1 - LISTA DE EXERCÍCIO FSQ 1001
Gases reais
Profa. Marcia Margarete Meier
1) A atmosfera é composta por uma camada de gases que se situam sobre a
superfície da Terra. Imediatamente acima do solo localiza-se uma região da
atmosfera conhecida por troposfera, na qual ocorrem as nuvens, os ventos e
a chuva. Ela tem uma altura aproximada de 10 km, a temperatura o seu topo
é cerca de -50 °C e sua pressão é de 0,25 atm. Se um balão resistente a altas
pressões, cheio com gás hélio até um volume de 10 L, a 1,00 atm e 27 °C for
solto, qual será o volume deste balão quando chegar ao topo da troposfera?
Resposta 29,7 L
2) Num certo processo industrial, o nitrogênio é aquecido a 500 K num vaso de
volume constante. Se o gás entra no vaso a 100 atm e 300 K, qual a sua
pressão na tempratura de trabalho, se o seu comportamento for o de gás
ideal (perfeito)?
Resposta: 167 atm
3) Um recipiente de 10L, contém uma mistura de 1,00 mol de N2 e 3,00 mol de
H2, a 298 K. Qual serão as pressões parciais dos gases e a pressão total do
sistema, considerando que os gases se comportam como gases perfeitos?
Resposta 9,78 atm.
4) Um pulmão cheio de ar (355 cm3) é exalado em uma máquina que mede a
capacidade pulmonar. Se o ar é exalado dos pulmões a uma pressão de 1,08
atm a 37°C, mas a máquina está em condições ambientais de 0,958 atm e
23°c, qual é o volume de ar medido pela máquina?
Resposta: 382 cm3
5) Um kit doméstico para fazer água carbonatada usa cilindros de gás
carbônico de 250 mL de volume. Eles pesam 1,04 Kg quando cheios e 0,74
Kg quando vazios. Qual é a pressão do gás (e, bars) em um cilindro cheio à
20°C? Resposta: 663,88 bar
6) A composição, em porcentagem molar, de uma mistura de gases é: 30 % de
N2, 50 % de CO, 15 % de H2 e 5 % de O2. Calcular a percentagem, em peso,
de cada gás na mistura.
Resposta: N2: 34,5 %; CO: 57,6%; H2: 1,23 %; O2: 6,58 %.
7) Um volume de 1,0 litro de O2 e 2,0 litros de N2, medidos separadamente a
25 o C e 1,0 atm, foram forçados para dentro de um recipiente previamente
evacuado, com capacidade de 1,0 litro. Qual a pressão da mistura resultante,
à temperatura de 25 o C? Resposta: 3 atm.
8) Dois frascos A e B, conectados por uma válvula, contêm, respectivamente,
oxigênio e nitrogênio, a 25 o C. No estado inicial, apresentam os seguintes
dados:
A válvula é aberta e os gases se misturam. Atingido o equilíbrio, calcular:
a) A pressão total da mistura gasosa;
b) A pressão parcial de cada gás;
c) A fração molar do O2 na mistura
Resposta: a) 1,5 atm; b) N2: 0,75 atm; O2: 0,75 atm; c) 0,5
9) A figura ilustra duas transformações de um gás ideal contido num cilindro
de paredes abiabáticas. Em I, através de uma base diatérmica (que permite
a passagem de calor), o gás recebe calor e faz o êmbolo, também construído
de material adiabático, subir livremente, aumentando seu volume de Vo a V,
atingindo a temperatura T. Neste estado, a fonte quente é retirada e
substituída por um reservatório térmico à mesma temperatura T do gás. Em
seguida , na transformação II, colocam-se grãos de areia sobre o êmbolo,
lentamente, para que o gás possa manter-se em equilíbrio térmico com o
reservatório. Nessas condições, o êmbolo baixa até que o gás volte a ocupar
o mesmo volume Vo do início.
O diagrama pV, que melhor representa essas duas transformações, é o da figura:
Resposta: diagrama a. A primeira etapa é isobárica e na segunda etapa o volume
retorna ao inicial.
10) Nas lições iniciais de um curso de mergulho com equipamento autônomo –
cilindro de ar comprimido – os. Alunos são instruídos a voltarem
lentamente à superfície, sem prender sua respiração em hipótese alguma, a
fim de permitir que ocorra a gradativa descompressão. A solubilidade dos
gases no sangue varia em função da pressão, portanto, é necessário que o
corpo entre em equilíbrio gradualmente. O aprisionamento do ar nos
pulmões pode ser fatal para o mergulhador durante a subida, pois, nesse
caso, a transformação sofrida pelo ar nos pulmões é:
a) isobárica, com redução do volume do ar.
b) isobárica, com aumento da temperatura do ar.
c) isotérmica, com aumento da pressão do ar.
d) isotérmica, com aumento do volume do ar.
e) isovolumétrica, com diminuição da pressão do ar
Justifique sua resposta.
Resposta: d) com a redução da pressão ao subir o ar no pulmão se expande,
podendo danificá-lo.
11) Um balão meteorológico tem o raio de 1,0 m no nível do mar e a 20oC, e o
raio de 3,0 m na altitude máxima de ascensão, na temperatura de – 20oC.
Qual a pressão no interior do balão nesta altitude máxima?
Resposta: 3,2 x 10 -2 atm
12) Deduza a equação entre a pressão e a densidade, ρ, de um gás perfeito de
massa molar M. Verifique graficamente o resultado com os seguintes dados
referentes ao éter dimetílico, a 25oC. Estime a massa molar do gás a partir
do gráfico.
P, torr
91,74
188,98
277,3
452,8
639,3
760,0
0,225
0,456
0,664
1,062
1,468
1,734
ρ, g/L
Resposta: P = ρRT/M, 45,9 g/mol