Um tanque contem 300g de amonia

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 21 - A TEORIA CINÉTICA DOS GASES 
 
22. Um tanque de aço contém 300 g de amônia (NH3) no estado gasoso, a uma pressão absoluta de 
1,35 × 106 Pa e temperatura de 77oC. (a) Qual o volume do tanque? (b) O tanque é inspecionado 
mais tarde, quando a temperatura cai para 22oC e a pressão absoluta para 8,7 × 105 Pa. Quantos 
gramas de gás escaparam do tanque? 
 (Pág. 227) 
Solução. 
(a) Considerando-se que a amônia tenha comportamento ideal, podemos utilizar a equação de 
estado do gás ideal: 
 0 0 0 0 0a
mp V n RT RT
M
= = 
Na expressão acima, ma0 é a massa inicial da amostra de amônia e M é a massa molar da amônia. 
Logo: 
 ( )( )( )
( )( )
30 0
0 6
0
300 g 8,314 J/K.mol 350 K
0,0380379 m
17 g/mol 1,35 10 Pa
am RTV
Mp
= = =
×
 
 30 0,0380 mV ≈ 
(b) A situação final do sistema pode ser descrita pela seguinte equação de estado, em que ma é a 
massa final de amônia e m’ é a massa de amônia que escapou: 
 
( )'0aa m mmpV nRT RT RT
M M
−
= = = 
O volume final do recipiente pode ser determinado por meio da análise da dilatação térmica sofrida: 
 ( )0 aço 01 3V V T Tα = + −  
Logo: 
 ( )
( )'0
0 aço 01 3
am mpV T T RT
M
α
−
 + − =  
 ( )' 00 aço 01 3a
pV Mm m T T
RT
α = − + −  
 
( )
( )( )( )
( )( )
( ) ( ) ( ){ }
5 3
'
5o 1
8,7 10 Pa 0,0380379 m 17 g/mol
300 g
8,314 J/K.mol 295 K
 1 3 1,1 10 K 295 K 350 K 71,0378 g
m
− −
×
= − ×
× + × − =  


 
 ' 71 gm ≈