Estado Gasoso Exercícios 2017

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Universidade Federal de Alfenas 
Instituto de Química 
Físico-Química – Curso de Farmácia – 2017 
 
ESTADO GASOSO – EXERCÍCIOS 
 
1. Um gás ideal é submetido a uma compressão isotérmica e sofre uma variação de volume igual a 
2,2 L. A pressão final do gás é 5 atm e o volume final são 4,7 L. Pede-se calcular: a) o volume inicial 
do gás; b) a pressão inicial do gás. 
 
2. A massa molecular do gás X é 160. A massa molecular do gás Y é de 40. Se por um pequeno 
orifício escapam 10 litros de X em uma hora, neste mesmo de tempo, quanto escaparia de Y? 
 
3. A combustão completa de 16 moles de magnésio metálico foi realizada utilizando-se 50 moles de 
uma mistura gasosa contendo 20% de O2, 78% de N2 e 2% de argônio (% em moles). 
a) escrever a equação química que representa essa combustão. 
b) calcular a % em moles de O2 na mistura gasosa, após a combustão. 
 
4. Dois mols de gás ideal são colocados em um recipiente a de 300 K e 1 atm. 
a) Se este gás passar por um processo a temperatura constante que faz dobrar seu volume, qual 
deve ser sua nova pressão? 
b) se este gás agora voltar ao seu volume original por um processo a pressão constante, qual deve 
ser sua temperatura final? 
c) Representar essas mudanças de estado num diagrama p x V. 
 
5. Um gás, inicialmente à temperatura de 16 °C, volume Vo e pressão po, sofre uma descompressão 
e, em seguida, é aquecido até alcançar a temperatura final T, volume V e pressão p. Considerando 
que V e p sofreram um aumento de cerca de 10% em relação a seus valores iniciais, determine o 
valor de T, na escala termodinâmica. 
 
6. Na síntese de 1,5 litros de amônia, a pressão e temperatura constantes, o volume em litros dos 
gases H2 e N2 que reagem entre si será: a) 4,50 b) 3,00 c) 1,50 d) 0,75 e) 2,00 
 
7. Um mol de gás ideal, à pressão de 16,6 atm, ocupa uma caixa cúbica cujo volume é de 0,001 m³. 
Qual a temperatura do gás e a força que o gás exerce sobre a tampa quadrada da caixa? 
(Considere 1,0 atm = 1,0×105 Pa, R = 8,3 J mol-1 K-1) 
 
8. O gráfico representa a isóbara para certa quantidade de um gás perfeito. Determine a temperatura 
TA. 
 
9. Uma amostra de um gás ideal sofre a sequência de processos representada no gráfico “pressão 
versus temperatura” abaixo. Calcular a variação do volume do gás: a) no intervalo AB; b) no intervalo 
BC; c) no trecho CD. 
 
 
 
10. 300 g de metano estão confinados em um reservatório de 300 L a 310 K. Ao se abrir uma válvula, 
parte do gás escapa para a atmosfera até a pressão no interior do reservatório se igualar à pressão 
externa. Durante o processo a temperatura do sistema permanece constante. Calcular: a) a pressão 
inicial do metano; b) a massa de metano que ao final restará no reservatório. Considerar a pressão 
atmosférica igual a 1,01 bar. 
(Resp.: a) 1,61 bar; b) 188 g). 
 
11. Um cilindro provido de um pistão contém um gás sob as seguintes condições: p = 1 bar, V = 10 
L e T = 300 K. a) qual será o volume ocupado pelo gás se ele se expandir isotermicamente até sua 
pressão se reduza à metade? b) Qual será a temperatura final se, a partir do estado inicial, o gás for 
resfriado isocoricamente, até ter sua pressão reduzida à metade do valor inicial? c) quais serão a 
temperatura e o volume finais se o gás se expandir isotermicamente, desde o estado inicial, até a 
pressão de 0,75 bar e, a seguir, resfriar-se a volume constante até a pressão de 0,5 bar? d) quais 
serão a temperatura e o volume finais se o gás, a partir do estado inicial, sofrer um resfriamento 
isocórico até 0,75 bar, seguido de uma expansão isotérmica até 0,5 bar? Representar os processos 
c e d no plano pV. (Resp.: a) 20L; b) 150K; c) 200K e 13,3L; d) 225K e 15L). 
 
12. Em um recipiente de volume constante e igual a 100 litros são introduzidos 9,1 L de monóxido de 
carbono (medidos em CNTP). No mesmo recipiente colocam-se 26,6 litros de hidrogênio (medidos a 
25 °C e 1 bar). A mistura, assim obtida, é mantida a 27 °C. A que pressão estará submetida? Qual 
será sua massa específica? 
Resp.: (0,368 bar e 0,135 kg/m3). 
 
13. Em um recipiente de 3,5 litros de capacidade são introduzidos 12,76 g de pentacloreto de fósforo 
(PCl5). Sabendo que o aquecimento do sistema leva à dissociação do PCl5, determinar o grau de 
dissociação a partir dos seguintes dados: a) a 200 °C observa-se que a pressão no recipiente se 
mantém constante e igual a 753,5 mm Hg; b) a 250 °C a pressão estabiliza-se em 102l,5 mm Hg. 
[Resp.: a) 0,452 e b) 0,787]. 
 
14. Num frasco de 1600 cm3 são introduzidos 1,6 mols de amônia a 25 °C. Em seguida o frasco é 
aquecido até 500K. Nesta temperatura a amônia se decompõe parcialmente em N2 e H2 e a pressão 
do sistema é de 4,85 MPa. Determinar o número de moles de cada componente presente a 500K. 
(Resp.: nNH3= 1,332 moles; nH2= 0,402 moles; nN2= 0,134 moles). 
 
15. A pressão de uma mistura gasosa composta de 20 g de O2 (32g/mol) e 30g de CO2 (44g/mol) é 
de 3,45 MPa. Determinar a pressão parcial do CO2. (Resp.: 1,8 MPa) 
 
16. Um frasco de 356 cm3 contém uma mistura de hélio (4g/mol) e neônio (20g/mol). A mistura 
encontra-se a 20 °C, exerce pressão de 748 torr e pesa 0,148 g. Calcular a massa, a fração molar e 
a pressão parcial do hélio presente. (Resp.: mHe= 0,036g; xHe= 0,62) 
 
17. Uma mistura composta de nitrogênio (28g /mol) e oxigênio (32g/mol) tem densidade de 1,185 
gL−1 a 25 oC e 101,3 kPa. Encontrar a fração molar do oxigênio na mistura. (Resp.: x02 = 0,24) 
 
18. Um gás ideal sofre uma compressão isotérmica e o seu volume é reduzido de 2,20 L. A pressão 
e o volume finais do gás são, respectivamente, 3,78 × 103 torr e 4,65 dm3. 
Calcular a pressão inicial do gás em (a) torr e (b) atm. (Resp.: (a) 2,57 × 103 torr; (b) 3,38 atm) 
 
Informações úteis: 
 
1 dm3 = 1L = 1000 cm3 = 1000 mL 1 m3 = 1 000 L =1 000 dm3 = 106 cm3 
1 atm = 101 325 Pa = 760 mmHg = 760 torr 
1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa = 105 Pa 
R = 8,20510−2 atm L K−1 mol−1 = 8,31 J K−1 mol−1 = 8,31 Pa m3 K−1 mol−1 = 8,3110-2 bar L K−1 mol−1 = 
R= 62,36 torr L K−1 mol−1 = 82,05 atm cm3 K−1 mol−1 = 1,987 cal K−1 mol−1; NO = 6,02 × 1023 
 
nRTpV 
 
2
22
1
11
T
Vp
T
Vp

 

i
ipp
 
pxp ii 
 
RTc
V
RTn
p i
i
i 
 
n
n
x ii 