujas partículas são consideradas pontos sem volume e que não interagem entre si, exceto por colisões elásticas. A lei dos gases ideais ($PV=nRT$) descreve a relação entre pressão ($P$), volume ($V$), número de mols ($n$), constante dos gases ($R$) e temperatura absoluta ($T$) para esse tipo de gás.

(A) Incorreta: A armadilha está na parte "sofrendo colisões perfeitamente inelásticas, de modo a perder quantidade de movimento". Na teoria cinética dos gases, as colisões entre as moléculas de um gás ideal são consideradas perfeitamente elásticas, o que significa que a energia cinética total e a quantidade de movimento total do sistema são conservadas. Colisões inelásticas implicariam perda de energia, o que não se aplica ao modelo de gás ideal.
(B) Incorreta: A afirmativa I está incorreta.
(C) Incorreta: A afirmativa I está incorreta.
(D) Correta: A lei dos gases ideais pode ser expressa como $P = \rho (RT/M)$, onde $\rho$ é a densidade, $R$ a constante dos gases, $T$ a temperatura absoluta e $M$ a massa molar. Dessa equação, é claro que a pressão ($P$) é diretamente proporcional à densidade ($\rho$) e à temperatura absoluta ($T$). Portanto, se uma dessas variáveis aumenta e a outra permanece constante, a pressão também aumentará. Além disso, misturas de gases ideais também se comportam como um gás ideal, obedecendo à equação de estado dos gases ideais para a mistura total.
(E) Incorreta: A afirmativa I está incorreta.