Física_III_Lista_de_exercícios_02_Gases_ideais

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Faculdades LOGATTI - Araraquara 
 
Física III 
Lista de Exercícios n
o
. 02 
(Prof. Resp.: Marcelo Moreira) 
 
Gases ideais 
 
Estudo (teoria): 
TIPLER, P. A. 
Física para cientistas e engenheiros 
Volume 1 - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica 
Rio de Janeiro, Editora LTC, 2000 
Capítulo 18 
TIPLER, P. A., MOSCA, G. 
Física para cientistas e engenheiros 
Volume 1 - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica 
Rio de Janeiro, Editora LTC, 2006 
Capítulo 18 
HALLIDAY, D., RESNICK. R. 
Física, vol. I-2 
Rio de Janeiro, Ed. Ao Livro Técnico, 1973 
Capítulo 23 
Estudo (revisão de conceitos elementares do Ensino Médio): 
PAULI, R. U., MAJORANA, F. S., HEILMANN, H. P., CHOHFI, A. C. 
Física 2 - Calor e Termodinâmica 
São Paulo, Editora E.P.U., 1979 
Capítulo 2 
 
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GASES IDEAIS 
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 
 
 
1.1.1.1. Um recipiente de 10 litros contém gás à temperatura de 0 ºC e pressão de 4 atm. Quantos moles 
de gás estão contidos no recipiente? E quantas moléculas? 
 
mol1,79n ====
 moléculas1008,1N 24××××==== 
 
2.2.2.2. Um recipiente de l0,6 contém 10 g de hélio (He) líquido em ebulição ( C 268,93TE °°°°−−−−==== , massa 
molar: 4 g/mol). Qual a pressão atingida pelo gás, quando o recipiente é aquecido até a 
temperatura ambiente ( C 52Tamb °°°°==== )? atm10,19p ≅≅≅≅ 
 
3.3.3.3. Um grande tanque (em forma de paralelepípedo) possui dimensões 6 m x 5 m x 3 m. 
(a) Se a pressão interna do tanque for de 1 atm e a temperatura de 300 K, calcular o número de 
moléculas de gás contidas nesse tanque. 3644,5 mol. 
(b) Detecta-se um vazamento no tanque. Se a temperatura, em certo dia, sofrer uma elevação de 
5 ºC, mas a pressão interna permanecer constante, qual será a quantidade (em mol) de gás 
perdida pelo tanque? 59,75 mol. 
 
4.4.4.4. Uma caixa metálica cúbica, com 20 cm de aresta, contém oxigênio sob pressão de 1 atm e 
temperatura 25 ºC. A caixa é selada de modo a que o volume é mantido constante. Determinar a 
força total que atuará sobre as paredes da caixa, quando a amostra gasosa for aquecida até a 
temperatura 300 ºC. ≅≅≅≅ 46,6 kN. 
 
5.5.5.5. Num dia de inverno europeu, quando a temperatura é de C0,8 o−−−− , um motorista calibra os pneus 
de seu veículo à pressão de 180 kPa. Depois de rodar até seu destino, a pressão nos pneus sobe 
para 245 kPa. Qual a temperatura dos pneus ao final da jornada, admitindo: 
(a) que não haja expansão dos pneus? K360,89T ≅≅≅≅ 
(b) que os pneus tenham sofrido uma expansão de 7%? K386,16T ≅≅≅≅ 
 
6.6.6.6. Calcular a velocidade média de translação das moléculas de uma amostra de oxigênio gasoso (massa 
molar: 32 g/mol) que ocupa o volume de l1 à temperatura de 20 °C sob pressão de 2 atm. 
sm478 v ≅≅≅≅
 
 
 
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GASES IDEAIS 
EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
 
1.1.1.1. Um gás é mantido sob pressão constante. Se sua temperatura passa de 50 ºC para 100 ºC, qual 
a variação percentual sofrida em seu volume? Aumenta em 15%. 
 
2.2.2.2. Qual será a variação percentual da pressão de uma amostra de um gás ideal, se sua temperatura 
for triplicada e seu volume for reduzido em 30%? 
 A pressão sofrerá uma variação percentual de aproximadamente 330%. 
 
3.3.3.3. Com uma bomba hidráulica, é possível atingir uma pressão de torr101 8−−−−×××× . Quantas moléculas 
estão contidos em 1 cm3 de um gás sob esta pressão, à temperatura de 300 K? 
8102,3 ×××× moléculas. 
 
4.4.4.4. O ponto de ebulição do gás hélio corresponde a 4,2 K. Qual o volume ocupado pelo hélio gasoso, 
proveniente da evaporação de 10 g de hélio líquido ( molg 4MHe ==== ), sob pressão de 1 atm, à 
temperatura de: 
(a) 4,2 K? l86,0 
(b) 293 K? l60 
 
5.5.5.5. Um pneu de automóvel encontra-se calibrado sob pressão de 200 kPa à temperatura de 20 °C. 
Depois de rodarem em alta velocidade, a temperatura dos pneus sobe para 50 °C. 
(a) Admitindo que o volume do pneu não se altere e que o comportamento do ar contido em sua 
câmara seja o de gás ideal, determinar a pressão dos pneus, ao final do percurso. 
 220 kPa. 
(b) Repetir o item anterior, admitindo, agora, uma expansão de 10% no volume do pneu. 
 200 kPa. 
 
6.6.6.6. A que temperatura a velocidade média das moléculas do gás hidrogênio (H2) é igual a 331 m/s? 
( molg 1MH ==== ) 8,78 K.