1 Lista FQI 2016 2

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA / DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
Prof. Lucia Raddi 
 
 
1ª Lista de Exercícios de Físico-Química I (2016/2) 
 
 
1) A quantidade de 12,76 g de pentacloreto de fósforo é introduzida em um recipiente de 3,5 L de 
capacidade. Sabendo que o aquecimento do sistema levará à dissociação do PCl5, determine o grau 
de dissociação a partir das seguintes informações: 
a) a 200ºC, observa-se que a pressão no recipiente, após atingido o equilíbrio, mantém-se em 
753,5 mmHg; 
b) a 250ºC, a pressão se estabiliza em 1021,5 mmHg. 
A reação de decomposição é: 
PCl5 (g) → PCl3 (g) + Cl2 (g) 
Considerar comportamento ideal dos gases. 
R: a) α = 0,46; b) α = 0,79 
 
 
2) Um gás hipotético obedece à seguinte equação de estado: 
 
PV = nRT (1+aP) a = constante 
 
Para este gás, mostre que os coeficientes térmicos α e κ podem ser expressos por: 
 α = 1/T κ = [P(1+aP)]-1 
 
 
3) A 1 atm, o coeficiente de expansão térmica do cobre vale 5,01x10-5 K-1. Qual será a variação de 
volume quando um bloco de cobre de 50 cm3 for aquecido de 25ºC a 30ºC? 
R: ∆V = 13 mm3 
 
 
4) Usando a equação de van der Waals, determine a pressão exercida por 100 mols de uma mistura 
contendo 59,38% molar de CO2 e 40,62% molar de CH4, a 310 K, em um recipiente de 20 L. 
Utilizar os valores de a e b da apostila. 
R: P = 86 atm 
 
 
5) As constantes de Beattie-Bridgeman para a amônia são: 
Ao = 2,3930 L2 atm mol-2 Bo = 0,03415 L mol-1 
a = 0,17031 L mol-1 b = 0,19112 L mol-1 c = 476,87x104 L K3 mol-1 
Usando a equação de Beattie-Bridgeman, calcule o volume ocupado por um mol de amônia a 
 130,4 atm e 325ºC. 
R: V = 0,34 L 
 
 
6) O volume molar do etano, sob pressão de 14,6 bar e na temperatura de 8oC, vale 1,33 L/mol. 
Qual será o volume molar do acetileno quando apresentar o mesmo desvio da idealidade? 
Coordenadas críticas do acetileno: Pc = 61,4 atm e Tc = 308,33 K. 
R: �� = 1,07 L/mol 
 
 
7) O fator de compressibilidade de um gás, a 20ºC e para valores de pressão de até 85 bar, é 
expresso por: 
 z = 1 - 6,25x10-3 P + 2,87x10-5 P2 [P] = bar 
 A quantidade de 5,7 mols do gás, ocupando o volume de 1,117 L, expandem-se 
 isotermicamente a 20ºC, até triplicar o volume. Determinar o valor da pressão a que o gás está 
 submetido no início e ao término da expansão. 
R: Pi = 84 bar; Pf = 34 bar 
 
 
8) 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 ter a pressão 
reduzida à metade? 
 b) Qual será a temperatura final se, a partir do estado inicial, o gás resfriar-se 
 isocoricamente 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, do 
 estado inicial, até a pressão de 0,75 bar e, a seguir, resfriar-se isocoricamente 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. 
R: a) 20 L; b) 150 K; c) 200K e 13,3 L; d) 225 K e 15 L. 
 
 
9) Quando um sistema passa do estado A para o estado B ao longo do processo ACB, há um fluxo de 80 
J de calor para o sistema e, ao mesmo tempo, o sistema realiza 30 J de trabalho. 
a) Qual a quantidade de calor que flui para o sistema ao longo do processo ADB, caso o trabalho 
realizado pelo sistema seja de 10 J? 
b) Se o sistema retornar de B para A via curva interna, o trabalho realizado sobre o sistema será 
de 20 J. O sistema, neste último caso, absorve ou libera calor? De quanto? 
c) Se UD – UA = +40J, quais as quantidades de calor absorvidas nos processos DB e AD? 
 
 
R: a) q = 60 J; b) q = - 70 J; c) qAD = 50 J; qDB = 10 J 
 
 
10) Suponha um gás de van der Waals com a = 1 atm L2 mol-2 e b desprezível. Qual será o trabalho 
realizado por um mol do gás ao se expandir isotérmica e reversivelmente de um volume inicial Vi 
até um volume 10 vezes superior? 
R: w = - RT ln 10 + 0,9 Vi-1