FÍSICO QUIMICA

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DSc. Jussara Aparecida de Oliveira Cotta. Professora da UEMG, João Monlevade – MG. E-mail: japcotta@hotmail.com 
 
 
Questão 1. Considere a seguinte reação: 2NO + O2 → 2NO2 
200 mL de NO nas TPP reagem com 500 mL de O2 na TPP. Calcule a pressão parcial de NO2 após a reação 
se completar. Admita um volume constante. 
 
TPP = 1mol = 22,7 L 
W0 = 200x10-3 / 22,7 = 8,81x10-3 mol 
 2NO + O2 → 2NO2 
 
Razão Estequiometria W0/O2 = 2 ; Caso dado NO/O2 = 0,4 > há excesso de O2. 
O2 final = 0,022 – 8,81x10-6/2 > O2 final = 0,0200mol 
 
2mol (NO)------------ 2mol (NO2) = 8,81x10-3mol (NO2) 
8,81x10-3mol---------x 
 
P.V = n.R.T > P.0,7 = 0,1101x0,082x273 > P= 0,35atm 
 
PNO2 = 8,81x10-5/0,1101x3,52 > 0,28 atm Resposta: Pressão parcial NO2 é de 0,28atm. 
 
Questão 2. Uma quantidade fixa de gás a 23°C exibe pressão de 748 torr e ocupa um volume de 10,3 L. 
(a) Use a lei de Boyle para calcular o volume que o gás ocupará a 23oC se a pressão for aumentada para 
1,88 atm. (b) Use a lei de Charles para calcular o volume que o gás ocupará se a temperatura for 
aumentada para 165°C enquanto a pressão for mantida constante. 
 
T1= 23° c = 296K / P1 = 748 torr / P2 = 1,88 atm / V= 10,3 L / T2= 165° c = 438K 
 
1 torr equivale a 0,00131579 atm 
748 torr------------x 
1 atm----------0,00131579 x = 748 x 0,00131579 / 1 = 0,984211atm 
 
a) Lei de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2 » 0,984211atm x 10,3L = 1,88 atm x V2 » 10,14atm.L = 1,88atm x V2 
 » V2 = 10,14atm.L / 1,88atm » V2 = 5,39L 
 
b) Lei de Charles: V1/T1 = V2/T2 » 10,3L/296K = V2/438K » V2 x 296K = 4.511,4K.L » V2 = 15,24L 
 
Resposta: O volume pela Lei de Boyle é 5,39L e pela de Charles é 15,24L. 
 
Questão 3. Suponha que lhe sejam dados dois frascos e lhe seja dito que um contém um gás de massa 
molar 30, o outro um gás de massa molar 60, ambos a mesma temperatura. A pressão no frasco A é X 
atm, e a massa de gás no frasco é 1,2 g. A pressão no frasco B é 0,5X atm, e a massa de gás no frasco é 
1,2 g. Qual frasco contém o gás de massa molar 30 e qual contém o de massa molar 60? 
 
A pressão é diretamente proporcional ao volume, à temperatura e à quantidade de matéria ( p = n . R . T / V, 
onde R é a constante dos gases perfeitos). 
Como o volume e a temperatura são iguais e a pressão no frasco A (X) é o dobro do frasco B (0,5 X), significa 
que A tem duas vezes mais matéria (mols). 
Então se A tem o dobro da matéria mas a massa é a mesma de B, só é possível se a sua massa molar for 
metade da MM do frasco B. 
Resposta - Frasco A = 30 g/mol 
 Frasco B = 60g/mol. 
DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA I - ATIVIDADE 1 – Gases 
Turma : Engenharia Ambiental / 2021 Docente: Jussara Cotta 
Aluna: Sandra Regina da Silva 
 
DSc. Jussara Aparecida de Oliveira Cotta. Professora da UEMG, João Monlevade – MG. E-mail: jussara.cotta@uemg.br 2 
 
Questão 4. Calcule cada uma das seguintes grandezas para um gás ideal: (a) O volume de gás, em litros, 
se 2,46 mol tiver pressão de 1,28 atm a temperatura de -6°C; (b) a temperatura absoluta do gás na qual 
4,79 x 10-2 mol ocupa 135mL a 720 torr; (c) a pressão, em atmosferas, se 5,52 x 10-2 mol ocupa 413 mL a 
88°C; (d) a quantidade de gás, em mols, se 88,4 L a 54°C tem pressão de 9,84 kPa. 
 
a) n=2,46 mol / p=1,28atm / t= 267k / V=? 
p.v=n.R.t = 1,28atm.V=2,46molx0,082LatmKmolx267 > V=2,46molx0,082LatmKmolx267/128atm > 
V= 42,08 L 
 
b) n= 4,79 x 10-2 mol V=135mL p=720torr = 0,947atm. 
T=P.V/n.R > T=0,947atmx0,135L/4,79x10-2mol.0,082LatmKmol > T= 0,127Latm.mol/0,392LatmKmol 
> T = 32,40k 
 
c) n= 5,52 x 10-2 mol V= 413 mL T=88°C = 361k 
P=n.R.T/V > P= 5,52x10-2mol.0,082LatmKmol.361k/0,413L > P=1,634Latmk/0,413L > P= 3,95 atm 
 
d) V=88,4 L T=54°C = 327 p=9,84 kPa = 0,0971atm 
h=p.V/R.T > h= 0,0971atmx88,4L / 0,082LatmKmolx327k > h=8,583Latm/26,81kLatmKmol > 
h= 0,32 mol 
 
 
Questão 5. Um tanque de um aparelho de mergulhador contem 0,29 kg de O2 comprimido em um volume 
de 2,3 L. (a) Calcule a pressão de gás dentro do tanque a 9oC. (b) Que volume esse oxigênio ocuparia a 
26°C e 0,95 atm? 
 
Massa molar O2 = 32g 
 
1kg -----------1000g 
0.29kg----------- x 
x=290g 
 
1mol O2 -------- 32g 
x------------------290g 
x=9.1mol 
 
a) T 9ºC+273=282K / V = 2,3L / n=9,1mol 
 
PxV=nxRxT 
Px2.3L=9.1molx0.082atmLK-1mol-1x282k 
Px2.3L=208.428Latm 
P = 210.428Latm / 2.3L 
P= 91,5atm 
 
Resposta: A pressão do gás a 9º é de 91,5atm. 
 
 
b) T 26ºC+273=299K / P = 0,95 atm 
 
0.95atmxV=9.1molx0.082atmLK-1mol-1x299k 
0.95atmxV=223.114atmL 
V= 223.114atmL / 0,95atm 
V=235L 
 
Resposta: O O2 ocupa um Volume de 235L. 
 
 
 
 
 
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Questão 6. (a) Coloque os seguintes gases em ordem crescente de velocidade molecular média a 300 K: 
CO2, N2O, HF, F2, H2. (b) Calcule e compare as velocidades vmq das moléculas de H2 e CO2 a 300 K. 
 
V= √3.R.T/M 
 
a) Quanto maior a MM, menor a velocidade. 
 
CO2 = 44,01g/mol / N2O = 44,013g/mol / HF= 20,01g/mol / F2= 37,99 g/mol / H2= 2,02 g/mol 
Resposta: V N2O < V CO2 < VF2 < VHF < VH2 
 
b) V H2= √3.R.T/M > √3.8,31.300/2,02x10-3 > 7479 / 2,02x10-3 > VH2= 3702,47m/s 
 V CO2= √3.R.T/M > √3.8,31.300k/44,01x10-3 > 7479 / 44,01x10-3 > VCO2= 169,93m/s 
 
Por ter menor massa molar o H2 tem maior velocidade. 
 
Questão 7. O gás de oxigênio com um volume de 1000cm3 a 40oC e uma pressão de 1,01x105Pa se expande 
até atingir o volume de 1500cm3 e uma pressão de 1,06x105Pa. Encontre: (a) o número de moles de oxigênio 
no sistema e (b) sua temperatura final. 
 
a) PV = nRT ⇒ n = PV/RT ⇒ n = 1,01x105atmLkmolx1L/8,31k-1mol-1x313k = 0,380 mols. 
Resposta: Será de 0,380 mols de Oxigênio. 
b) P1V1/T1 = P2V2/T2 ⇒ T2 = P2V2T1/P1V1 ⇒ 
T2 = 1,06X105Pax1,5Lx313k/1,01X105Pax1L ⇒ T2 = 492,7 K. 
Resposta: Temperatura final 492,7 k. 
 
Questão 8. Qual o número de moléculas por cúbico no ar a 20oC e à pressão de 1,0 atm (=1,01 x 105 Pa)? 
Qual a massa de 1,0m3 desse ar? Suponha que 75% das moléculas sejam de nitrogênio (N2) e 25% de 
oxigênio (O2). P = 1,01x105Pa / T = 20ºC+273= 293K 
 
PV = nRT, n = N NA 
NV = pNA RT = (1,01×105x 6,2×1023)x(8, 31k-1mol-1x293k) = 2,5 × 1025 moleculas/m3 
 
(b) As massas molares são MMO2= 16,0g/mol e MMN2 = 14,0g/mol. O número total de mols na amostra de gás 
é: 
nT = pVRT = nT=(1,01x105Pax1000L)x(8,31k-1mol-1x293) = 41, 48 mols 
 
Para os percentuais indicados, nO2 = 0,75 × 41,48 = nO2 = 31,11mols 
 nN2 = 0,25×41,48 = nN2 = 10,37 mols. 
 
As massas dos gases serão: mO2 = nO2MO2 = (10, 37)(16, 0) = mO2 = 166 g 
 mN2 = nN2MN2 = (31, 11)(14, 0) = mN2 = 436 g 
 
Resposta: A massa total de gás é mT = 602 g. 
 
Questão 9. Certo gás contido em um recipiente de 1m³ com êmbolo exerce uma pressão de 250Pa. Ao ser 
comprimido isotermicamente a um volume de 0,6m³ qual será a pressão exercida pelo gás? 
 
volume inicial = 1m³ / pressão inicial = 250 Pa / volume final = 0,6m³ / pressão final = ? 
 
P1 x V1 = P2 x V2 
250Pa x 1 = 0,6 x P2 
P2 = 250/0,6 = 417 Pa Resposta: A pressão exercida será de 417 Pa. 
 
 
 
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Questão 10. Qual é o volume ocupado por um mol de gás perfeito submetido à pressão de 5000N/m², a 
uma temperatura igual a 50°C? Dado: 1atm=10000N/m² e 0,082 atm. L/mol.K. 
V = ? / P = 5000N/m2 = 0,05atm / T = 50° c + 273 = 323k / n = 1 mol 
P.V = n.R.T 
Substituindo os dados fornecidos na equação acima e isolando o volume V: 
V = n.R.T/P 
V = 1 mol x 0,082LatmK⁻¹mol⁻¹ x 323K/ 0,05atm = 26.486Latm / 0,05atm = 529,72 L 
V ≈ 530 L. 
R.: O volume ocupado por um mol de gás perfeito é de 530 L. 
 
Questão 11. (a) Seria possível que uma amostra de 25g de argônio gasoso, num vaso de volume igual a 1,5 
dm3, exercesse uma pressão de 2,0 bar, a 30ºC, se o seu comportamento fosse de um gás perfeito? Em caso 
negativo, que pressão ele exerceria? Que pressão teria o argônio se ele fosse um gás de van der Waals? 
 
M=25g = 0,625mol V= 1,5dm3 p=2,0 bar = T = 30º C = 303k 
 
Gás ideal p= nxR.T/V > 0,626mol x 0,082atmlk-1mol-1x303k / 1,5L > p = 10,369 > p=10,37atm 
 
Resposta: Não seria possível. A pressão exercida seria de 10,37 atm 
 
 
pvW= (P+n2.a/V2)(V-n.b)=n.R.T > (P+0,6262x1,34/1,52)(1,5 – 0,626 x 0,0322)= (0,626x0,082x303) 
> (P + 0,233) (1,479) = 15,55 > (P + 0,233) = 15,55/1,479 > (P+0,233) = 10,50 
> P = 10,50 – 0,233 > P = 10,27 atm 
 
Resposta: Se fosse um gás de vander Waals teria uma pressão de 10,27 atm 
 
 
Questão 12. Um gás perfeito sofre uma compressão isotérmica que reduz de 1,80dm3 o seu volume. A 
pressão final do gás é 1,97bar e o volume final é 2,14dm3. Calcule a pressão inicial do gás em (a) bar e (b) 
Torr. 
Equação para gases perfeitos: p1.V1/T1 = p2.V2/T2 
Como a transformação foi isotérmica, então a temperatura não muda, podendo assim cortar o T dos dois 
lados por ser igual, ficando com: P1.V1 = P2. V2 . Substituindo os valores: 
a) P1x1,80L = 1,97 x 2,14 
 P1 x 1,80 = 4,21 
 P1 = 4,21/ 1,80 
 P1= 2,34 bar 
Agora sabemos quanto a pressão inicial valia em bar, então vamos converter para atm, pois sabemos que 1 
bar é igual a 0,98 atm: 
b) P1 = 2,34 x 0,98 = 2,30 torr 
Resposta: A pressão inicial era de 2,34 bar ou 2,3 torr. 
 
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Questão 13. Uma amostra de hidrogênio gasoso tem a pressão de 125 kPa na temperatura de 23º C. Qual 
a pressão do gás na temperatura de 11ºC. 
 
P=125kPa T= 23ºC = 296K T= 11ºC = 284K 
P1/T1 = P2/T2 > 125/296 = P2/284 > P2 = 284 x 0,42 > P2 = 119,93kPa > P2 = 120 kpa 
 
Resposta: A pressão pressão a 11º é de 120kPa. 
 
 
Questão 14. A 100º C e 16,0 kPa, a massa específica do vapor de fósforo é 0,6388 kg m-3. Qual é a fórmula 
molecular do fósforo nessas condições? 
 
T=100ºC = 373K m = 0,6388kgm3 P=16,0 kPa = 16x0,98 = 0,157atm 
 
d= PM/RT M = (0,6388g/Lx0,082atmLmolKx373K)/0,157atm > 19,538/ 0,157 > M= 124 g/mol 
 
1 mol P = 31 
 x = 124 P = 124 / 31 = 4 Resposta: A fórmula molecular do Fósforo será P4. 
 
 
Questão 15. Uma mistura gasosa é constituída por 320mg de metano, 175mg de argônio e 225mg de 
neônio. A pressão parcial do neônio, a 300K, é 8,87kPa. Calcule (a) o volume da mistura e (b) a pressão 
total da mistura. 
 
nCH4 = 0,320g / 16,04g.mol-1 = 0,0200mol nAr = 0,175g/ 39,95g.mol-1 = 0,00438 mol 
nNe = 0,225g mol-1 / 20,18 = 0,01114mol nt= 0,035mol 
 
a) P.V = n.R.T 
 28,2 . V = 0,035. 0,082 . 300 > V = 28,2 atm/ 0,861atmL > V = 3,27L 
 
R.: O volume da mistura = 3,27 L 
 
 
b) PpCH4= nCH4 / nNe.PNe = 0,0200/ 0,01114x8,87 = 15,9 kPa 
 PpAr = nAr /nNe.PNe = 0,00438/ 0,01114x8,87 = 3,48 kPa 
 Ptotal = 8,87 + 3,48 + 15,9 = 28,2 kPa 
 
R.: A pressão total é 28,25kPa. 
 
 
 
Questão 16. Numa experiência para a determinação da massa molar de um gás, confirmou-se uma amostra 
do gás num balão de vidro de 250cm3, sob pressão de 152Torr e a 298K. A massa do gás, corrigida do 
efeito do empuxo do ar, foi 33,5mg. Qual é a massa molar do gás? 
 
V = 250cm3 = 0,25L p= 152 Torr x 0,00131579 = 0,2 atm T= 298K m = 33,5mg = 0,0335g 
 
P.V = n.R.T > 0,2atm.0,25L = n.0,082Latmkmol.298k > n = 24,436Latmmol/0,05atmL > n= 488,72mol 
 
n=m/MM 
 
MM = ? n=m/mm > 48,8mol = 0,0335mg/MM > MM = 488,72molx0,0335mg > MM= 16,37g/mol 
 
R.: A Massa Molar do gás é 16,37g/mol. 
 
 
 
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Questão 17. Calcule a pressão exercida por 1,0mol de H2S, comportando-se como (a) um gás perfeito, (b) 
um gás de van der Waals quando está confinado nas seguintes condições: (i) a 273,15K em 22,414dm3; (ii) 
a 500K em 150cm3. a= 4,484 atm L2 mol-2 ; b= 4,34x10-2 L.mol-1 
 
a) p(i) = nRt/V > 1,0mol. 0,082LatmKmol.273k/22,414L > p = 1atm 
 p(ii) = > 1,0mol.0,082LatmKmol.500k/ 0,150L > p = 273atm 
 
 
b) p(i)= nRt/V-nb – an2/V2 > (1,0 molx0,082Latmk-1mol-1x273K) – (4,484atm)x(1,0mol)2/(22,414L)2 
 22,414L – 1molx(4,34x10-2L.mol-1) 
 
> 22,386Latm – 0,0089atmmoL > 1,0atm – 0,009atm > 0,99atm 
 22,04mol 
 
p(ii)= nRt/V-nb – an2/V2 > (1,0 molx0,082Latmk-1mol-1x500K) – (4,484atmLmol)x(1,0mol)2/(0,150L)2 
 0,150L – 1molx(4,34x10-2L.mol-1) 
 
> 41Latm – 199,28atm > 383,17atm – 199,28atm > 183,89atm ≈ 184atm 
 0,107mol 
 
Resposta: A pressão do gás perfeito é de 1atm na condição (i) e 273atm na condição (ii) / o gás de van der 
Walls na condição (i) é 0,99atm e na condição (ii) 184atm. 
 
 
 
Questão 18. Um gás a 350K e 12atm tem o volume molar 12% maior do que o calculado pela lei dos gases 
perfeitos. Calcule (a) o fato de compressibilidade nestas condições e (b) o volume molar do gás. Que forças 
são dominantes no gás, as atrativas ou as repulsivas. 
T= 350K V0= 1L p= 12atm R= 0,082 
 
Vm = Vm0 + 0,12V0 = 1 + 0,12 > 1,12V0 
 
b) V= (1,12)V0 = (1,12) x (RT/p) > (1,12L)x(0,082LatmKmolx350k)/12atm > 1,12Lx28,7Latmmol/12atm 
> 32,14Latm/mol/12atm > 2,7 L/mol 
 
a) Z=pVm/RT = 12.2,7/0,082x350 = 32,4 / 28,7 > Z= 1,12 
c) Forças repulsivas 
 
 
Questão 19. Um vaso de 22,4dm3 contém 1,5mol de H2 e 2,5 mol de N2, a 273,15 K. Calcule (a) as frações 
molares de cada componente da mistura; (b) as respectivas pressões parciais; e (c) a pressão total no vaso. 
 
V= 22,4dm3 = 2L / n= 1,5 H2 e 2,5 N2 / T= 273,15 
 
a) Frações molares: Total – 4,0 > H2 = 1,5 = 1/3 N2 = 2,5 = 2/3 
 
c) pressão total no vaso 
 
Lei dos gases : P.V = n . R . T 
 
P.22,4L = (1,5mol + 2,5mol) . 0,082LatmK-1mol-1. 273,15k 
P.22,4L= 4mol.0,082LatmK-1mol-1.273,15k 
P= 89,59Latm/22,4L 
P = 3,99 atm 
 
b) pressão parcial = pressão total.fração molar 
 
para o H2 
PH2 = 3,99.(1/3) = 1,33 atm 
 
para N2 
PN2 = 3,99.(1/3) = 2,66 atm 
 
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Questão 20. Um certo gás segue a equação de van der Waals com a = 0,76 m6 Pa mol-2. O volume é de 
4,00 x 10-4 m3 mol-1, a 288K e 4,0MPa. Com essa informação, calcule a constante b de van der Waals. Qual 
o fator de compressibilidade do gás nessas condições de temperatura e pressão? 
 
P= 0,76m6Pamol-2 V=4x10-4m3mol-1 T=288K a= 4,0MPa 
 
pvW= (P+n2.a/V2)(V-n.b)=n.R.T 
 
 
P= 0,76m6Pamol-2 V= 4x10-4m3mol-1 T=288K R = 8,31JmolK n= 1mol 
 
pvW= (P+n2.a/V2)(V-n.b)=n.R.T > 
(0,76m6Pamol-2+1mol2x4MPa)/(4x10-4m3mol-1)2 x (4x10-4m3mol-1 – 1.b) = 1mol. 8,31JmolK.288K 
> 7,04m6 / (16x108m3mol1)x(4x10-4m3mol-1 – b) = 2.393,28J 
> 0,44x108m3mol1 x 4x10-4m3mol-1 – b = 2.393,28J > 1,76x104m3mol – b = 2.393,28J 
> b = 2.393,28 / 1,76x10-4m3mol > 1,36x10-4m3/mol 
 
Resposta: A constante b de van der Walls é 1,36x10-4m3/mol 
 
 
pVmideal = R.T = Vmideal = R.T/P > = 8,31JmolK x288K/0,76m6Pamol-2 > 3,15x105 
Vmideal = 31,5x104m3mol-1 
 
Z=Vm/Videal > 4x10-4m3mol-1/ 31,5x104m3mol-1 > 0,127 Z = 0,127 
 
Resposta: o fator de compressibilidade do gás é 0,127