Questões de livros - Gases ideais

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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Termodinâmica Clássica
Prof. Vinicius Ottonio Oliveira Gonçalves
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Lista de exercícios
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Considere uma mistura gasosa num recipiente de 2 dm3 a 27°C. Para cada mistura, calcule a pressão parcial de cada gás, a pressão total e a composição da mistura em percentagem molar. Compare os resultados dos quatro cálculos.
a) l g H2 e 1 g O2
b) 1 g N2 e 1 g O2
c) 1 g CH4 e 1 g NH3
d) l g H2 e l g Cl2
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Uma mistura de nitrogénio e vapor d'água é introduzida num frasco que contém um agente secante. Imediatamente após a introdução, a pressão no frasco é 760 torr. Depois de algumas horas, a pressão atinge o valor estacionário de 745 torr.
a) Calcule a composição, em percentagem molar, da mistura original.
b) Se a experiência é realizada a 20 (' e o agente secante aumenta seu peso de 0,150 g, qual é o volume do frasco? (O volume ocupado pelo agente secante pode ser desprezado.)
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Sabe-se que uma amostra gasosa contém uma mistura de etano e butano. Um bulbo de 200,0 cm3 de capacidade é preenchido com esta amostra de gás a uma pressão de 100,0 kPa a 20,0 ºC Se o peso do gás no bulbo é 0,3846 g, qual é a percentagem molar de butano na mistura?
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Uma amostra de C2H6 é queimada com um volume de ar suficiente para fornecer o dobro da quantidade de oxigénio necessária para queimar o hidrocarboneto completamente a CO2, e H2O. Qual a composição (fração molar) da mistura gasosa, após a queima completa do etano? Assume-se que toda a água presente está na fase vapor e que o ar possui 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio e 1% de argônio.
(Thermodynamics and Energy Conversion, Struchtrup) Uma sala com dimensões 5 m x 10 m x 3 m é preenchida com ar a 20 ºC e pressão de 1 atm. Determine a massa de ar no local, o número de mols e o número de partículas. Se a temperatura aumentar para 25 ºC, com a mesma pressão, qual a quantidade de ar que saiu pelas portas e paredes? 
(Físico-Química, Atkins) Dado que a densidade do ar na pressão de 0,987 bar e 27ºC é 1,146 kg.m-3, calcule a fração molar e a pressão parcial de nitrogênio e oxigênio assumindo que:
a) O ar consiste apenas desses dois gases;
b) O ar contém também 1,0% de Ar;
(Físico-Química, Levine) Uma certa mistura de He e Ne presente em uma lâmpada de 356 cm3 pesa 0,1480 g e está na temperatura e pressão de 20,0 ºC e 748 torr, respectivamente. Determine a massa e a fração molar de He presente.
(Physical Chemistry – A Molecular Approach, McQuarrie) Um litro de N2 (g) a 2,1 bar e 2 litros de Ar (g) a 3,4 bar são misturados em um frasco de 4,0 L para formar uma mistura de gases ideais. Calcule o da pressão final da mistura considerando que a temperatura inicial e final dos gases são iguais. Repita os cálculos assumindo que as temperaturas iniciais de N2 (g) e Ar (g) são 304 K e 402 K, respectivamente, e a temperatura final da mistura é 377 K. (Considere comportamento ideal.)
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Um recipiente de 138,2 ml de volume contém 0,6946 g de gás a 756,2 torr e 100,0°C. Qual a massa molar do gás?
(Físico-Química, Atkins) Um vaso de 22,4 dm³ tem inicialmente 2,0 mol de H2 e 1,0 mol de N2, a 273,15 K. Todo H2 reage com o N2, formando NH3. Calcule as pressões parciais e a pressão total final da mistura final. 
(Fundamentos de Físico-Química, Castellan) Uma mistura de oxigênio e hidrogênio é analisada passando-a sobre óxido de cobre aquecido e, posteriormente, através de um tubo secador para remoção de água. Neste processo, O hidrogênio reduz o CuO de acordo com a equação ; o oxigênio, então, reoxida o cobre formado: . Incialmente foi observado que a mistura era composta por 100,0 cm3, medidos a 25°C e 750 torr. Ao final do processo, observa-se 84,5 cm3 de oxigênio seco, medidos igualmente a 25°C e 750 torr. Qual é a composição original da mistura?
(Físico-Química, Atkins) Deduza a equação entre a pressão e a massa específica () para um gás perfeito de massa molar M. Verifique graficamente o resultado com os seguintes dados referentes ao éter dimétilico, a 25 ºC, mostrando que o comportamento de gás perfeito ocorre nas pressões baixas. Estime a massa molar do gás.
	P/kPa
	12,223
	25,20
	36,97
	60,37
	85,23
	101,3
	
/kg m-3
	0,225
	0,456
	0,664
	1,062
	1,468
	1,734
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