Ficha 1_115140

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FISMOT-2025 Oceanografia & Química Marinha Docente: Anselmo Chaúque 
 Monitor: Valério Matavele 
 
Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras 
FÍSICA MOLECULAR E TERMODINÂMICA 
EXERCÍCIOS DE CONSOLIDAÇÃO 1 
1. A que temperatura as escalas Fahrenheit e Celsius coincidem? 
2. A que temperatura as escalas Fahrenheit e Kelvin coincidem? 
3. A resistência de uma certa bobina de o de platina aumenta um fator de 1,392 entre o 
ponto tríplice da água e o ponto de ebulição da água na pressão atmosférica. Qual a 
temperatura medida por este termómetro para o ponto de ebulição normal da água? 
4. Você deve se preocupar se o seu medico lhe disser que a sua temperatura e de 310 K? 
Explique sua resposta. 
5. A que temperatura a leitura da escala Fahrenheit e igual a: 
(a) duas vezes a da escala Celsius? 
(b) metade da escala Celsius? 
6. Em 1964, a temperatura no vilarejo siberiano de Oymyakon atingiu −71℃. Em que 
temperatura está na escala Fahrenheit e Kelvin? 
7. Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou sua própria escala 
linear de temperatura. Nessa nova escala, os valores 0 e 10 correspondem, 
respetivamente, a 37℃ e 40℃. Qual a temperatura em que o valor número de ambas 
escalas coincidem? 
8. Uma régua métrica de aço esta para ter a sua marcação gravada e deseja-se que os 
intervalos de milímetros apresentem uma exatidão de 5 × 10−5 a uma determinada 
temperatura. Qual é a variação máxima da temperatura que pode ocorrer durante a 
gravacao? Dado: 𝛼𝑎ç𝑜 = 11 × 10−5(℃)−1 
9. Uma barra feita com uma liga de alumínio mede 10 cm a 20℃ e 10,015 cm no ponto 
de ebulição da água. 
(a) Qual o seu comprimento no ponto de congelamento da água? 
(b) Qual e a sua temperatura, se o seu comprimento e de 10,009 cm? 
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10. Um furo circular em uma placa de alumínio possui um diâmetro de 2,725 cm a 12℃. 
Qual o diametro do furo quando a temperatura da placa é aumentada ate 140℃? Dado: 
𝛼𝑎𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 = 23 × 10−5(℃)−1. 
11. Um cubo de latão tem aresta de 30 cm. Qual é o aumento de sua área superficial, se a 
temperatura subir de 20 para 75℃? Dado: 𝛼𝑙𝑎𝑡𝑎𝑜 = 19 × 10−5(℃)−1. 
12. Uma barra de aço a 25℃ tem 3 cm de diametro. Um anel de latão tem diâmetro interior 
de 2,992 cm a 25℃. A que temperatura comum o anel se ajustara exatamente a barra? 
13. Uma placa retangular de alumínio tem área de 40𝑐𝑚2 a 0℃. Calcule a área final da 
placa a (a) 50 ℃ e (b) −20℃. 
14. Uma barra de estanho tem a forma de um prisma reto de base 4 𝑐𝑚2 e comprimento 
1𝑚 a temperatura de 68℉. Determine o comprimento e o volume dessa barra a 
temperatura de 518℉. Considere 𝛼𝑒𝑠𝑡𝑎𝑛ℎ𝑜 = 20 × 10−6(℃)−1. 
15. Um cilindro isolado com um embolo montado contem oxigénio a uma temperatura de 
20℃ e uma pressão de 15atm em um volume de 22 litros. O embolo é baixado, 
diminuindo o volume do gás para 16 litros e, simultaneamente, a temperatura é 
aumentada para 25℃. Supondo que o oxigénio se comporta como um gás ideal sob 
estas condições, qual é a pressão final do gás? 
16. (a) Calcule o volume ocupado por 1 mol de um gás ideal em condições normais, isto é, 
pressão de 1 atm e temperatura de 0℃. (b) Mostre que o número de moléculas por 𝑐𝑚3 
em condições normais e 2,68 × 1019. 
17. Uma quantidade de gás ideal ocupa um volume de 2,47𝑚3 a 12,0℃ e a 108 kPa. (a) 
Quantos mols do gás estão presentes? (b) Se a pressão é aumentada para 316 kPa e a 
temperatura é aumentada para 31,0℃, qual é o novo volume ocupado pelo gás? 
18. O Gás oxigénio com volume de 1130 c𝑚3 a 42,0℃ e a uma pressao de 101 kPa 
expande até que o seu volume seja 1530 c𝑚3 e sua pressão seja 106 kPa. Determine 
(a) o número de mols de oxigénio no sistema. (b) a sua temperatura final. 
19. Uma seringa de injeção com o embolo na marca de 20 c𝑚3, a temperatura ambiente de 
27,0℃ e a pressão de 1,0 × 105𝑃𝑎, é vedado e colocado em um freezer a −13,0℃. 
Verifica-se que, ao atingir o equilbrio termico, o embolo está na marca de 18 c𝑚3. 
Determine nessas condições a pressão do ar aprisionado na seringa. 
20. Verifica-se que cinco moléculas escolhidas ao acaso possuem velocidades de 500, 600, 
700, 800 e 900m/s. 
(a) Ache sua velocidade média. 
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(b) Qual a velocidade média quadrática das moléculas? 
21. Calcule a velocidade média quadrática das moléculas de hidrogénio na temperatura de 
0℃ e a uma pressão de 1,0 atm, admitindo que o hidrogénio seja um gás ideal. Nessas 
condições, o hidrogénio possui massa especifica 𝜌 de 8,99 × 10−2𝑘𝑔/𝑚3. 
22. Um recipiente cúbico possui 10 cm de lado e contém oxigénio a uma pressão de 1,0 
atm e uma temperatura de 300K. 
(a) Quantos mols de oxigénio estão presentes no interior do recipiente? 
(b) Quantas moléculas? 
23. Uma massa gasosa ocupa um volume de 20l, em condições normais de pressão e 
temperatura. Se a pressão sobre o gás for dobrada e sua temperatura for elevada até 
atingir um valor de 1040℉, qual o volume que esse gás ocupara? 
24. Quais são (a) a trajetória livre media e (b) a taxa media de colisões para o nitrogénio a 
temperatura ambiente (T = 300K) e a pressão atmosférica (𝑝 = 1,013 × 105𝑃𝑎)? Uma 
molécula de nitrogénio possui diâmetro efetivo 𝑑 = 3,15 × 10−10𝑚 e, para as 
condições estabelecidas, uma velocidade media 𝑣𝑚𝑒𝑑 = 478𝑚/𝑠. 
25. A 2500 km acima da superfície da Terra, a massa especifica e de aproximadamente 1 
molécula/𝑐𝑚3. Qual a trajetória livre média prevista? Suponha o diâmetro molecular 
igual a 2,0 × 10−8𝑐𝑚. 
26. O livre percurso medio das moléculas de nitrogénio, a 0,0℃ e 1atm, e 0,80 × 10−5𝑐𝑚. 
A esta temperatura e pressão há 2,7 × 1019 molecula/𝑐𝑚3. Qual o diametro 
molecular?