Processo adiabático de um gás ideal

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8 Lista de exercícios 
1) O gás propano (C3H8) se comporta como um gás ideal com γ =1,127. Determine a) o 
calor especifico molar a volume constante e b) o calor especifico molar a pressão 
constante. 
2) Um cilindro contém 0,25 mol do gás dióxido de carbono (CO2) à temperatura de 27°C. 
O cilindro possui um pistão sem atrito, que mantém sobre o gás uma pressão constante 
igual a 1 atm. O gás é aquecido e sua temperatura aumenta para 127 °C. Suponha que o 
CO2 possa ser considerado um gás ideal com CV =28,46 J/mol.K. a) Desenhe o 
diagrama p-V para esse processo? b) Qual é o trabalho realizado pelo gás nesse 
processo? c) Qual é a variação da energia interna do gás? d) Qual é o calor fornecido ao 
gás? 
3) Em uma experiência para simular as condições no interior de um motor de automóvel, 
645 J de calor são transferidos para 0,185 mol de ar (suponha que o ar seja constituído 
essencialmente de nitrogênio N2) contido no interior de um cilindro com volume igual a 
40 cm3. Inicialmente, o nitrogênio está a um a pressão de 3×106 Pa e à temperatura de 
780 K. a) Se o volume do cilindro é mantido constante, qual é a temperatura final do 
nitrogênio? b) Calcule a temperatura final do ar supondo que o volume do cilindro 
possa aumentar enquanto a pressão permanece constante. 
4) Um cilindro com um pistão móvel contém 3 mols de gás N2 (suponha que o N2 se 
comporte como um gás ideal). O N2 é aquecido a volume constante até que 1557 J de 
calor tenham sido fornecidos. a) Calcule a variação da temperatura. Suponha que a 
mesma quantidade de calor seja fornecida ao N2, mas que, desta vez, o gás possa 
expandir-se ao mesmo tempo em que se mantém a pressão constante. b) Calcule a 
variação de temperatura. c) Em qual dos casos, a) ou b), a energia interna final do N2 é 
maior? 
5) Um cientista adiciona 970 J de calor a 1,75 mol de um gás ideal para aquecê-lo de 10°C 
a 25°C sob pressão constante. O gás realiza +223 J de trabalho durante a expansão. a) 
Calcule a variação de energia interna do gás. b) Calcule γ para o gás. 
6) Um mol de gás ideal diatômico vai de a a c ao longo da trajetória diagonal na figura 1. 
A escala do eixo vertical é definida por pab = 5kPa e pc = 2 kPa; a escala do eixo 
horizontal é definida por va = 2 m3 e vbc = 4m3. Durante a transição a) qual é a variação 
da energia interna do gás e b) qual é a energia adicionada ao gás na forma de calor ? c) 
Que calor é necessário para que o gás vá de a a c ao longo da trajetória abc? 
 
Figura 1 
7) Quando 1 mol de gás oxigênio (O2) é aquecido a pressão constante a partir de 0°C, que 
quantidade de calor deve ser adicionado ao gás para que o volume dobre de valor? 
8) Suponha que 12 g de gás oxigênio (O2) são aquecidos de 25°C a 125°C à pressão 
atmosférica. a) Quantos mols de oxigênio estão presentes? b) Qual é a quantidade de 
calor transferido para o oxigênio? c) Que fração do calor é usada para aumentar a 
energia interna do oxigênio? 
9) Suponha que 4 mols de um gás ideal diatômico, sofrem um aumento de temperatura de 
60 K em condições de pressão constante. Qual é a) a energia Q transferida na forma de 
calor, b) a variação ∆Eint da energia interna do gás, c) o trabalho W realizado pelo gás. 
10) Um mol de gás ideal diatômico é aquecido, a volume constante, de 300 K a 600K. 
a)Determine o aumento da energia interna do gás, o trabalho realizado pelo gás e o calor 
por ele absorvido. b) Determine as mesmas quantidades para quando o gás é aquecido 
de 300 K a 600 K à pressão constante. 
11) Um gás diatômico esta confinado em um recipiente fechado de volume constante Vo e à 
pressão po. O gás é aquecido até que sua pressão triplique. Que quantidade de calor (em 
termos de Vo e po) foi absorvido pelo gás para triplicar a pressão? 
12) Um gás ideal monoatômico com uma pressão inicial de 1,5×105 Pa e um volume inicial 
igual de 0,08 m3, sofre uma compressão adiabática até um volume igual a 0,04 m3. 
a)Qual é a pressão final ? b) Qual é o trabalho realizado pelo gás nesse processo? 
c)Qual é a razão entre a temperatura final e a temperatura inicial do gás? d) O gás é 
aquecido ou resfriado nesse processo de compressão? 
13) O motor do carro injeta o ar a 20°C e 1 atm e comprime-o adiabaticamente até atingir 
0,09 do seu volume inicial. O ar pode ser considerado um gás ideal com γ = 1,4. 
a)Calcule a temperatura final (em graus kelvin) e b) a pressão final. b) Desenhe o 
diagrama p-V desse processo. 
14) Dois mols de monóxido de carbono (CO) estão a uma pressão inicial de 1,2 atm e a um 
volume inicial de 30 litros. O gás é então comprimido adiabaticamente a 1/3 desse 
volume. Suponha que o gás possa ser considerado ideal. a) Qual é a variação da energia 
interna (em joules) do gás? A energia interna aumenta ou diminui? b)A temperatura do 
gás aumenta ou diminui durante esse processo? Explique (Dica: utilize a constante R 
para mudar atm.litro para Joule → R= 8,314 J/mol.K = 0,082 atm.litro/mol.K). 
15) Um jogador de basquete faz a bola bater no chão, comprimindo-a a 80% de seu volume 
original. O ar (suponha que o ar seja um gás diatômico) dentro da bola está 
originalmente à temperatura de 20°C e a uma pressão de 2 atm. O diâmetro da bola é 
23,9 cm. a) A que temperatura (em °C) chega o ar na bola em sua compressão máxima? 
b) Calcular o número de mols dentro da bola. c) De quanto é a variação da energia 
interna do ar entre o estado original da bola e sua compressão máxima? (1 atm = 
1,013×105 Pa) 
16) Durante uma expansão adiabática, a temperatura de 0,45 mol de argônio (Ar) cai de 
50°C para 10°C. O argônio pode ser tratado como um gás ideal. a) Desenhe um 
diagrama p-V para esse processo. b) Qual é a variação da energia interna do gás? c) 
Calcule o trabalho realizado pelo gás. 
17) O volume de uma amostra de um gás ideal é reduzido adiabaticamente de 200 L para 
74,3L. A pressão e temperatura iniciais são 1 atm e 300 K. A pressão final é 4 atm. a) O 
gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico? b) Qual é a temperatura final? c) 
Quantos mols do gás existem na amostra? 
18) Um gás ideal diatômico sofre uma compressão adiabática. A pressão e volume iniciais 
são 1,2 atm e 0,2 m3 respectivamente. A pressão final é 2,4 atm. a) Qual é o volume 
final? b) Qual é o trabalho (em joules) realizado pelo gás? (1 atm = 1,013×105 Pa)