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Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Campus Regional de Resende
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Matemática Física e Computação
Prof. Angelo Cerqueira
Física II
Lista de exercícios 9 – Teoria Cinética dos Gases
1) Encontre a massa em quilogramas de 7,50×1024 átomos de arsênico, que tem uma massa
molar de 74,9g/mol. Resp.:0,933Kg.
2) A pressão p, o volume V e a temperatura T para um certo material são relacionados por
AT − BT 2
p=
V
Encontre uma expressão para o trabalho realizado pelo material, se a temperatura mudar de
T 1 para T 2 , enquanto a pressão permanece constante. Resp.:W=A(T2 -T1)-B(T22 -T12)
3) Uma bolha de ar de volume igual a 20cm 3 está no fundo de um lago a 40m de
profundidade onde a temperatura de 4,0°C. A bolha sobe para a superfície, onde a
temperatura é 20,0°C. Assuma que a temperatura da bolha de ar é a mesma da água que a
envolve. Quando a bolha chega à superfície, qual é o seu volume ainda na água?
Resp.:100cm3.
4)
Uma amostra de um gás ideal passa pelo processo cíclico abca mostrado na figura; no
ponto a, T=200K. (a) Quantos moles de gás estão na amostra? Quias são (b) a temperatura
do gás no ponto b, (c) a temperatura do gás no ponto c, e (d) a energia adicionada ao gás em
forma de calor durante o processo? Resp.:(a)1,5mol; (b)1800K; (c)600K; (d)5000J.
5) Um feixe de moléculas de hidrogênio  H 2 está direcionado a uma parede, em um
ângulo de 55° com a normal da parede. Cada molécula no feixe tem uma velocidade de
1,0Km/s e massa de 3,3×10−24 g . O feixe atinge a parede numa área de 2,0 cm 2 , a
uma taxa de 1023 moléculas por segundo. Qual é a pressão do feixe na parede?
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Resp.: 1,9×10 3 Pa
6) Determine o valor médio da energia cinética translacional das moléculas de um gás ideal a
(a) 0,00°C e (b) 100°C. Qual é a energia cinética translacional por mole de um gás ideal a
(c) 0,00°C e (d) 100°C? Resp.:(a) 5,65×10−21 J ;(b) 7,72×10− 21 J ;(c) 3,40×103 J ;
(d) 4,65×103 J .
7) Sejam as seguintes partículas (Ni representa o número de partículas que estão com
velocidade vi):
(a) Encontre a velocidade média v . (b) Encontre a velocidade vrms . (c) Das cinco
velocidades tabeladas, qual a mais provável? Resp.:(a)3,2cm/s; (b)3,4cm/s; (c)4,0cm/s.
8) Uma amostra hipotética de N partículas de um gás tem a distribuição de velocidades
mostrada no gráfico abaixo, onde P(v) = 0 para v > 2v0 . (a)Expresse a em termos de N e v0 .
(b) Quantas partículas têm velocidades entre 1,5v0 e 2,0v0? (c) Expresse a velocidade média
das partículas em termos de v0 . (d) Encontre vrms . Resp.:(a)a=2v0/3; (b)N/3; (c)1,22v0;
(d)1,31v0.
9) Um mole de um gás ideal passa por uma expansão isotérmica. Encontre o calor adicionado
ao gás em termos dos volumes inicial e final e da temperatura. Resp.:RT ln(Vf /Vi).
10) Certa máquina térmica processa 1,00mol de um gás ideal monoatômico através do ciclo
mostrado no gráfico abaixo. O processo 1→ 2 acontece a volume constante, o processo 2→
3 é adiabático e o 3→ 1 acontece à pressão constante. (a) Calcule o calor Q, a variação na
energia interna ΔEint e o trabalho realizado W, para cada um dos três processos e para o ciclo
com um todo. (b) Se a pressão inicial no ponto 1 for 1,00atm encontre a pressão e o volume
nos pontos 2 e 3. Use 1,00atm = 1,013 x 105 Pa e R = 8,314J/mol.K . Resp.:(a)Q=520J,
ΔU=0, W=520J