Curso: Engenharia Civil
Período: 2º período
Disciplina: Física Geral e Experimental II
Data: 18/03/2014
Prof.a: Érica Estanislau Muniz Faustino
ESTUDO DIRIGIDO 2
Atenção: Os exercícios 1 a 3 considere 273,15 quando
for transformar a temperatura.
1- Uma quantidade de um gás ideal a 10,0ºC e à
pressão de 100 kPa ocupa um volume de 2,50 m3. (a)
Quantos moles do gás estão presentes? (b) Se a pressão
for elevada para 300 kPa e a temperatura para 30,0 ºC,
qual o volume que o gás ocupará? Considere R= 8,31
J/mol.K. Suponha que não haja perdas. Resposta: (a)
106. (b) 0,892 m3.
2- Uma quantidade de oxigênio ocupando um volume
de 1000 cm3 a 40,0 ºC e uma pressão de 1,01 x 105 Pa
se expande até um volume de 1500 cm3 e pressão de
1,06 x 105 Pa. Encontre (a) o número de moles de
oxigênio no sistema e (b) sua temperatura final.
Considere R= 8,31 J/mol.K. Resposta: (a) 3,88 x 10-2
mol (b) 220ºC.
3- Uma amostra de um gás ideal passa pelo processo
cíclico ilustrado no gráfico P-V da Fig. 21-22. A
temperatura do gás no ponto a é 200 K. (a) Quantos
moles do gás existem na amostra? Quais são (b) a
temperatura do gás no ponto b, (c) a temperatura do gás
no ponto c. Considere R= 8,31 J/mol.K. Resposta: (a)
1,5 mol (b) 1800 K (c) 600 K.
que melhor expressa a transformação isobárica e a lei
de Charles é: ( V = volume, p= pressão e T =
temperatura).
a)
V
 cons tan te
p
p
 cons tan te
T
p.V
 cons tan te
T3
V
 cons tan te
T
c)
V
 cons tan te
T2
e)
b)
d)
5- Numa mistura a 25ºC, as pressões parciais dos
componentes são;
Nitrogênio
300
mmHg
Monóxido
de carbono
250
mmHg
Oxigênio
220
mmHg
Hidrogênio
150
mmHg
Qual é a pressão total da mistura e a fração de cada um
dos componentes em % volume?
6- Em um resfriamento à pressão constante, verificouse que certa quantidade de gás teve seu volume inicial
reduzido à terça parte. Utilizando a Lei de Charles e
Gay-Lussac, faça uma previsão a respeito da
temperatura.
4- Em 1783, explorando seus estudos sobre o
comportamento dos gases, Jacques Charles foi o
primeiro homem a voar com um balão de hidrogênio. O
balão voou a incrível distancia de 24 Km. A relação
7O gráfico da figura representa uma transformação
sofrida por uma massa de um gás ideal. Qual a
diferença de temperatura entre os estados A e C?
Considere: VA= 1 m3; PA= 4 N/m2; VB= 4 m3; PB= 4
N/m2; VC= 4 m3; PC= 1 N/m2. Resposta: TC = TA
11- Um gás ideal é levado lentamente do estado
inicial A ao estado final C, passando pelo estado
intermediário B, para qual sua temperatura vale TB =
300 K. A figura representa a variação da pressão em
atm em função do volume em L. Para esse gás, as
temperaturas nos estados inicial (TA) e final (TC)
valem?
8Ao nível do mar e sob temperatura de 27ºC, 1
atm, 450 L de gás hélio, puro, preenchem o espaço
interno de um balão. Admitindo-se que a parede do
balão não exerce pressão significativa sobre o gás, ao se
transportar o balão para um local em que ficará
submetido à pressão de 39 kPa e a temperatura de –
13ºC, o volume de gás hélio armazenado no balão será
em litros de? Dado: considere 1 atm = 105 Pa.
Resposta: 1000 L.
9- A quantidade de 2 mols de um gás perfeito se
expande isotermicamente. Sabendo que no estado
inicial o volume era de 8,20 L e a pressão 6 atm, em
que no estado final o volume passou a 24,6 L. ( Dados:
R= 0,082 atm.L/mol.K). Determine:
a) a pressão final do gás;
b) a temperatura centígrada
transformação.
que
ocorreu
Resposta: TA: 200 K; TC = 450 K.
12- O diagrama abaixo (fora de escala) mostra duas
isotérmicas, A e B, de uma mesma massa de um gás
perfeito. Levando-se em conta os dados do diagrama,
determine:
a
Resposta: (a) 2 atm; (b) 27ºC.
10- No interior de um recipiente de volume variável
são introduzidos n mols de um gás perfeito a tabela a
seguir contém valores medidos da pressão (p), do
volume (V) e da temperatura (t) dessa amostra de gás
perfeito em duas situações diferentes, denominadas A e
B.
pA( atm)
16,40
VA(L)
3,0
tA(°C)
27
n(mols)
?
pB (atm)
19,22
VB(L)
2,5
a) a pressão p;
b) a temperatura absoluta TB;
tB
(°C)
c) o volume V.
?
Resposta: (a) 4 atm; (b) 1200 K; (c) 32 L.
Usando os dados da tabela e sabendo que a constante
universal dos gases perfeitos vale R = 0,082
atm.L/mol.K, determine os valores de n na situação A
e da temperatura absoluta de B (TB). Resposta: 2 mols;
292,98 K.