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0 Lista de Exercícios de Físico Química 1. Suponhamos que a altura da coluna de mercúrio em um barômetro é 760 mm em 15 °C. Qual é a pressão atmosférica em pascal? Em 15 °C, a densidade do mercúrio é 13,595 g cm-3 e a aceleração da gravidade na superfície da Terra é 9,80665 m s-2. Resp.: p = 101 kPa 2. Expresse o volume de 1,45 cm 3 em metros cúbicos. 3. Expresse a massa específica de 11,2 g cm -3 em quilogramas por metro cúbico. 4. Em qual temperatura absoluta as escalas de temperatura Celsius e Fahrenheit fornecem o mesmo valor numérico? Qual é o valor? 5. Pressões de até 3.000 bar são medidas com um manômetro a contrapeso. O diâmetro do êmbolo é de 4 mm. Qual é a massa aproximada, em kg, dos contrapesos requeridos? Resp.: m = 384,4 kg 6. Um gás está confinado em um cilindro com 0,47 m de diâmetro por um êmbolo, sobre o qual repousa um contrapeso. Juntos, o êmbolo e o contrapeso possuem massa de 150 kg. A aceleração da gravidade local é de 9,813 m s-2, e a pressão atmosférica é de 101,57 kPa. (a) Qual é a força em newtons exercida sobre o gás pela atmosfera, pelo êmbolo e contrapeso, admitindo que não há atrito entre o êmbolo e o cilindro? Resp.: F = 1,91 x 104 N (b) Qual é a pressão do gás em kPa? Resp.: pabs = 110,054 kPa (c) Se o gás no cilindro for aquecido, ele se expande empurrando para cima o êmbolo e contrapeso. Se o êmbolo e o contrapeso forem erguidos em 0,83 m, qual é o trabalho realizado pelo gás em kJ? Qual é a variação da energia potencial do êmbolo e do contrapeso? Resp.: w = 15,848 kJ e ∆E = 1,222 kJ 7. Um recipiente contendo um êmbolo móvel possui 10 L de ar a 50 ºC. A que temperatura deve ser aquecido esse recipiente, à pressão constante, para que seu volume duplique? Resp.: K 8. Uma amostra de gás tem sua pressão aumentada de 1,0 atm para 3,0 atm. A temperatura inicial do gás é 200 K. Calcule a temperatura final, em graus Celsius, considerando que o volume permaneceu constante. Resp.: T = K 9. Um frasco de 2,50 L é preenchido com metano, CH4, a 845 mmHg e 35 °C. Se o frasco for aquecido a 185 °C, qual será a nova pressão? Resp.: p = 1257 mmHg 10. A composição do ar seco em percentagem em massa é aproximadamente 73,5 % de N2; 21,2 % de O2; 1,3 % de Ar; 0,05% de CO2 e 3,95% de H2. Qual a pressão parcial de cada componente quando a pressão total é igual a 0,98 atm? Resp.: p N2 = 0,49 atm; p O2 = 0,12 atm; pAr = 0,01 atm; p CO2 = 0,0002 atm e p H2 = 0,36 atm. 11. Use a equação do gás ideal para calcular a pressão, em 298,15 K exercida por 1,0 mol de CO2 (g) quando limitado ao volume de 5,0 mL. Repita os cálculos usando a equação de van der Waals. O que esses cálculos indicam sobre a precisão da dependência da pressão na lei dos gases ideais? Parâmetros de van der Waals: a = 3,592 L 2 .atm.mol -2 e b = 0,04267 L.mol -1 Resp.: 12. Certa quantidade de um gás é confinada em um recipiente e obedece a lei de Boyle. Seu volume é 247 cm3 a uma pressão de 62,5 kPa. Se a pressão do gás é aumentada para 82,5 kPa com a redução do seu volume, qual será o novo volume ocupado pelo gás, se a temperatura é mantida constante. Resp.: V = 187 cm3
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