Capítulo 6 – Exercícios adicionais
Conceitos iniciais
1. Se um balão contendo ar atmosférico, inicialmente à temperatura ambiente, for
colocado dentro da geladeira, seu volume vai aumentar, diminuir ou permanecer
inalterado?
2. Em problemas que envolvam gases, a temperatura do gás deve ser colocada na escala
absoluta. Como se transforma graus Celsius em graus Kelvin?
3. O nitrogênio líquido possui temperatura de ebulição de –195,8 ºC à pressão de 1 atm.
Determine a temperatura de ebulição do nitrogênio em graus Kelvin.
As leis das transformações da fase gás
4. Considere, para uma quantidade de gás, que a pressão é P e o volume é V. Em relação
à expressão P × V = K, desenhe um gráfico representando essa relação. Por que esse
processo é denominado ‘isotérmico’?
5. Certa massa de gás ideal sofre transformações isotérmicas. O gráfico relativo a essas
mudanças é:
Calcule o volume ocupado pela mesma massa de gás quando a pressão for reduzida a 2
atm.
6. Um recipiente contendo um êmbolo móvel possui 5 L de ar a 30 ºC. A que
temperatura deve ser aquecido esse recipiente, à pressão constante, para que seu volume
triplique?
7. Antes da largada e na volta de apresentação de um Grande Prêmio de Fórmula 1, os
pneus são pré-aquecidos para melhorar o desempenho do carro. Supondo desprezível a
variação do volume do pneu durante a prova, faça um gráfico da pressão do gás no
interior do pneu versus sua temperatura.
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8. Uma amostra de gás tem sua pressão aumentada de 0,5 atm para 1,5 atm. A
temperatura inicial do gás é 400 K. Calcule a temperatura final, em graus Celsius,
considerando que o volume permaneceu constante.
Gás ideal
9. Qual a pressão, em atmosferas, de 2,8 g de gás nitrogênio armazenados em um
recipiente de 100 mL a 27 ºC?
10. Qual é a massa molecular de um gás se, a 0 ºC e à pressão de 1 atm, 1 L desse gás
tenha massa de 2 g?
11. Uma amostra de gás carbônico, a 20 ºC, tem sua pressão aumentada de 2 atm para 3
atm. O volume da mesma amostra aumenta de 1 L para 2 L. Qual a nova temperatura da
amostra em graus Celsius?
12. Um frasco rígido de 4 L de capacidade é produzido para suportar gases com pressão
máxima de 100 atm. Calcule a quantidade máxima de mols de oxigênio que esse frasco
pode conter a 17 ºC.
13. Calcule o volume de um frasco, em litros, que armazena 160 g de gás hidrogênio
(H2) a 27 ºC e 101,3 kPa.
Pressões e volumes parciais/densidade
14. Um estudante recolhe certa quantidade de hidrogênio sobre a água. Verifica que
estão presentes 2 × 10-3 mols de hidrogênio e 6 × 10-5 mols de vapor de água. Se a
pressão total no tubo em que os gases foram recolhidos for 760 mmHg, qual a pressão
parcial de cada gás?
15. A densidade de um gás é de 1,43 g L-1 nas condições normais de temperatura e
pressão (CNTP). Qual a massa molar do gás?
16. Calcule a massa molar de um gás sabendo que 0,055 g desse gás ocupa 35 mL sob
pressão de 1,2 atm e 25 ºC.
17. Um frasco com capacidade para 5 L contém 8 g de gás hélio e 40 g de argônio. A
temperatura da mistura é de 25 ºC. Determine a pressão parcial do gás hélio.
Teoria cinética dos gases
18. Arranje, em ordem crescente de velocidade média quadrática (vmq), na mesma
temperatura, os gases N2, O2 e H2.
19. Qual dos seguintes gases tem maior velocidade média quadrática: H2, a 100 ºC, ou
He, a 50 ºC?
20. Um gás ideal é mantido em um recipiente cujo volume é fixo. O que acontece com a
freqüência de colisões entre as moléculas se a temperatura aumentar?
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21. Considere um recipiente contendo igual quantidade de matéria das seguintes
substâncias no estado gasoso e nas mesmas condições de pressão e temperatura: H2S
(gás sulfídrico, que tem odor de ovo podre); CH3OCH3 (éter metílico, que tem odor de
éter); e SO2 (dióxido de enxofre, que tem odor do gás produzido ao riscar um palito de
fósforo). Ao abrir um pequeno orifício no recipiente, qual a seqüência em que
sentiremos o cheiro desses gases?
22. A velocidade de difusão do gás hidrogênio é de 27 km/min em determinadas
condições de pressão e temperatura. Nas mesmas condições, qual a velocidade de
difusão do gás oxigênio?
23. A velocidade de efusão do hélio (He) através de um orifício é de 10 L/minuto. Qual
a velocidade de efusão do metano (CH4) através do mesmo orifício e nas mesmas
condições de pressão e temperatura?
Gás real
24. Enquanto no gás ideal as interações moleculares inexistem, nos gases reais, essas
interações são levadas em consideração. Com base nessa afirmação, justifique por que
se espera para HCℓ um comportamento de gás real.
25. Verifica-se que a constante ‘b’ de van der Waals é igual a quatro vezes o volume
total ocupado pelas moléculas de 1 mol de gás. Usando esse dado, calcule a fração do
volume do recipiente ocupado por átomos de Ar:
a) nas CNTP;
b) a 100 atm de pressão e 0 ºC (suponha, para simplificar, que a equação do gás ideal
ainda se aplique).
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