EXERCÍCIO 1 - GASES E MUDANÇA DE FASES

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Centro Universitário Vale do Ipojuca 
 
 
 EXERCÍCIO 
DISCIPLINA: Físico-Química/ PROFESSOR(A): Lígia Sampaio 
ALUNO: 
DATA: TURMA: 
 
 
 
1. Uma pessoa enche o pneu de uma bicicleta com uma bomba. Quando o êmbolo está todo puxado, a uma 
distância de 30 cm da base, a pressão dentro da bomba é igual à pressão atmosférica normal (1 atm).A área da 
seção transversal do pistão da bomba é 24 cm2. Um ciclista quer encher ainda mais o pneu da bicicleta que tem 
volume de 2,4 litros e já está com uma pressão interna de 3 atm. Ele empurra o êmbolo da bomba até o final de 
seu curso. Suponha que o volume do pneu permaneça constante, que o processo possa ser considerado 
isotérmico e que o volume do tubo que liga a bomba ao pneu seja desprezível. Adote R = 0,082 atm L/mol K e 
1 atm = 105 N/m2. Calcule a pressão final do pneu em atmosferas. 
 
2. Quando você empurra o pistão de uma bomba de bicicleta, o volume dentro da bomba diminui de 100 cm3 para 
20 cm3, antes do ar comprimido fluir para o pneu. Suponha que a compressão seja isotérmica; calcule a pressão 
do ar comprimido na bomba, dada uma pressão inicial de 1,00 atm. 
 
3. Em uma experiência para investigar as propriedades do gás refrigerante usado em um sistema de ar-
condicionado, uma amostra de volume de 500 mL a 28,0ºC foi encontrado exercendo uma pressão de 92,0 kPa. 
Que pressão exercerá a amostra quando for comprimida a 300 mL e resfriada a -5 oC? 
 
 
4. Qual a pressão dentro de um tubo de imagem da televisão? Calcule a pressão (em atmosferas), dado que o 
volume do tubo é 0,5 L, sua temperatura é 23 o C e contém 0,010 mg de nitrogênio gasoso. 
 
 
5. O ar é usado como fonte de reagentes em muitos processos químicos e físicos: o oxigênio é usado para 
combustão e respiração e o nitrogênio é usado como um material inicial para a produção de amônia. Para tratar 
estes gases quantitativamente, precisamos conhecer a composição do ar e, em algumas aplicações, as pressões 
parciais dos seus componentes. Uma amostra de ar seco de massa total 1,00 g consiste quase completamente 
em 0,76 g de nitrogênio e 0,24 g de oxigênio. Calcule as pressões parciais destes gases quando a pressão total 
for 1 atm. 
 
6. 1,7 tonelada de amônia vazou e se espalhou uniformemente em certo volume da atmosfera terrestre, a 27°C e 
760 mmHg. Medidas mostraram que a concentração de amônia neste volume da atmosfera era de 25 partes, em 
volume, do gás amônia, em um milhão de partes, em volume, de ar. Qual o volume em litros da atmosfera 
contaminado por esta quantidade de amônia? 
 
7. Massas de gás hidrogênio, H2(g), ocupa o volume de 8,2l a 27ºC e exerce a pressão de 1520 mmHg. A massa 
do gás será igual a: 
Dados: R = 0,082l e massa atômica do hidrogênio = 1 
 
8. A pressão total do ar no interior de um pneu era de 2,30 atm quando a temperatura do pneu era de 27 ºC. 
Depois de ter rodado um certo tempo com este pneu, mediu-se novamente sua pressão e verificou-se que esta 
era agora de 2,53 atm. Supondo variação de volume do pneu desprezível, a nova temperatura será: 
 
9. Em Recentemente três brasileiros atingiram o cume do monte Everest. Todos usavam um suprimento extra de 
oxigênio. Se, durante a escalada, um deles tivesse enchido um balão flexível com uma certa quantidade de O2, 
a uma temperatura de - 48 ºC (225 K), a uma pressão de 30 kPa, e o balão atingisse um volume de 2,5 L, o 
volume do mesmo balão, contendo a mesma quantidade de oxigênio, próximo ao nível do mar, a 100 kPa e a 
27 ºC (300 K), seria: 
a) 2,5 L b)1,0 L c)2,24 L d) 11,1 L e)0,42 L 
 
10. O estudo das propriedades macroscópicas dos gases permitiu o desenvolvimento da teoria cinético-molecular, 
que explica, em nível microscópico, o comportamento dos gases. A respeito dessa teoria, são feitas as seguintes 
afirmações. 
I. O comportamento dos gases está relacionado ao movimento uniforme e ordenado de suas moléculas. 
II. A temperatura de um gás é uma medida da energia cinética de suas moléculas. 
III. Os gases ideais não existem, pois são apenas modelos teóricos em que o volume das moléculas e suas 
interações são desprezíveis. 
IV. A pressão de um gás dentro de um recipiente está associada às colisões das moléculas do gás com as 
paredes do recipiente. 
 
Entre elas é(são) CORRETA(S): 
 
A) I e II. B) apenas I. C) apenas IV. D) III e IV. 
 
11. O gráfico a seguir ilustra o comportamento referente à variação de pressão versus volume, de um gás ideal, à 
temperatura constante. Sobre este sistema, analise o gráfico e assinale a alternativa correta. 
 
A) Ao comprimir o gás a um volume correspondente à metade do volume inicial, a pressão diminuirá por igual 
fator. 
B) Ao diminuir a pressão para um valor correspondente a 1/3 da pressão inicial, o volume diminuirá pelo 
mesmo fator. 
C) Quando a pressão triplica, o produto PV aumenta por igual fator. 
D) Quando o gás é comprimido nessas condições, o produto da pressão pelo volume permanece constante. 
E) O volume do gás duplicará quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. 
 
12. Certa massa de um gás perfeito sofre transformação de A para B e de B para C, conforme mostra o diagrama 
abaixo. Sabendo-se que a transformação de A para B ocorre à temperatura constante, pode-se afirmar que o 
volume do gás no estado B (VB), em L, e a temperatura no estado C valem, respectivamente: 
 
 
a) 6 e 2T/3 b) 8 e 2T/3 c) 6 e 3T/2 d) 8 e 3T/2 e) 8 e 3T 
 
 
13. Uma certa massa de gás ideal, inicialmente à pressão P0, volume V0 e temperatura T0, é submetida à seguinte 
sequência de transformações: 1. É aquecida à pressão constante até que a temperatura atinja o valor 2 T0. 2. É 
resfriada a volume constante até que a temperatura atinja o valor inicial T0. 3. É comprimida à temperatura 
constante até que atinja a pressão inicial P0. Calcule os valores da pressão, temperatura e volume final de cada 
transformação. 
 
14. De um estado inicial de 4 litros, 2 atm e 300 K, um gás perfeito é submetido a uma expansão isobárica até 
duplicar seu volume. Em seguida, é comprimido isotermicamente até seu volume inicial e, finalmente, a 
volume constante, é resfriado até sua pressão inicial. Calcule a temperatura do gás durante a compressão 
isotérmica e a pressão por ele atingida ao seu final. 
 
15. Considere um gás ideal submetido às seguintes transformações: 
 
Considere, também, as seguintes leis: Sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massa 
gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. ("Lei de Gay-Lussac") 
 
Sob temperatura constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é inversamente proporcional à 
sua pressão. ("Lei de Boyle") 
 
Sob pressão constante, o volume ocupado por uma determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua 
temperatura absoluta. ("Lei de Charles") 
a) Associe as transformações A → B; B → C e C → D às Leis correspondentes. Justifique sua resposta. 
 
16. Ponha um pouquinho de água em uma lata vazia de refrigerante e aqueça até ferver a água. Segure a lata com 
uma pinça apropriada, com cuidado para não se queimar nem queimar seus espectadores. Quando a água 
estiver fervendo (o vapor de água deve estar saindo bastante pelo furo) derrame o resto de água fervente e 
coloque a lata com o furo para baixo sob uma torneira de água fria. A lata deve implodir instantaneamente. 
 
A lata deve implodir instantaneamente, pois o contato com a água fria promove o resfriamento do vapor-d´água 
em seu interior e, consequentemente, a diminuição 
 
A) do volume das moléculas de água gasosa que o constituem. 
B) da pressão interna até que a mesma se iguale à pressão externa. 
C) brusca da quantidade de matéria de água líquida em seu interior. 
D) da distância média entre as moléculas gasosas devido ao escape de gás. 
E) da energia cinética média das moléculas gasosas com o aumento da pressão. 
 
17. Um mergulhador, numaprofundidade de 76 000 metros, está sob uma pressão de 8,380 atmosferas. Qual deve 
ser a porcentagem em mol de oxigênio em um cilindro de mergulho, para que na profundidade mencionada a 
pressão parcial na mistura seja 0,210 atm, a mesma que no ar a 1,000 atm? Admita que o cilindro contenha 
somente nitrogênio e oxigênio (N2 e O2). 
 
 
18. Temos um recipiente com N2 puro e outro com O2 puro. Volumes e pressões iniciais estão assinalados no 
esquema seguinte. Abrindo a torneira que separa os gases e mantida a temperatura, a pressão interna se 
estabiliza no valor de: 
 
 
 
 
a) 6,00 atm b) 3,00 atm c) 2,60 atm d) 2,50 atm e) 2,17 atm 
 
 
19. Uma mistura de 1,5 mol de gás carbônico, 8 g de metano e 12.1023 moléculas de monóxido de carbono está 
contida em um balão de 30 litros a 27°C. Podemos afirmar que: Dado: R = 0,082 atm.L.mol–1 .K–1. 
 
a) a pressão parcial do CO é o dobro da do CH4. 
b) a pressão parcial do CH4 é o triplo da do CO2. 
c) a pressão parcial do CO2é 1/4 da do CO. 
d) a pressão parcial do CO é o quádruplo da do CH4. 
e) a pressão total é igual a 4 atm. 
 
20. Num recipiente de 44,8 litros, mantido a 273 K, foram misturados 4 mols do gás hidrogênio (H2) e 6 mols do 
gás oxigênio (O2) em CNTP. As pressões parciais de H2 e O2, em atm, são, respectivamente: Dado: R = 0,082 
atm.L.mol–1 .K–1 
 
a) 1,0 e 2,0 b) 3,0 e 4,5 c) 0,8 e 1,2 d) 1,0 e 1,5 e) 2,0 e 3,0 
 
 
21. Em um recipiente cuja capacidade é de 5,0 litros, misturam-se 2,8 g de nitrogênio e 1,6 g de oxigênio. A 
pressão total da mistura a 27°C é: Dados: R = 0,082 atm.L/mol.K ; N = 14 u ; O = 16 u 
 
 
a) 0,05 atm b) 0,25 atm c) 0,49 atm d) 0,54 atm e) 0,74 atm 
 
 
22. Considere a mistura de 0,5 mol de CH4 e 1,5 mol de C2H6 contidos num recipiente de 30,0 litros a 300 K. A 
pressão parcial do CH4, em atmosfera, é igual a: 
 
a) 1,0 b) 0,82 c) 0,50 d) 0,41 e) 0,10 
 
23. Dois balões indeformáveis (I e II), à mesma temperatura, contêm, respectivamente, 10 L de N2 a 1atm e 20 L 
de CO a 2atm. Se os dois gases forem reunidos no balão I, a pressão total da mistura será: 
 
a) 1 atm b) 2 atm c) 3 atm d) 4 atm e) 5 atm 
 
24. A densidade dos fluidos supercríticos é da mesma ordem de grandeza da densidade dos líquidos, enquanto sua 
viscosidade e difusibilidade são maiores que a dos gases, porém menores que a dos líquidos. É bastante 
promissora a substituição de solventes orgânicos por CO2 supercrítico em extrações. O ponto triplo no 
diagrama de fases do CO2, bem como sua região supercrítica, é apresentados no diagrama mostrado a seguir. 
 
 
Considerando as informações contidas no diagrama de fases do CO2, analise as afirmações abaixo. 
 
I - As fases sólida, líquida e gasosa encontram-se em equilíbrio no ponto triplo. 
II - As fases líquida e gasosa encontram-se em equilíbrio na região supercrítica. 
III - Em temperaturas acima de 31ºC, não será possível liquefazer o CO2 supercrítico por compreensão. 
IV - Em pressões acima de 73 atm, o CO2 só será encontrado no estado sólido. 
 
São corretas apenas as afirmações: 
 
a) I e IIb) I e III c) I e IV d) II e III e) II e IV 
 
25. Considere quantidades iguais de água nos três estados físicos (s = sólido, l = líquido, g = gasoso) relacionados 
no esquema a seguir. 
Julgue os itens. 
( )O processo I é denominado condensação. 
( ) O processo II envolve absorção de energia. 
( ) O processo III é acompanhado de uma diminuição de densidade. 
( ) O processo IV é denominado vaporização. 
( )Um aumento de pressão sob temperatura constante provocaria igual decréscimo de volume nas amostras de 
água líquida e gasosa. 
( ) O vapor d'água está em estado menos energético do que a água líquida e sólida. 
 
 
26. O gráfico a seguir representa a curva de aquecimento de uma substância à pressão constante de 1 atm. 
 
Pede-se: 
a) Quais são os estados físicos dessa substância indicados pelas letras A, C e E? 
b) Explique o fenômeno que ocorre na região indicada pela letra D. 
c) Qual é o ponto de ebulição dessa substância em ºC? 
d) Qual é o intervalo de temperatura em ºC, no qual estará o ponto de fusão dessa substância? 
 
 
27. O gráfico a seguir mostra o diagrama de fases para a água. 
 
Julgue os itens seguintes: 
( ) No ponto triplo, as fases da água – sólida, líquida e gasosa – coexistem em equilíbrio. 
( ) Para pressões abaixo de 4,579 mmHg e para temperaturas superiores a 0,01 ºC, a água encontra-se na 
fase líquida. 
( ) O aumento da temperatura acarreta a diminuição na pressão de vapor da água. 
( ) A vaporização é um processo exotérmico. 
( ) Em madrugadas frias, o vapor-d’água presente na atmosfera liquefaz-se, formando gotículas de água 
que constituem o orvalho. Na transformação de vapor-d’água em orvalho, ocorre formação de ligações 
intermoleculares 
28. 0,8 g de uma substância no estado gasoso ocupa um volume de 656 ml a 1,2 atm e 630C. A que substância 
correspondem os dados acima? 
a) O2 b) N2 c) H2 d) CO2 e) Cl2