Lista de exercícios - gases

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FÍSICO-QUÍMICA APLICADA À FARMÁCIA 
SEMESTRE 2021/1 
LISTA DE EXERCÍCOS – GASES 
 
1. Foi observado experimentalmente que 1 g de ar obedece a Lei de Charles, como está 
ilustrado no gráfico abaixo. A partir da análise destes resultados experimentais, 
determine: 
a) O coeficiente de expansão térmica. 
b) o valor experimental do zero absoluto em graus Celsius. 
 
-100 -50 0 50 100
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
V
 /
 L
Temperatura / 
o
C 
 
2. A tabela abaixo, lista a variação da densidade do HBr gasoso com a pressão. A partir 
da análise destes resultados, determine a massa molar do HBr. 
 
P / atm 1 0,66 0,33 
 g/L 3,644 2,422 1,200 
 
3. Para avaliar se um certo gás apresentava o comportamento de um gás idealizado dentro 
de um certo intervalo operacional de pressão e na temperatura de 25 °C, foi avaliada a 
dependência da massa específica deste gás com a pressão, estando os resultados 
mostrados no gráfico abaixo. A partir da análise destes resultados experimentais, 
explique: a) se este gás alcança o comportamento do gás idealizado nas condições 
operacionais estudadas e b) determine a massa molecular. 
 
0 2 4 6 8 10
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
(P
/
) 
 
(

4
 m
2
 s
-2
)
P / (10
4
 Pa) 
 
4. O valor experimental RT/V é 1,1 para um mol de um certo gás não-ideal. O gás está, 
inicialmente, na pressão de 1 atm e sua temperatura está abaixo da temperatura crítica. Se 
a temperatura for reduzida à metade sob condição de temperatura constante, o volume irá 
aumentar o dobro, mais que o dobro ou menos que o dobro? Justifique a resposta. 
 
5. O óxido nítrico (NO) é um gás que, produzido por uma célula, regula o funcionamento 
de outras células, configurando-se como um princípio sinalizador em sistemas 
biológicos. Esta descoberta conferiu o Prêmio Nobel de Medicina para Ignaro-Furchgott 
e Murad em 1998, além de ter estimulado inúmeras pesquisas neste tema, que resultou 
no desenvolvimento do Viagra. Como Fármaco, a produção do NO começa com a 
reação entre o SO2, ácido nítrico e água, originando além do NO o ácido sulfúrico. Como 
produto, o NO é comercializado em cilindros de 16 L, diluído em N2. A concentração 
máxima de NO no cilindro é 0,08% em massa. Este cilindro fornece 2400 L de gás a 25 
°C e 1 atm. Calcule a massa de NO contida no cilindro. 
 
6) a) Calcule a velocidade média quadrática das moléculas do nitrogênio a 25 °C e 0 °C. 
b) Um dado volume de gás efunde-se através de pequeno orifício em 23,2 s. O mesmo 
volume de oxigênio efunde-se, nas mesmas circunstâncias, em 32,8 s. Qual a massa 
molecular do primeiro gás. 
 
 
 
 
7. A dependência do fator de compressibilidade com a pressão para um gás de van der 
Waals é dada pela seguinte equação: P
RT
B
Z +=1 
A partir dos resultados experimentais obtidos para o O2(g) a 0 °C, mostrados no gráfico, 
determine B para este gás nestas condições. 
 
1 2 3 4 5
0.996
0.997
0.998
0.999
1.000
Z
P / atm 
 
 
8. A Figura abaixo mostra alguns gráficos P-V para um gás que obedece a equação de 
van der Waals. Calcular as constantes a e b para este gás. Identifique no gráfico as regiões 
na qual: a) o gás a equação de Clayperon poderá ser usada para prever o comportamento 
físico do gás; b) e identifique as regiões em que é observado e o equilíbrio de fase e, por 
fim, c) q região em que o gás não é liquefeito. 
 
 
 
 
9. Considere-se o profissional químico, responsável técnico, de empresa do setor de gás. 
Um técnico, membro da sua equipe, que tem conhecimento superficial do comportamento 
físico-químico dos gases, o aborda com o seguinte questionamento: “eu pensava que 
0
,
=







nTP
Z
 para todos os gases, entretanto, ao consultar a literatura, o gráfico 
apresentado mostra que esta dependência é menor que zero, é igual a zero e é maior que 
zero”. Esclareça ao técnico a consideração errônea, ou as errôneas, que está fazendo e 
qual a conceituação correta neste caso e explique os motivos que levam a: 0
,








nTP
Z
; 
0
,








nTP
Z
 e 0
,
=







nTP
Z
 
 
10. Os gases A, B, C e D obedecem a equação de van der Waals. A tabela abaixo mostra 
as constantes de van der Waals para estes gases. Os valores das constantes de van der 
Waals estão na unidade atm-litro. 
 A B C D 
a 6 6 20 0,05 
b 0,025 0,015 0,10 0,02 
 
a) Que gás tem a maior temperatura crítica? 
b) Que gás tem as maiores moléculas? 
c) Que gás tem o comportamento mais próximo do com comportamento ideal nas 
CNTP? 
 
11. O gráfico abaixo mostra a variação do fator de compressibilidade (Z) em função da 
pressão reduzida a diferentes temperaturas reduzidas para diversos gases [Gouq-Jen Su, 
Ind. Eng. Chem. (1946), 38, 803]. Considere então que um certo gás não ideal se encontra 
em sua temperatura crítica e a uma pressão 10% maior que sua pressão crítica. Mantendo-
se a temperatura constante e duplicando a pressão do gás, o volume será reduzido: à 
metade; a mais da metade; a menos da metade? Você tem condições de responder esta 
questão sem fazer nenhuma conta, apenas analisando o gráfico.