A Lista de Exercício - Gases Termodinâmica e Equilíbrio

Termodinâmica e Equilíbrio

Prof. Davi Serradella Vieira

1° Lista de exercícios – Propriedades dos Gases

1. Calcule o valor da pressão (em atm) exercida por uma coluna de água de 33.9ft. Use a densidade da água [pic 1]. (R: 1,00 atm)
2. Pesquisas em ciências de superfície são conduzidas em ambientes (câmara) de ultra-vácuo que podem alcançar pressões tão baixas quanto [pic 2]. Quantas moléculas de um determinado gás há em um volume de [pic 3]à pressão de [pic 4] e T=298K?(R: [pic 5])
3. Use os seguintes dados para um gás desconhecido a 300K para determinar a sua massa molar. (R:44,10g/mol)

p/bar	0,1000	0,5000	1,000	1,01325	2,000
[pic 6]	0,1771	0,8909	1,796	1,820	3,652

1. Alguns gases, por exemplo, [pic 7][pic 8]e não obedecem a Lei de Boyle em qualquer valor de pressão. Proponha uma explicação.
2. Calcule a densidade do [pic 9]em [pic 10]a 733mmHg e 46°C. Assuma comportamento ideal. (R:2.98[pic 11])
3. A pressão de vapor do mercúrio é 0.0020 mmHg a 300K e a densidade do ar na mesma temperatura é 1.18[pic 12]. Calcule a concentração de mercúrio vapor no ar em [pic 13]. (R:1.07x10-7)
4. A densidade do ar seco a 1.0atm e 34.4°C é 1.15[pic 14]. Calcule a composição do ar em porcentagem massa, assumindo que ele contém apenas moléculas de nitrogênio e oxigênio e comporta-se como um gás ideal. (R:2oxigênio 28%; nitrogênio 72%).
5. Em 500°C e 699 torr a densidade do vapor de enxofre é 3.71g/L. Qual a fórmula molecular do enxofre sob estas condições? (R: S8)
6. As constantes de van der Waals de um gás podem ser obtidas das suas constantes críticas, onde [pic 15] e [pic 16] . Dado que as constantes críticas para o benzeno são [pic 17]e [pic 18] , calcule as constantes de van der Waals. (R: [pic 19];[pic 20])
7. Com o objetivo de determinar o valor da constante dos gases, R, um estudante de química aqueceu um recipiente de 20L contendo 0.25132g de He gasoso a 500°C e mediu a pressão como 206.402cm de água em um manômetro a 25°C. Calcule o valor de R. (Dado: dH20=0.997g/cm3 a 25°C).
8. Calcule a pressão exercida por 1 mol de H2S se comportando como (a) um gás ideal e (b) um gás de van der Waals quando este está confinado em volume de 22.4L e temperatura de 273.15K. (Parâmetros: a= 5.562L2.atm.mol-1, b= 6.380x10-2 L.mol-1 .(R: 1.0atm e 0.992atm)
9. Suponha que 10 mols de etano esteja confinado em 4.86L a 27°C. Qual a pressão exercida pelo etano considerando-o como um gás de van der Waals? Calcule o fator de compressão baseado nesses dados. (Parâmetros: 5.562L2.atm.mol-1, b= 6.380x10-2 L.mol-1). (R: 34.8atm, 0.687).
10. Mostre que o Potencial de Lennard-Jones ocorre a [pic 21]e que [pic 22] Potencial de Lennard-Jones : [pic 23]
11. Sendo [pic 24]mostre que [pic 25] .
12.  O volume molar do isobutano a 300K e 1bar é [pic 26]. Estime o valor de [pic 27]para o isobutano a 300K. (R: [pic 28])
13.  Qual a densidade do [pic 29]em condições padrão? (R: 1,428 g/L).
14.  Uma mistura de [pic 30]e [pic 31] tem uma densidade de [pic 32]a 300K e 500 torr. Qual é a fração molar da composição da mistura? [pic 33] (R: [pic 34])
15. É necessário 0,3625g de [pic 35] para preencher um recipiente a 298K e 0,0100 bar. No caso de um gás desconhecido é necessário 0,9175g sob as mesmas condições. Qual a massa molar desse gás? Qual gás poderia ser se você soubesse que se trata de um gás diatômico homonuclear?

Constantes:

R=0.08206 L.atm.K-1.mol-1 

R=8.3145 J. K-1. mol-1

...