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U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L O
E s c o l a d e E n g e n h a r i a d e L o r e n a – E E L
LISTA 1 - EXERCÍCIOS DE FÍSICO-QUÍMICA – LOQ-4007
Profa. Rita C.L.B.Rodrigues
AS PROPRIEDADES DOS GASES (Gás Perfeito e Gases Reais)
1) Calcule a pressão exercida por uma massa de 1,0 kg que pressiona a superfície do solo através de
um alfinete cuja área é de 1,0x10-2
mm2? Resp. P=9,7x10
3atm
2) Num certo processo industrial, o N2 é aquecido a 500 K num vaso de volume constante. Se o gás
entra no vaso a 100 atm e 300K, qual a sua pressão na temperatura de trabalho, se o seu
comportamento for o de gás perfeito? b) Que temperatura teria a amostra de N2 mencionada se a sua
pressão fosse de 300 atm? Resp. P=167atm, b) T=900 K
3) O ar que entra nos pulmões se aloja em pequenas bolsas chamadas alvéolos, de onde O2 se difunde
para o sangue. O raio dos alvéolos é de 0,0050 cm e o ar dentro deles contém oxigênio na
proporção molar de 14 %. Supondo que a pressão nos alvéolos seja 1,0 atm e a temperatura 37 °C.
Calcule o número de moléculas de O2 em um dos alvéolos. Resp. 1,7 x 102 moléculas de O2
.
4) O gás O2 gerado in vitro em um experimento de fotossíntese (que ilumina um extrato de
cloroplastos com luz visível) é coletado sobre a água. O volume do gás coletado a 22 °C e a pressão
atmosférica de 758,0 Torr é 186 mL. Calcule a massa de oxigênio obtida. A pressão de vapor da
água a 22,0 °C é de 19,8 Torr. Resp. m=0,239 g
5) Um recipiente de volume de 10,0L contém 1,00 mol de N2 e 3,00 moles de H2, a 298 K. Qual a
pressão total, em atmosferas, se cada componente e a mistura comportam-se como um gás perfeito?
Resp. P=9,78 atm.
6) Calcule a pressão total quando se injetarem no recipiente mencionado no exemplo anterior, ainda
contendo o N2 e o H2, 1,00mol de N2 e 2,00 moles de O2 a 298 K. Resp. P=17,1 atm.
7) A percentagem ponderal (isto é, em massa) do ar seco, ao nível do mar, é aproximadamente 75,5%
de N2, 23,2 % de O2 e 1,3 % de ar. Qual é a pressão parcial e cada componente quando a pressão
total é igual a 1,00 atm? Resp. pN2= 0,780 atm, pO2=0,210 atm, par=0,0096 atm
Quando se leva em conta a presença do dióxido de carbono no ar atmosférico as percentagens
ponderais são 75,52% de N2, 23,15% de O2, 1,28 % de ar e 0,046% de CO2. Quais são as pressões
parciais quando a pressão é 0,900atm? Resp. pN2= 0,703atm, pO2=0,189 atm, par=0,0084 atm,
pCO2=0,00027 atm.
8) Um bioquímico está investigando a conversão do nitrogênio em uma forma que possa ser utilizada
pelas bactérias que se localizam nas raízes de certos legumes e, para isso, necessita saber a pressão
em kPa exercida por 1,25 g de nitrogênio gasoso em um frasco de volume igual a 250 mL a 20°C.
Resp. p=435 kPa
9) Calcule a pressão exercida por 1,22g de dióxido de carbono contido em um frasco de volume igual a
500 mL a 37°C. Resp. p=143 kPa
10) Um vaso de 22,4 L tem inicialmente 2,0 moles de H2 e 1,0 mol de N2, a 273,15 K. Todo o H2 reage
com o N2 suficiente para formar NH3. Calcule as pressões parciais e a pressão total da mistura final.
Resp. p(H2)=0, p(N2)=0,33atm, p(NH3)=1,33 atm e p=1,66atm.
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11) A 100 °C e 120 torr, a densidade do vapor de fósforo é 0,6388 kg m-3
. Qual a fórmula molecular do
fósforo nessas condições? Resp. P4
12) Os seguintes dados foram obtidos para o oxigênio a 273,15K. A partir deles calcule o melhor valor de
constante dos gases R e também o melhor valor da massa molar do O2.
Resp.0,0820615 LatmK-1
mol-1
, M=31,9987 g mol-1
p/atm 0,750 000 0,500 000 0,250 000
Vm (L mol-1
) 29,9649 44,8090 89,6384
ρ (g L-1
) 1,07144 0,714110 0,356 975
13) Calcular o volume molar do argônio, a 100°C e 100 atm, na hipótese de o gás ser um gás de van der
Waals. Compare e comente o resultado obtido supondo um gás perfeito. Resp. Vm= 0,298Lmol-1
(gás de van der Waals), Vm=0,306Lmol-1
(gás perfeito)
14) Para sintetizar amônia usando o processo de Haber, 2000 moles de nitrogênio (N2) são aquecidos
em um recipiente de 800L a 625°C. Calcule a pressão do gás se o N2 se comporta: a) Como um gás
de van der Waals. b) Como um gás ideal. c) Comente explicando as diferenças obtidas nos valores
do item a e b. Resp. a) 195,51 atm, b) 184,22 atm
15) Calcule o volume molar do metano a 300K e 100atm, sabendo que o segundo coeficiente do virial
(B) do metano é -0,042Lmol-1. Compare seu resultado com o obtido usando a equação do gás ideal.
Resp. Vm=0,204 Lmol-1
, para gás ideal = Vm=0,246Lmol-1
16) Um gás a 350 K e 12 atm tem o volume molar 12 % maior do que o calculado pela lei dos gases
perfeitos. Calcule a) o fator de compressibilidade nestas condições e b) o volume molar do gás. Que
forças são dominantes no gás, as atrativas ou repulsivas?
Resp. a) Z=1,12, b) 2,68 Lmol-1
17) Com as constantes de van der Waals para o sulfeto de hidrogênio, Calcule os valores aproximados:
a) da temperatura Boyle do gás e b) do raio da molécula de H2S, suposta esférica.
Resp. a) 1259 K, b) 0,129 nm
18) As coordenadas críticas do etano são Pc=48,20 atm, Vc=148cm3mol
-1 e Tc=305,4 K. Calcule as
constantes de van der Waals do gás e estime o raio das moléculas.
Resp. a=3,16L2atm mol
-2, b=0,0493L mol
-1, r=1,94 x 10
-10m.
19) A 300 K e 20 atm, o fator de compressibilidade de um gás é 0,86. Calcule (a) o volume ocupado por
8,2 moles do gás nessas condições e b) o valor aproximado do segundo coeficiente do virial B a
300K. Resp. a) 8,7 mL, b) -0,15L/mol.
20) Um certo gás segue a equação de van der Waals com a=0,76 m6 Pa mol
-2. O seu volume é de
4,00x10-4
m3mol
-1, a 288K e 4,0MPa. Com estas informações, calcule a constante b de van der Waal.
Qual o fator de compressibilidade do gás nessas condições de temperatura e pressão?
Resp.b=1,3x10-4
m3/mol, Z=0,67.
21) Sugira a pressão e a temperatura em que 1,0 mol de a) H2S, b) CO2, c) Ar estão em estados
correspondentes ao de 1,0 mol de N2 a 1,0 atm e 25 °C.
Resp. a) 2,6 atm e 881K, b) 2,2 atm e 718K, c) 1,4 atm e 356K.
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22) Um gás perfeito sofre uma compressão isotérmica que reduz de 1,80 dm3 o seu volume. A pressão
final do gás é 1,48 x 103 Torr e o volume final é 2,14 dm
3. Calcule a pressão inicial do gás em a) Torr
e b) bar. Resp. a) 8,04x102 torr, b) 1,07 bar.
23) A que temperatura deve ser resfriada, a partir de 35°C, uma amostra de 500 mL de um gás perfeito a
fim de que seu volume fique reduzido a 150 cm3? Resp. 92,4K.
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