Lista de Exercícios Resolvidos de Gases Ideais

Ver Teoria

O melhor vácuo produzido em laboratório tem uma pressão de aproximadamente 1,00.10 - 18   a t m , ou 1,01.10 - 13   P a . Quantas moléculas do gás existem por centímetro cúbico neste vácuo a 293   K ?

Ver solução completa

Uma amostra de 0,10   m o l de um gás sofre o processo 1 → 2 representado na figura.

b Que tipo de processo é este?

c O gás é submetido a um aquecimento isocórico a partir do ponto 2 até que a pressão retorne ao valor que tinha no ponto 1 . Qual é a temperatura final do gás?

Ver solução completa

Um recipiente contém 2   m o l s de um gás ideal que tem uma massa molar M 1 e 0,5   m o l de um segundo gás ideal que tem uma massa molar M 2 = 3 M 1 . Que fração da pressão total sobre a parede do recipiente se deve ao segundo gás ? (A explicação da teoria cinética dos gases para pressão leva à lei das pressões parciais para uma mistura de gases que não reagem quimicamente, descoberta experimentalmente: A pressão total exercida por uma mistura de gases é igual à soma das pressões que os gases exerceriam se cada um ocupasse sozinho o volume do recipiente .)

Ver solução completa

Uma bolha de ar com 20   c m 3 de volume está no fundo de um lago de 40   c m de profundidade, onde a temperatura é 4,0 ° C . A bolha sobe até a superfície, que está à temperatura de 20 ° C . Considere a temperatura da bolha como sendo a mesma da água em volta. Qual é o volume da bolha no momento em que chega à superfície?

Ver solução completa

Em relação aos gráficos a seguir, que ilustram processos D I F E R E N T E S sofridos por um gás ideal, marque a alternativa correta:

a   T d < T a < T b , e V e < V f < V g .

b   T a < T b < T d , e V f < V g < V h .

c   T d < T b < T a , e V f = V h < V g .

d   T b < T d < T a , e V h < V f = V g

e   T d < T a < < T b , e V e = V f < V g .

Ver solução completa

Um recipiente A contêm um gás ideal à pressão de 5,0 × 10 5 P a e à temperatura de 300 K . Ele está conectado por um fino tubo com uma válvula a outro recipiente B , que tem quatro vezes o tamanho de A . O recipiente B contêm o mesmo gás ideal, à pressão de 1,0 × 10 5 P a e à temperatura de 400 K . A válvula de conexão é aberta e o equilíbrio é atingido a uma pressão comum, enquanto a temperatura de cada recipiente é mantida constante e igual ao seu valor inicial. Determine a pressão final do sistema.

Dados:

V a = 1 l .

R = 8,31   J . m o l - 1 . K - 1

Ver solução completa

I I

Titã, o maior satélite de Saturno, possui uma densa atmosfera de nitrogênio ( N 2 ). Em sua superfície a pressão é 1,5 vezes a pressão atmosférica terrestre e a temperatura é 94   K .

c Quantas moléculas por métro cúbico há na atmosfera da superfície de Titã?

Ver solução completa

Uma certa quantidade de um gás ideal a 10,0 ° C e 100   k P a ocupa um volume de 2,50   m 3 . a Quantos mols do gás estão presentes? b   Se a pressão é aumentada para 300   k P a e a temperatura é aumentada para 30,0 ° C , que volume o gás passa a ocupar? Suponha que não há vazamentos.

Ver solução completa

Uma amostra de 0,10   m o l de gás argônio é introduzida em um recipiente de 50   c m 3 , a 20   ° C , que fora previamente evacuado. O gás, então, é submetido a aquecimento isocórico até uma temperatura final de 300 ° C .

a Qual é a pressão final do gás?

b Represente o processo em um diagrama p V . Indique uma escala adequada para cada um dos eixos.

Ver solução completa

Em relação aos gráficos a seguir, que ilustram processos D I F E R E N T E S sofridos por um gás ideal, marque a alternativa correta:

  1. T d < T a < T b , e V e < V f < V g .
  2. T a < T b < T d , e V f < V g < V h .
  3. T d < T b < T a , e V f = V h < V g .
  4. T b < T d < T a , e V h < V f = V g
  5. T d < T a < < T b , e V e = V f < V g .

Ver solução completa

Quando dois gases separados por uma parede diatérmica móvel (que só permite troca de calor entre os dois gases) estão em equilíbrio térmico um com o outro:

a) Apenas as pressões deles devem ser as mesmas;

b) Eles devem ter a mesma pressão e a mesma temperatura;

c) Eles devem ter o mesmo número de partículas;

d) Eles devem ter a mesma pressão e o mesmo volume;

e) Apenas as suas temperaturas devem ser as mesmas.

Ver solução completa

Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica do ponto A para o ponto B, segundo o diagrama p V abaixo. Depois, ele é resfriado a volume constante até o ponto C . A seguir, ele é comprimido isobaricamente até o ponto D e finalmente é aquecido e retorna ao ponto A isocoricamente.

Dados: V A = V D =   2,00   L ; p A =   10,0   a t m ; P C =   2,00   a t m ; V B   =   V C =   4,00   L , T A =   327   ° C .

Qual é a pressão do gás no ponto B?

  1. 5,0 a t m
  2. 10,0 a t m
  3. 20,0 a t m
  4. 15,0 a t m
  5. 30,0 a t m

Ver solução completa

Considere as seguintes hipóteses sobre os gases moleculares:

I. O número de moléculas é muito grande.

II. O volume das moléculas é desprezado.

III. As moléculas sofrem colisões inelásticas.

Quais destas hipóteses acima são consideradas para descrever um gás ideal?

(a) Somente I e II.

(b) Somente I e III.

(c) Somente II e III.

(d) Todas elas.

(e) Nenhuma delas.

Ver solução completa

Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica do ponto A para o ponto B, segundo o diagrama p V abaixo. Depois, ele é resfriado a volume constante até o ponto C . A seguir, ele é comprimido isobaricamente até o ponto D e finalmente é aquecido e retorna ao ponto A isocoricamente.

Dados: V A = V D =   2,00   L ; p A =   10,0   a t m ; P C =   2,00   a t m ; V B   =   V C =   4,00   L , T A =   327   ° C .

Qual é a temperatura do gás no ponto C?

  1. - 327 ° C
  2. 327   ° C
  3. 240   ° C
  4. 130   ° C
  5. - 33 ° C

Ver solução completa

​A figura mostra, num diagrama P V , transformações de 5,6   g de gás nitrogênio ( N 2 ) em um reservatório selado. A temperatura T 1 do gás no estado 1 é 87 ° C , ou 360   K . A constante de gás ideal é R = 8,314   J / m o l . K , e o peso atômico do nitrogênio é igual a   14   g / m o l .

( a ) Quais são, respectivamente, a pressão do gás no estado 1 , em unidades de 10 5   P a , e a temperatura no estado 2 , em ° C ?

A 180   e   447 ;              

B   120   e   447 ;                    

C   90     e   447 ;            

D   60     e   447 ;      

E   180   e   174 ;                  

F   120   e   174 ;                    

G   90   e   174 ;              

H   60   e   174 ;  

( b ) Uma ordenação correta das temperaturas corresponde a:

A T 1 < T 3     e   T 2 < T 4 ;  

( B )   T 1 < T 3   e   < T 4 < T 2 ;

( C )   T 3 < T 1   e   T 2 < T 4 ;  

( D )   T 3 < T 1   e   T 4 < T 2 ;

( E )   T 1 < T 4   e   T 2 < T 3

Ver solução completa

​A figura mostra, num diagrama P V , transformações de 8,3   g de gás nitrogênio ( N 2 ). A temperatura T 1 do gás no estado 1 é 59 ° C . Quais são: a pressão p 1 do gás no estado 1 , e a temperatura T 2 do gás no estado 2 ? A constante de gás ideal é R = 8,31   J / m o l . K , e a massa molecular do gás Nitrogênio é 28   g / m o l .

( A )   81   a t m   e   391   ° C  

( B )   14   a t m   e   664   ° C  

( C )   81   a t m   e   394   ° C

( D )   14   a t m   e   667   ° C  

( E )   81   a t m   e   273   ° C

Ver solução completa

Um tanque metálico com volume de  3,10   L   deve estourar quando a pressão absoluta do ar em seu interior superar  100   a t m . Se  11,0   m o l  de um gás ideal for colocado  no tanque a uma temperatura de 23 ° C , até que temperatura o tanque pode ser aquecido antes que ele se rompa? Despreze a dilatação térmica do tanque.

( A )   70,4 ° C    

( B )   87,3 ° C    

( C )   90,0 ° C    

( D )   112,2 ° C    

( E )   325,0 ° C

Ver solução completa

Qual(is) das figuras a seguir não apresenta(m) uma característica dos gases em consonância com a teoria do gás ideal?

( A )   a   b    

( B )   a      

( C )   b     

( D )   c    

( E )   d

Ver solução completa

Quatro recipientes diferentes contem 0,25   m o l de um dos gases listados abaixo. Qual deles possui a temperatura mais elevada? São conhecidas as massas molares do Hélio ( M m o l ( H e )   =   4   g / m o l ) , do Nitrogênio molecular ( M m o l ( N 2 )   =   28   g / m o l ) , do Oxigênio molecular ( M m o l ( O 2 )   =   32   g / m o l ) , do Argônio ( M m o l ( A r )   =   40   g / m o l ) e do Neônio ( M m o l ( N e )   =   20   g / m o l ) .

( a )   8,0   m 3   de gás He a 120   P a .

( b )   6,0   m 3 de gás N 2 a 160   P a .

( c )   4,0   m 3 de gás O 2 a 250   P a .

( d )   3,0   m 3 de gás A r a 300   P a .

( e )   1,0   m 3 de gás N e a 400   P a .

Ver solução completa

O diagrama abaixo descreve processos diferentes entre dois estados inicial e final, respectivamente i e f , sofridos por 1 mol de um gás ideal. Considere 1,0   a t m como sendo 1,0   x   10 5   P a .

Calcule as temperaturas deste gás nos estados inicial T i e final T f , a saber os pontos i e f , respectivamente, no diagrama p - V abaixo.

a T i =   12,0   K e T f   =   108   K .

( b )   T i   =   120   K e T f   =   1080   K .

( c )   T i   =   1,20   x   10 7   K e T f   =   1,08   x   10 8   K .

( d )   T i   =   100   K   e T f   =   900   K .

( e )   T i   =   1000   K e T f   =   9000   K .

( f )   T i   =   1,00   x   10 9   K e T f   =   9,00   x   10 10   K .

Ver solução completa

Considere uma sala com 20 m de largura, 15 m de comprimento e 3 m de altura (mais ou menos do tamanho desta sala de prova), contendo apenas gás nitrogênio ( N 2 ) a pressão atmosférica e temperatura 27 ° C . Se todo o gás presente na sala fosse liquefeito, qual seria o volume de nitrogênio líquido produzido? Dados:

  • Densidade do N 2 líquido: 810   k g / m 3 ;
  • 1 átomo de N possui 7 prótons e 7 nêutrons

A) 0,6 m 3

B) 1,3 m 3

C) 7,0 m 3

D) 14 m 3

E) 1250 m 3

Ver solução completa

Duas esferas maciças de metal têm o mesmo raio. Uma é feita de chumbo ( P b 82 207 , densidade 11300   k g / m 3 ) e a outra de ferro ( F e 26 56 , densidade 7870   k g / m 3 ). Qual a razão N P b / N F e   entre o número de átomos na esfera de chumbo e o número de átomos na esfera de ferro?

A) 1,44

B) 0,39

C) 2,56

D) 0,46

E) 0,70

Ver solução completa

A figura abaixo mostra PARTE de um diagrama P   x   V para 0,95   m o l de gás que sofre o processo 1 → 2 . O gás então sofre um aquecimento isocórico do ponto 2 até que a pressão seja restaurada para o valor que tinha no ponto 1 . Qual é a temperatura final do gás? A constante do gás ideal é R = 8,314   J / m o l · K =   0,0821   L · a t m / m o l · K .

  1. -160 ° C
  2. 15 ° C
  3. 390 ° C
  4. 120 ° C
  5. 0 ° C

Ver solução completa

Qual sistema possui a maior energia cinética média de translação por molécula?

  1. Um mol de N 2   ( 14 N ) com p = 1 a t m e T = 600 K
  2. Um mol de A r   ( 40 A r ) com p = 0,5 a t m   e T = 450 K
  3. Dois mols de H e ( 4 H e ) com p = 2 a t m e T = 300 K
  4. Dois mols de A r   ( 40 A r ) com p = 2 a t m e   T = 300 K
  5. Um mol de O 2   ( 16 O ) com p = 0,5 a t m