Exercícios sobre equação de estado dos gases
Os exercícios sobre a equação de estado dos gases (equação de Clapeyron) envolvem trabalhar com grandezas como volume, pressão, temperatura e quantidade de matéria.
Publicado por: Jennifer Rocha Vargas FogaçaQuestões
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Questão 1
(Cesgranrio-RJ) Uma quantidade de matéria igual a 5mol de gás ideal a uma temperatura de 27ºC ocupa um volume de 16,4 litros. A pressão exercida por essa quantidade de gás é: (Dado: R: 0,082 atm .L/mol.K)
a) 0.675 atm
b) 0,75 atm
c) 6,75 atm
d) 7,5 atm
e) 75 atm
Alternativa “d”.
Dados:
n = 5 mol;
T = 27ºC = 300 K;
V = 16,4 L;
R = 0,082 atm .L/mol.K;
P = ?
Pela equação de Clapeyron, temos:
P . V = n . R . T
P = n . R . T
VP = (5 mol) . (0,082 atm .L/mol.K) . (300 K)
16,4 LP = 7,5 atm
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Questão 2
(Cesgranrio-RJ) Num tanque de gás, havia 8,2 m3 de gás oxigênio (massa molecular = 32 u) a -23ºC e 2 atm de pressão. Tendo ocorrido vazamento, verificou-se que a pressão diminuiu em 0,5 atm, que massa de gás oxigênio foi perdida, sabendo-se que a temperatura permaneceu constante?
a) 0,6 kg
b) 19,2 kg
c) 6,4 kg
d) 25,6 kg
e) 32,0 kgAlternativa “c”.
Dados:
M = 32 g/mol;
T = - 23ºC = 250 K;
V = 8,2 m3 = 8,2 103 L;
R = 0,082 atm .L/mol.K;
Pinicial = 2 atm;
Pfinal = 1,5 atm;
m = ?
Pela equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron, temos:
P . V = n . R . T
Visto que n = m/M, podemos realizar a seguinte substituição na equação de Clapeyron acima:
P . V = m . R . T
Mm = P . V . M
R . TCom essa fórmula, calculamos primeiro a massa inicial de gás oxigênio, quando a pressão era de 2 atm, e depois calculamos a massa final de gás oxigênio, quando a pressão passou para 1,5 atm. Depois, basta diminuir esses valores para descobrir o total de massa de gás oxigênio que foi perdida:
minicial = Pinicial . V . M mfinal = Pfinal . V . M
R . T R . Tminicial = 2 . 8,2 .103 . 32 mfinal = 1,5 . 8,2 . 103 . 32
0,082 . 250 0,082 . 250minicial = 524,8 . 103 minicial = 393,6 . 103
20,5 20,5minicial = 25,6 .103 g = 25 600 g mfinal =19,2 .103 g = 19 200 g
Massa perdida = minicial - mfinal
Massa perdida = 25 600 – 19 200
Massa perdida = 6 400 g = 6,4 kg
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Questão 3
Qual é o volume em mL ocupado por 4 mol de um gás a 800 mmHg de pressão e temperatura de 30 ºC?
a) 9438,45
b) 1,2423. 10-1
c) 9345
d) 9,43845 . 104
e) 0,123
Alternativa “d”.
Dados:
n = 4 mol;
T = 30ºC = 303K;
P = 800 mmHg;
R = 62 300 mmHg . L/mol . K (Visto que a pressão foi dada em mmHg e o volume deve ser dado em mL, vamos usar essa constante universal dos gases);
V = ?
Pela equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron, temos:
P . V = n . R . T
V = n . R . T
PV = (4 mol) . (62 300 mmHg . L/mol . K) . (303 K)
800 mmHgV = 94384,5 mL = 9,43845 . 104 mL
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Questão 4
Um recipiente de 20 L de capacidade contendo 68 g de amônia (NH3) é transportado da Noruega, sob temperatura de 10ºC, para o Egito, a 40ºC. Assinale a alternativa que indica respectivamente qual é a quantidade de matéria de amônia presente no recipiente, a pressão exercida pela amônia a 10ºC e a pressão exercida pela amônia no Egito. (Dado: R = 0,082 atm .L/mol.K).
a) 4 mol, 0,16 atm e 0,65 atm.
b) 4 mol, 5,1 atm e 4,6 atm.
c) 5 mol, 5,8 atm e 6,41 atm.
d) 5 mol, 0,205 atm e 0,82 atm.
e) 4 mol, 4,6 atm e 5,1 atm.
Alternativa “e”.
* Cálculo da quantidade de matéria:
n = m/M
n = 68 g/ 17,01 g/moln = 4 mol
- Pela equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron, temos:
P . V = n . R . T
P = n . R . T
V* Cálculo da pressão exercida pela amônia a 10ºC (283 K):
P = (4 mol) . (0,082 atm .L/mol.K) . (283 K)
20 LP = 4,6 atm
* Cálculo da pressão exercida pela amônia a 40ºC (313 K):
P = (4 mol) . (0,082 atm .L/mol.K) . (283 K)
20 LP = 5,1 atm