Lista de gases

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Departamento de Química 
Primeira lista de termodinâmica – gases ideais e gases reais. 
RA:29019140014 Nome: Raphaella Fagundes Von Stein Bacharelado X 
RA:29019140025 Nome: Maria Gabrielle Silva Mendonça Bacharelado X 
1) Uma amostra de 300 g de metano se encontra confinada em um recipiente com volume de 
300 L. Ao se abrir uma válvula, o gás escapa para a atmosfera até sua pressão se igualar a 
pressão externa. Determine: a) a pressão inicial do metano; b) a massa de metano que ao final 
do processo se encontra no recipiente. Assuma temperatura constante de 38 ºC e pressão 
atmosférica de 1 atm. 
 
2) Um cilindro com um pistão com atrito desprezível contém um gás com as seguintes condições: 
p=1 atm, V=10 L e T=300 K. a) qual será o volume ocupado pelo gás se ele se expandir 
isotermicamente até a sua pressão ser reduzida a metade? b) qual a temperatura final se a partir 
do estado inicial, o gás se resfriar a volume constante, até a sua pressão ser reduzida a metade 
do valor inicial? c) qual será a temperatura e volume final se o gás se expandir isotermicamente 
desde o estado inicial até a pressão de 0,75 atm, e a seguir resfriar a volume constante até a 
pressão de 0,50 atm? d) qual será a temperatura e o volume final se o gás, a partir do estado 
inicial, sofrer um resfriamento isocórico até 0,75 atm, seguido de uma expansão isotérmica até 
0,50 atm? e) represente os processos dos itens C e D em um diagrama do tipo pV. Os itens C e 
D só valem com os diagramas solicitados no item E. Faça esquemas, desenhos, diagramas, etc 
de cada processo. Ajuda a entender o que está acontecendo. 
 
 
3) O volume de um tanque grande e de forma irregular, fechado é determinado como se segue. 
O tanque é primeiramente esvaziado e então é conectado a um cilindro de 50,0 L de gás 
nitrogênio (N2) comprimido e o conteúdo do cilindro é transferido para o tanque. A pressão do 
gás no cilindro é, originalmente, 21,5 atm, cai para 1,55 atm após a conexão com o tanque. Qual 
é o volume do tanque? 
 
4) Um frasco de vidro pesa 40,1305 g quando limpo, seco e evacuado. Pesa 138,2410 g quando 
preenchido totalmente com água a 25 °C (dágua=0,9970 g mL-1), e 40,2959 g quando 
preenchido com propileno gasoso a 740,3 mmHg e 24 °C. Qual a massa molecular do gás? 
 
5) O gás carbônico gerado em submarinos e espaçonaves deve ser removido do ar e o oxigênio 
recuperado. Utiliza-se o superóxido de potássio, KO2, como purificador de ar, porque este 
composto reage com o gás carbônico e libera oxigênio, segundo a reação balanceada: 
4 KO2(s) + 2CO2(g) ⟶ 2K2CO3(s) + 3O2(g). Calcule a massa de KO2 necessária para reagir 
com 50 L de gás carbônico a 25°C e 1,0 atm. 
 
7) Queima-se 100,0 g de metano, CH4, em quantidade estequiométrica de oxigênio para 
combustão completa a 250 °C e recolhe-se o gás resultante em um volume de 30,0 L. Considere 
comportamento ideal dos gases e determine: 
a) a massa de oxigênio; b) a massa total de gás formado na reação; c) a pressão da mistura 
gasosa ao final da reação; d) a composição (fração) molar da mistura formada. 
 
 
8) Uma mistura de nitrogênio e vapor d'água é introduzida em um frasco que contém um agente 
secante. Imediatamente após a introdução da mistura no frasco a pressão é 760 torr. Depois de 
algumas horas, a pressão atinge o valor estacionário de 745 torr. a) Calcule a percentagem molar 
da mistura original. b) Se a experiência é realizada a 20 °C e o agente secante aumenta sua 
massa em 0,150 g, qual é o volume do frasco? Assuma: que o volume do agente secante é 
desprezível e que todo o vapor d'água foi adsorvido e comportamento ideal dos gases. 
 
9) Queima-se 100,0 g de Cgrafite em quantidade estequiométrica de oxigênio para combustão 
completa e o recolhe-se o gás resultante em um volume de 30,00 L. Ao se abrir uma válvula, o 
gás escapa para a atmosfera até sua pressão se igualar a pressão externa. Determine: a) a 
massa do gás; b) a pressão inicial do gás; c) a massa do gás que ao final do processo se encontra 
no recipiente. Assuma temperatura constante de 25 °C, pressão atmosférica de 700 torr e 
comportamento ideal. 
 
 
10) Disserte com detalhes por que gases apresentam comportamento diferente do gás ideal. 
Aborde o problema de forma completa, fazendo diagramas, gráficos, utilizando equações, 
exemplos, etc, para dar sustentação aos seus argumentos. 
 
 
 
11) (a) A partir dos dados mostrados no gráfico ao lado, justifique o comportamento das curvas 
para cada gás. (b) Defina o fator de compressibilidade Z. (c) Esboce no diagrama como ficaria a 
curva referente a água na fase vapor, justificando a sua proposição. 
 
 
 
12) (a) Use a equação de van der Waals para determinar a pressão exercida por 1,00 mol de 
Cl2(g) quando está confinado a um volume de 2,00 L a 0 ºC. a=6,49 L2 atm mol-2, b=0,0562 L 
mol-1. (b) Faça o mesmo cálculo do caso anterior substituindo o gás por CO2(g) e responda qual 
destes dois gases se desvia mais da idealidade. a=3,59 L2 atm mol-2, b=0,0427 L mol-1. (c) Faça 
o mesmo cálculo do caso a substituindo o gás por CO(g) e responda qual destes três gases se 
desvia mais da idealidade justificando sua resposta. a=1,49 L2 atm mol-2, b=0,0399 L mol-1. 
 
 
 
13) a) Use a equação de van der Waals para determinar a pressão exercida por 1,00 mol de 
Cl2(g) quando está confinado a um volume de 2,00 L a 0 ºC. a=6,49 L2 atm mol-2, b=0,0562 L 
mol-1. b) Faça o mesmo cálculo do caso anterior substituindo o gás por C 2(g). a=3,59 L2 atm 
mol-2, b=0,0427 L mol-1. c) Faça o mesmo cálculo do caso a substituindo o gás por CO(g). 
a=1,49 L2 atm mol-2, b=0,0399 L mol-1. Compare os resultados dos três casos e responda qual 
destes três gases se desvia mais da idealidade e justifique sua resposta.