Introdução a ciências fisicas

IF/UFRJ o 1 Semestre de 2012

Introdução às Ciências Físicas
Gabarito da AD2 de
ICF2

Gabarito da AD2 de 2012-1
Questão1 ( 3 pontos)

A

B

Figura-1

Um recipiente A contém um gás ideal X a uma pressão de 1,0×105Pa e a uma temperatura de 300K. O volume do recipiente A vale 10  . Ele está conectado através de uma válvula ao recipiente B que tem volume VB = 2VA e contém o gás ideal Y a uma pressão de 1,0×105Pa e a uma temperatura de 400K. Inicialmente os sistemas A e B estão isolados termicamente e a válvula está fechada. Coloca-se o sistema em banho térmico com temperatura de 500K. A seguir retira-se o isolamento térmico dos recipientes
A e B e abre-se a válvula. Após algum tempo sistema atinge o equilíbrio térmico. O átomo grama do gás X vale 4g e o átomo grama do gás Y vale 20g. O Número de
Avogrado é igual a No = 6,025x1023 moléculas/mol. O constante R dos gases ideias é

R = 8, 31J / (K.mol). A constante de Boltzman é k =

R
.
No

a) Utilize uma tabela periódica para identificar os gases X e Y. Calcule a massa destes átomos.
O gás X é o Hélio(He) e o gás Y é o Neônio (Ne).
0,2

mHe =

atgHe
4g
=
≅ 6, 6.10 −24 g
No
6, 02.10 23 / mol

mNe =

atgNe
20g
≅
≅ 3, 3.10 −23 g
23
No
6, 02.10 / mol

0,2
0,2

b) Calcule o número de moles do gás nos recipientes A e B antes dele ser imerso no banho térmico.

pV
RT
pV
(1, 0.10 5 Pa).(10.10 −3 m 3 ) nA = A A =
= 0, 4
RTA
(8, 31J / (K.mol).300K pV = nRT ⇒ n =

nB =

pBVB (1, 0.10 5 Pa).(2.10.10 −3 m 3 )
=
= 0, 6.
RTB
(8, 31J / (K.mol).400K

0,4
0,4

c) Determine a pressão final do sistema.

nA+B = 1, 0mol,Vf = 30,Tf = 500K p f V f = nA+B RTf ⇒ p f =

nA+B RTf 1, 0.(8, 31J / (K.mol)).500K
=
≅ 1, 4.10 5 Pa. 0,4
−3
Vf
30.10

Coordenadora: Maria Antonieta T. de Almeida

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d) A pressão parcial ( p )de um gás ideal em uma mistura de gases é