Primeira lista

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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 / Físico-Química Teórica I (2014/1) 
 
 
1) A Figura 1 representa as transformações A → B → C, para um gás ideal, em um gráfico P 
vs V para as temperaturas T1 e T2 = 2T1. Esboce a mesma sequência de transformações A → 
B → C, nos seguintes gráficos: P vs T e V vs T. 
 
 
 
 
 
 
 
R: 
 
 
 
 
 
2) A 760 mmHg, uma mistura de N2 e vapor de água é introduzida num frasco que contém um agente 
secante. Depois de algumas horas, a pressão atinge o valor estacionário de 745 mmHg. 
a) Calcule a composição em percentagem molar da mistura original. 
b) Se a experiência foi realizada a 20°C e o agente secante aumentou sua massa em 0,15 g, qual é 
o volume do frasco? O volume do agente secante pode ser desprezado. 
Considerar a mistura gasosa ideal. 
R: a) 2% H2O e 98% de N2; b) V 10,2 L 
 
 
3) A 327°C e sob pressão de 1 atm, a densidade da mistura gasosa ideal que resulta do 
aquecimento de um mol de SO3 é igual a 1,21 g/L. Qual é o grau de dissociação do SO3? A 
reação de decomposição é: 
 
 SO3 (g) SO2 (g) + ½ O2 (g) 
 
R: α = 0,69 
 
 
4) O coeficiente de compressibilidade da água, a 25ºC, vale 4,5x10-5 atm-1. A 25ºC, temos, 
inicialmente, um recipiente contendo 10 L de água, a 1 atm. Se pressionarmos este sistema, 
isotermicamente, até 100 atm, qual será o volume final ocupado pela água? 
R: V = 9,96 L 
5) Determine os coeficientes de expansão térmica e de compressibilidade de um gás ideal. 
R: α = 1/T ; κ = 1/P 
 
 
6) Os valores da pressão e da temperatura críticas dos gases A e B são as seguintes: 
 
Gás Tc (K) Pc (atm) 
A 126 34 
B 48,8 305,2 
 
Qual dos dois gases tem: 
a) a menor constante a de van der Waals? 
b) a maior constante b de van der Waals? 
R: a) gás A; b) gás B 
 
 
7) As constantes de van der Waals para o acetileno são: 
 
a = 4,4 L2 atm mol-2; b = 0,052 L mol-1 
 
Estimar o volume molar do acetileno sob pressão de 20 atm, na temperatura de 300 K. 
R: 
−
V = 1,1 L mol-1 
 
 
8) 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 
 
 
9) 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/mol 
 
 
10) Estimar o volume ocupado por 1 mol de uma mistura equimolar de metano e etano a 350 K, 
sob pressão de 50 atm. Utilize o fator de compressibilidade e: a) a regra de Kay; b) a lei de 
Amagat. 
R: a) V = 0,52 L; b) V = 0,48 L 
 
 
11) A 100ºC, a equação virial do neônio pode ser expressa por: 
 
z = 1 + 0,51x10-3 P + 0,54x10-6 P2 [P] = mmHg 
 
Qual será o volume molar do Ne a 100ºC e 2 atm? 
 
R: �� = 46 L/mol 
 
 
 
12) 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