Exercicios resolvidos fisica ll

Páginas: 8 (1753 palavras) Publicado: 30 de maio de 2014
Capítulo 16

Tradução: Adir Moysés Luiz, Doutor em Ciência pela UFRJ, Prof. Adjunto do Instituto de Física da UFRJ.


16-2: a) A temperatura final é o dobro da temperatura Kelvin inicial, ou seja, a temperatura final é dada por

2(314.15 K) – 273.15 = 355º C

b) A massa total de hélio é




16-4: a) Fazendo a pressão diminuir de um fator igual a um terço, a temperatura
Kelvintambém diminui de um fator igual a um terço, logo a nova temperatura Celsius é

1/3(293.15 K) – 273.15 = -175ºC.

b) Como a temperatura Kelvin diminui de um fator igual a um terço e a pressão volta ao valor inicial, o volume diminui de um fator igual a um terço, ou seja, o volume final é igual a 1.00 L.


16-6: a)

b) Usando a pressão final de 2.813 x 105 Pa e a temperatura de 195.15K,
obtemos m = 0.275 kg; logo a massa perdida é igual a 0.098 kg; para obter este resultado usamos um maior número de algarismos significativos nos cálculos intermediários.


16-8: a)

b) (32.0 x 10-3 kg/mol)(5.78 x 103 mol) = 185 kg.


16-10: a) nRT/V = 7.28 x 106 Pa enquanto que a Eq. (16-7) fornece 5.87 x 106 Pa.
b) A equação de van der Waals, que considera a atração entre asmoléculas, fornece uma pressão 20% menor.
c) 7.28 x 105 Pa, 7.13 x 105 Pa, 2.1%
d) Quando n/V diminui, as fórmulas e os valores numéricos não se alteram.

16-12: a)

b) Os pulmões não poderiam suportar tal variação de volume; reter a respiração seria desastroso, seria melhor ele expelir o ar.


16-14: Repetindo os cálculos do Exemplo 16-4 e usando os mesmos valores numéricos para R e para atemperatura obtemos

p = (0.537)patm = 5.44 x 104 Pa.


16-16:



16-18: Como o gás está submetido às condições normais, o volume será

V = (22.4 x 10-3 m3)
e a aresta de um cubo com este volume é dada por
(2.23 x 10-16 m3)=6.1 x 10-6 m.


16-20: a) O volume por molécula é



Se este volume fosse um cubo de aresta igual a L,

L = (4.091 x 10-26 m3) = 3.45 x 10-9 m,(b) Esta aresta é cerca de dez vezes maior do que o diâmetro de uma molécula comum.


16-22: a) De acordo com a Equação (16-16), a energia cinética média depende somente da temperatura, e não da massa de moléculas individuais, logo a energia cinética média é a mesma para as moléculas de cada elemento.

b) A Equação (16-19) também mostra que a velocidade quadrática média é proporcional aoinverso da raiz quadrada da massa, logo

e portanto




16-24: (Muitas calculadoras de bolso possuem funções estatísticas que são programadas para tais cálculos. Os resultados apresentados a seguir foram feitos com este tipo de calculadora.)

a) Designando a multiplicidade de cada nota por n1, a média é dada por



b) Para obter os resultados com a precisão desejada, usamos ummaior número de algarismos significativos nos cálculos intermediários.


16-26: Este é o mesmo tipo de cálculo feito no Exemplo 16-9, porém com T – 300 K e
p = 3.50 x 10-13 atm, logo  = 1.6 x 105 m.


16-28: a) 6.44 x 10-3 m/s.

b) Se a partícula está em equilíbrio térmico com as vizinhanças, seu movimento depende somente da temperatura das vizinhanças e não da massa das partículasindividuais.

16-30: a) Cv = (C) (massa molar), logo (833 J/kgºC)().018 kg/mol) = 15.0 J/molºC
para –180ºC, (1640 J/kgC)(0.018 kg/mol) = 29.5 J/molºC para –60ºC,
(2060 J/kgºC) x (0.018 kg/mol) = 37.1 J/molºC para –5.0ºC.

b) Os graus de liberdade vibracionais tornam-se mais importantes.

c) Cv é maior que 3R porque a molécula H2O também possui graus de liberdade de rotação.


16-32:a)


que é 0.177 vezes o calor específico da água.

b) mNCNTN = mwCwTw, ou mN =
Substituindo os valores numéricos e usando o resultado do item (a) obtemos mN = 5.65 kg. Para achar o volume, use pV = nRT, ou

V =


16-34: Fazendo a substituição 

f(v) = 4


16-36: Note que

a)

b)

c)


16-38: a) A pressão deve estar acima do ponto triplo, p1 =...
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