lista1_2015 2

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS 
INSTITUTO DE QUÍMICA – DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICA 
Disciplina: Físico-Química I / Físico-Química Teórica I | 2015.2 
Prof. Pedro Henrique R. Alijó 
 
 
1ª lista de exercícios 
 
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. 
 
 
 
 
 
 
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. 
 
3) A 327 °C e sob pressão de 1 atm, a massa específica 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) 
4) A massa de um bulbo evacuado é medida como 37,9365 g. Quando o bulbo é preenchido com ar seco, a 
1 atm e 25 
o
C, sua massa passa a ser 38,0739 g. Quando preenchido com uma mistura de metano e etano, 
a massa do bulbo vale 38,0347 g. Qual a composição de metano na mistura gasosa? 
 
5) 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? 
 
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 
 
7) As constantes de van der Waals para o acetileno são: a = 4,4 L
2
 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. 
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. Dados: Para o 
CO2 (a = 3,610 L
2
 atm mol
-2
; b = 0,0429 L mol
-1
); para o CH4 (a = 2,273 L
2
 atm mol
-2
; b = 0,0431 L mol
-1
). 
A 
B 
C 
P 
V 0 
Fig. 1 
T1 
T2 
Qual dos dois gases tem: 
a) a menor constante a de van der Waals? 
b) a maior constante b de van der Waals? 
Esboce isotermas críticas, subcríticas e supercríticas para cada 
um desses gases. 
 
9) As constantes de Beattie-Bridgeman para a amônia são: Ao = 2,3930 L
2
 atm mol
-2
; Bo = 0,03415 L mol
-1
; 
a = 0,17031 L mol
-1
; b = 0,19112 L mol
-1
; c = 476,87 . 10
4 
L K
3
 mol
-1
. Usando a equação de Beattie-
Bridgeman, calcule o volume ocupado por um mol de amônia a 130,4 atm e 325ºC. 
10) Estimar o volume (extensivo) ocupado por uma mistura de 2 kmols de N2 e 6 kmols de CO2 a 300 K, 
sob pressão de 15 MPa. Utilize o fator de compressibilidade de: a) a regra de Kay; b) a lei de Amagat. Como 
poderia ser calculado o fator de compressibilidade via lei de Dalton? Descreva o procedimento. 
Dados: Para o CO2 (Tc = 304,2 K, Pc = 7,39 MPa); para o N2 (Tc = 126,2 K, Pc = 3,39 MPa). 
 
11) A 100 
o
C, a equação virial do neônio pode ser expressa por: 
 3 6 21 0,51 10 0,54 10 , mmHgZ P P P       
Qual será o volume molar do neônio a 100
o
C e 2 atm? 
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?