Teoria cinética dos gases

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UNIFESP - campus Diadema 
Engenharia Química 
UC: Físico-Química 
 
Prof. Diogo Pellosi 
 
Lista de exercícios – Teoria cinética dos gases 
 
1) Um balão de vidro de 1,0 dm3 contem 1x1023 moléculas de H2. A pressão do gás é 100 
kPa. (a) qual a temperatura do gás? (b) Qual a velocidade média quadrática das moléculas 
do gás? (c) A temperatura seria diferente se as moléculas fossem O2? (d) e a velocidade seria 
diferente se as moléculas fossem O2? 
resposta: (a) = 72 K, (b) 948 m.s-1 (c)____ (d)____ 
 
2) Calcule a velocidade mais provável, a velocidade média e a velocidade relativa média das 
moléculas de CO2 a 20 °C. 
resposta: v* = 332,84 m.s-1, vmed = 357,7 m.s
-1 e vrel = 407,6 m.s
-1 
 
3) Suponha que uma molécula de nitrogênio atue como uma esfera rígida com um raio de 
0,16 nm (1 nm = 1x10-9 m). Se você tem uma câmera de vácuo com 1 metro de comprimento, 
que pressão deve ser aplicada para que uma molécula de N2, indo de um lado para o outro, 
tenha uma chance razoável de não colidir com outra molécula de hidrogênio (isto é, o livre 
caminho médio = 1,00 m) sabendo que a área de secção de choque do N2 é σ = 0,43 nm
2. 
Suponha uma temperatura de 22 °C. 
resposta = 0,68x10-7 atm 
 
4) A uma altitude de 15 km, a temperatura é de aproximadamente – 56 °C e a pressão 12,1 
kPa. Qual é o livre percurso médio das moléculas de N2? (σ = 0,43 nm
2) 
resposta λ = 4,1x10-7 m 
 
5) Apresente uma interpretação molecular para a dependência do coeficiente de difusão, 
condutividade térmica e da viscosidade em relação à temperatura, à pressão e ao tamanho 
das moléculas de gás. 
 
6) Calcule a condutividade térmica do nitrogênio (CV,m = 20,8 J K
–1.mol–1, σ = 0,43 nm2) a 
20 °C K. 
Resposta k =9,0x10-3 J.K-1.m-1.s-1 
 
7) Calcule a viscosidade do vapor de benzeno a (a) 273 K, e (b) 1000 K. Use σ ≈ 0,88 nm2. 
Explique brevemente o porquê se observa um aumento da viscosidade com o aumento da 
temperatura/ 
resposta = (a) η = 0,95x10-5 Kg.m-1.s-1 (b) η = 1,81x10-5 Kg.m-1.s-1 
8) O que são colisões perfeitamente elásticas? Este tipo de consideração na teoria cinética 
dos gases pode trazer prejuízos às interpretações dos fenômenos reais? 
 
9) Um dos vácuos mais elevados que podem ser produzidos em laboratório corresponde a 
uma pressão de 10-12 mmHg. Nesta pressão, a 27°C, quantas moléculas de Ar por cm3 ainda 
permanecem? 
Resposta: 3,21x104 moléculas.cm-3