Teoria cinética dos gases
Transcrição
Teoria cinética dos gases
Unimonte,Engenharia FísicaAplicada,prof.MarcoSimões ComportamentoTérmicodosGases.ExercíciosselecionadosdoSears&Zemanzki,vol.2 ! !∙!"# Nosexercíciosabaixoadotar! = 8,315 !"#∙! = 0,08206 !"#∙! 18.1)Umtanquede20,0Lcontém0,225kgdehélioa18°C.Amassamolardohélioé4,0g/mol.a) Quantosmolesdehélioexistemnotanque?b)Calculeapressãonotanqueempascaiseem atmosferas.Resposta:a)56,2mol;b)67,1atm. 18.2)Umvolumede2,6Ldegáshélio(massamolariguala4,0g/mol),submetidoaumapressãode 1,3atmeaumatemperaturade41,0°Céaquecidoatéqueovolumeeapressãofiquemiguaisao dobrodosvaloresiniciais.a)Qualéatemperaturafinal?b)Quantosgramasdehélioexistem? Resposta:a)983˚C;b)0,524g. 18.3)Umtanquecilíndricopossuiumpistãobemajustadoquepermitealterarovolumedocilindro.O tanqueinicialmentecontém0,110m3dearaumapressãode3,4atm.Opistãoélentamentepuxado paraforaatéqueovolumedogásaumentapara0,390m3.Sabendoqueatemperaturapermaneceu constante,qualéapressãofinal?Resposta:0,959atm. 18.4)Umtanquede3,0Lcontémaraumapressãode3,0atme20°C.Otanqueéfechadoeresfriado atéatingirumapressãoiguala1,0atm.a)QualéatemperaturafinalemgrausCelsius?Suponhaqueo volumedotanquepermaneçaconstante.b)Seatemperaturaformantidaconstantecomovalor calculadonaparte(a)eogásforcomprimido,qualseriaseuvolumequandoapressãovoltassepara 3,0atm?Resposta:a)-175˚C;b)1,0L. 18.5)a)Usealeidogásidealparaestimaronúmerodemoléculasdearemumasalacom 6,1x6,1x3,04metros.Amassamolecularmédiadoaré28,8g/m3.Atemperaturaéde20˚Ceapressão atmosféricaéde1,01x105Pa.b)Calculeadensidadedaspartículasnessasala(istoé,onúmerode moléculasporcentímetrocúbico)ec)calculeamassadearcontidanasala.Resposta:a)3x1027 moléculas;b)3x1019moléculas/cm3;c)136kg. 18.6)Vocêtemváriosbalõesidênticos.Empiricamente,vocêdescobrequeumbalãoiráestourarseo seuvolumeexceder0,900L.Apressãodogásdentrodobalãoéigualàpressãodoar(1,0atm).a)Seo ardentrodobalãoestáàtemperaturaconstantede22°Cesecomportacomoumgásideal,quala massadearquevocêpodesoprarparadentrodeumdessesbalõesantesqueeleestoure?b)Repitaa parte(a)considerandoqueogáséohélio,emvezdoar.Resposta:a)1,07x10-3kg;b)1,49x10-4kg. 18.7)UmautomóvelJaguarXK8possuimotorcom8cilindros.Noiníciodotempodacompressão,um doscilindroscontém499cm3dearsobpressãodeumaatmosfera(1,01x105Pa)etemperaturaigual a27°C.Nofinaldotempodecompressão,oarfoireduzidoatéumvolumeiguala46,2cm3eapressão manométricacresceupara2,72x106Pa.Calculeatemperaturafinal.Resposta:503˚C. 18.8)Umsoldadorenchedeoxigênio(massamolar=32,0g/mol)umtanquecomvolumede0,0750 m3submetidoaumapressãode3,0x105Paetemperaturaiguala37˚C.Háumpequenovazamentono tanquee,apóscertotempo,umapartedooxigênioteráescapado.Emumdiaemqueatemperaturaé 22˚C,apressãomanométricaé1,80x105Pa.Calculea)amassainicialdooxigênio;b)amassado oxigênioqueescapou.Resposta:a)374g;b)99g. 18.9)Umgrandetanquecilíndricocontém0,750m3degásnitrogênioa27˚Ceumapressãode 1,50x105Pa(pressãoabsoluta).Otanquepossuiumpistãobemajustadoquepodefazerovolume variar.Qualéovalordapressãoquandoovolumediminuipara0,480m3eatemperaturaaumenta para157˚C?Resposta:3,36x105Pa. 18.10)Umrecipientecilíndricovaziode1,50mdecomprimentoe0,90mdediâmetrodevesercheio comoxigêniopuroa22˚Cparaabastecerumaestaçãoespacial.Paraarmazenaramáximaquantidade possíveldegás,apressãoabsolutadooxigêniodeveser21,0atm.Amassamolardooxigênioé32,0 g/mol.a)Quantosmolesdeoxigêniocabemnesserecipiente?b)Sealguémforergueresserecipiente, emquantosquilogramasessegásaumentaamassaasererguida?Resposta:a)827mol;b)26,5kg. 18.11)Ogásnointeriordeumbalãodevesemprepermanecercomumapressãoaproximadamente igualàpressãoatmosférica,porqueessaéapressãoaplicadasobreobalãopeloardoambiente.Você encheobalãocomhélio(umgásaproximadamenteideal)atéumvolumede0,600Lauma temperaturade19°C.Qualéovolumedobalãoquandovocêoresfriaatéopontodeebuliçãodo nitrogênio(77,3K)?Resposta:0,159litros. 18.13)OvolumetotaldospulmõesdeumatípicaalunadeFísicaé6,0L.Elaencheospulmõescom umapressãoabsolutade1,0atm.Aseguir,retendoarespiração,ovolumedospulmõeséreduzido para5,70L.Qualéentãoapressãodoaremseuspulmões?Suponhaqueatemperaturadoar permaneçaconstante.Resposta:1,05atm. 18.14)Ummergulhadorobservaumabolhadearascendendodofundodeumlago(ondeapressão absolutaéiguala3,50atm)atéasuperfície(ondeapressãoé1,0atm).Atemperaturanofundodo lagoé4˚Ceatemperaturanasuperfícieé23˚C.a)Qualéarazãoentreovolumedabolhaquandoela atingeasuperfícieeovolumedabolhanofundodolago?b)Seriaseguroparaomergulhadorretera respiraçãoenquantoeleascendedofundodolagoatéasuperfície?Justifiquesuaresposta.Resposta: a)3,74;b)Oaumentodevolumedoarnoorganismopoderiaserfatalaomergulhador. 18.15)Umtanquemetálicocomvolumede3,10litrosdeveestourarquandoapressãoabsolutadoar emseuinteriorsuperar100atm.Se11,0molesdeumgásidealforemcolocadosnotanqueauma temperaturade23˚C,atéquetemperaturaotanquepodeseraquecidoantesqueeleserompa? Desprezeadilataçãotérmicadotanque.b)Combasenarespostadoitem(a),verifiqueseérazoável desprezaradilataçãotérmicadotanque.Explique.Resposta:a)70,2˚C;b)aexpansãodotanqueé muitopequenaemcomparaçãocomadogás. 18.16)Trêsmolesdeumgásidealestãoemumacaixacúbicaerígida,comladosmedindo0,200m.a) Qualéaforçaqueogásexercesobrecadaumdosseisladosdacaixaquandoatemperaturadogásé 20˚C?b)Qualéaforçaquandoatemperaturadogássobepara100˚C?Resposta:a)3,66x104N; b)4,65x104N.
Documentos relacionados
Exercícios Sobre TransformaÇões gasosas: Isotérmica
saco é aquecido, passando a ocupar todo o volume. Como conseqüência, o saco sobe na atmosfera
como um balão.
Considere a pressão atmosférica constante durante a brincadeira e considerando ainda que...