Lista 1 - Físico-Quimica I

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LISTA DE EXERCÍCIOS #1: CONCEITOS FUNDAMENTAIS E PROPRIEDADES DOS GASES 
1. Discuta em que condições a lei dos gases ideais é válida. 
2. Defina as diferenças entre propriedades intensivas e extensivas. 
3. Um bulbo de 138,2 mL de volume contém 0,6946 g de gás a 756,2 torr e 100,0 C. 
Qual a massa molar do gás, em g/mol? 
4. Considere que 5 g de etano (C2H6) estão contidas em um bulbo de 1 dm
3
 de 
capacidade. O bulbo é tão fraco que romperá se a pressão exceder 1 MPa. A que 
temperatura a pressão do gás atingirá o valor de ruptura? 
5. Um cilindro grande para estocar gases comprimidos tem um volume de cerca de 
0,050 m
3
. Se o gás é estocado sobre um pressão de 15 MPa a 300 K, quantos moles do 
gás estão contidos no cilindro? Qual será a massa de oxigênio em tal cilindro? 
6. O coeficiente de expansão térmica α é definido por 
(1 )( )PV V T   
. Usando a 
equação de estado, calcule o valor de α para um gás ideal. 
7. Uma mistura constituída de 2 mol de um reagente A e 3 moles de um reagente B é 
alimentada a sistema, onde ocorre a reação 
3 3A B C D  
 a pressão constante de 
10 atm. Sendo assim, determine pressão parcial de cada componente no final da reação. 
8. Uma mistura de nitrogênio e vapor d’água é introduzida num frasco que contém 
um agente secante. Imediatamente após a introdução, a pressão no frasco é 1 atm. 
Depois de algumas horas, a pressão atinge o valor estacionário de 0,85 atm. 
(a) calcule a composição, em base molar, da mistura original. 
(b) se a experiência é realizada a 20 ºC e o agente secante aumenta sua massa de 
0,150 g, qual o volume do frasco? (o volume do agente secante pode ser desprezado). 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL / CCA 
FÍSICO-QUÍMICA I 
PROFESSOR: JULIO CESAR SAMPAIO DUTRA 
9. Uma amostra de ar é coletada sobre água a 20 ºC. No equilíbrio, a pressão total do 
ar úmido é 1 atm. A pressão de vapor da água no equilíbrio, a 20 ºC, é 17,54 torr; 
composição do ar seco, em %mol/mol, é 78 de N2, 21 de O2 e 1 de Ar. Calcule a 
pressões parciais e as frações molares de cada componente na mistura úmida. 
10. Trezentos gramas de metano estão confinados em um reservatório de trezentos 
litros de capacidade. Mediante a abertura de uma válvula o gás escapa para a atmosfera 
até sua pressão igualar-se à pressão externa. Determinar: a) a pressão inicial do metano; 
b) a massa de metano que ao final restará no reservatório. Admitir a temperatura 
constante e igual a 38 ºC. Tomar a pressão atmosférica igual a 1,01 bar. 
11. Um cilindro provido de um pistão contém um gás sob as seguintes condições: 
P = 1 bar, V = 10 litros e T = 300 K. a) Qual será o volume ocupado pelo gás se ele 
expandir-se isotermicamente até ter a pressão reduzida à metade? b) Qual será a 
temperatura final se, a partir do estado inicial, o gás resfriar-se, a volume constante, até 
ter sua pressão reduzida à metade do valor inicial? c) Quais serão a temperatura e o 
volume finais se o gás expandir-se 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 (sem modificação de volume) até 0,75 bar, seguido de uma 
expansão isotérmica até 0,5 bar? Representar os processos c e d no plano PV. 
12. Considere que 9,1 litros de monóxido de carbono (medidos em CNTP: 0 ºC e 
1 atm) são introduzidos em um recipiente de volume constante e igual a 100 litros. 
Neste mesmo recipiente colocam-se 26,6 litros de hidrogênio (medidos a 25 ºC e 1 bar). 
A mistura, assim obtida, é mantida a 27 ºC. A que pressão estará submetida (bar)? Qual 
será sua massa específica (kg/m
3
)? 
 
 
 
 
Fatores de conversão 
Volume: 1 L = 1 dm
3
 = 10
-3
 m
3 
Pressão: 1 atm = 1,01 bar = 760 torr = 1,01325×10
5
 Pa