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Departamento de Química 
 
Lista de Exercício 
Estudo dos Gases 
1- Explique como as experiências de Boyle, Charles/Gay-Lussac levaram à formulação da 
equação de estado do gás perfeito. 
2- Explique o termo “pressão parcial” e explique por que a lei de Dalton é uma lei limite 
(dica: observar as isotermas de van der Waals). 
3- Explique como o fator de compressibilidade varia com a pressão e com a temperatura. 
Descreva como, através do fator de compressibilidade, podemos ter informações 
sobre as interações moleculares nos gases reais. 
4- Uma amostra de dióxido de carbono gasoso ocupa 2,0 dm3 a 20°C e 104 kPa. Que 
pressão é necessária para comprimi-la a 250 cm3, nessa temperatura? 
5- Seria possível que uma amostra de 25g de argônio gasoso, num vaso de volume 
igual a 1,5 L, exercesse uma pressão de 2,0 bar, a 30°C, se o seu comportamento fosse 
de um gás perfeito? Em caso negativo, qual seria a pressão do gás? (b) Que pressão 
teria o argônio se ele fosse um gás de van der Waals? (Dados: Constantes de van der 
Waals para Ar: a=1,337 atm L2mol-2, b=3,20 x 10-2L mol-1). 
6- Para o aquecimento de uma casa, consomem-se 4,00 x 103 m3 de gás natural por ano. 
Admita que o gás seja o metano, CH4, e que se comporta como um gás perfeito nas 
condições deste problema, que são 1,00 atm e 20°C. Qual a massa de gás consumida? 
7- Um gás a 250 K e 15 atm tem volume molar 12% menor do que o calculado pela lei dos 
gases perfeitos. Calcule (a) o fator de compressibilidade nestas condições e (b) o 
volume molar do gás. Que forças são dominantes no gás, as atrativas ou as repulsivas? 
8- Num gás de van der Waals, 
𝜕𝑈𝑚
𝜕𝑉𝑚
 
𝑇
=
𝑎
𝑉𝑚
2 . Calcule ∆Um, q e w na expansão isotérmica 
reversível do nitrogênio, do volume inicial 12 L mol-1 até 30 L mol-1, a 300 K. (Dados: 
a=1,352 atm L2 mol-2/ b=3,87x10-2 L mol-1) 
9- Num processo industrial, o nitrogênio é aquecido a 500 K num vaso de volume 
constante igual a 1,00 m3. O gás entra no vaso a 300 K e 100 atm. A massa do gás é 
92,4 kg. Use a equação de van der Waals para determinar a pressão aproximada do 
gás na temperatura de operação de 500 K. Para nitrogênio, a = 1,408 L2 atm mol-2 e b = 
0,0391 L mol-1. 
10- Quais as definições mecânicas de trabalho e calor? 
11- Qual a interpretação molecular para trabalho e calor? 
12- Qual a diferença entre trabalho de expansão contra uma pressão constante e o 
trabalho de expansão reversível? 
13- Explique a diferença entre a variação da energia interna e a variação de entalpia num 
processo físico-químico. 
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14- Uma amostra de 1,00 mol de Ar se expande isotermicamente, a 0°C, de 22,4 L até 44,8 
L (a) reversivelmente, (b) contra uma pressão externa constante igual à pressão final 
do gás e (c) livremente (contra uma pressão externa nula). Em cada processo, calcule 
q, w, ∆U e ∆H. 
15- Uma amostra de 1,00 mol de gás perfeito monoatômico, com Cv,m = (3/2)R, 
inicialmente a p1 = 111 kPa e T1 = 300, é aquecida reversivelmente, até 400 K, a volume 
constante. Calcule a pressão final, ∆U, q e w. 
16- Numa compressão isotérmica reversível de 52 mmols de um gás perfeito a 260 K, o 
volume do gás se reduz a um terço do volume inicial. Calcule w no processo. 
17- Calcule o calor necessário para fundir 500 kg de potássio metálico a 336 K. A entalpia 
de fusão do potássio é 2,601 kJ mol-1. 
18- O valor de Cp para uma amostra de gás perfeito varia com a temperatura de acordo 
com a expressão Cp (J K-1) = 20,17 + 0,3665 (T/K). Calcule q, w, ∆U e ∆H, quando a 
temperatura é elevada de 25°C a 200 °C (a) a pressão constante e (b) a volume 
constante. 
19- Uma amostra de dióxido de carbono, com 2,45 g, a 27 °C, se expande reversível e 
adiabaticamente de 500 mL até 3,00 L. Qual o trabalho feito pelo gás? 
20- Quando se aquecem 3,0 mols de O2, na pressão constante de 3,25 atm, sua 
temperatura se eleva de 260 K até 285 K. A capacidade calorífica molar do O2, a 
pressão constante, é 29,4 J K-1 mol-1. Calcule q, ∆H e ∆U. 
21- Uma barra, composta de comprimento L = L1 + L2, é feita de uma barra de um material 
1 e comprimento L1, ligada a outra de um material 2 e comprimento L2 conforme 
mostra a figura. Mostre que o coeficiente de dilatação linear efetivo para esta barra é: 
 
𝛼 =
𝛼1𝐿1 + 𝛼2𝐿2
𝐿1 + 𝐿2
 
 
 
 
22- Uma caneca de alumínio de 100 cm3 está cheia de glicerina a 22 °C. Quanta glicerina 
derramará, se a temperatura do sistema subir para 28 °C? (Dados: αAl = 2,3 x 10-5 °C-1; 
βGli = 5,1 x 10-4 °C-1) 
23- Considere uma placa. Suponha que L = 25 cm, A= 90,0 cm2 e o material seja cobre. Se 
Tquente = 125°C, Tfrio = 10,0°C e foi alcançado o estado estacionário, encontre taxa de 
transferência de calor através da placa e defina qual o tipo de transferência está 
ocorrendo. 
 
 
 
 
 
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