ESTUDO DOS GASES_COM RESOLUÇÃO

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Gases
1. Qual a velocidade média das moléculas de um gás que ocupa um recipiente de capacidade igual a 2 litros, tem massa igual a 20 gramas e pressão equivalente a 2 atmosféras?
Lembrando que existe uma relação entre estas grandezas expressa por:
Podemos isolar a grandeza que desejamos calcular, ou seja, a velocidade:
Convertendo os dados do problema para grandezas do SI:
Utilzando os dados na equação:
2. Em um tubo com pressão constante de 1atm ocorre uma transformação. Sendo a temperatura inicial igual a 20°C e a final igual a 0°C, de quantas vezes o volume foi modificado?
Como pressão não pode ser diferente da pressão atmosférica, então a transformação é Isobárica, sendo regida por:
Neste caso, não é necessário converter as unidades para o SI, pois ambas têm mesma característica:
Lembrando que é necessário que as temperaturas estejam em escala absoluta:
Então o volume final é menor que o inicial, com a razão de 0,93.
3. Qual a energia cinética média das moléculas de 10 mols de um gás perfeito, na temperatura de 100°C? E na temperatura de 100K? Considere R=8,31 J/mol.K
Sabemos que a energia cinética média das moléculas de um gás é dado por:
No entanto a temperatura utilizada é a absoluta, por isso deve ser convertida, para o primeiro caso:
Aplicando estes valores na equação:
Para o segundo caso (T=100K):
Transformações
1. Um gás sofre uma expansão sob temperatura constante, o volume ocupado inicialmente pelo gás era 0,5 litros, e no final do processo passou a ser 1,5 litros. Sabendo que a pressão inicial sob o gás era o normal no ambiente, ou seja, 1 atm, qual a pressão final sob o gás?
Como a temperatura não é modificada durante a transformação, esta é Isotérmica, sendo regida pela equação:
Neste caso não é necessário converter as unidades para o SI pois ambas têm mesma característica, ou seja volume é expresso em litros e pressão em atm, portanto, a pressão final será dada em atm:
2. Em um tubo aberto ocorre uma grande compressão em um gás que torno o volume ocupado por ele 10 vezes menor. Sendo a temperatura inicial igual a 20°C, qual será a temperatura final?
Como o tubo é aberto, a pressão não pode ser diferente da pressão atmosférica, então a transformação é Isobérica, sendo regida por:
Neste caso não é necessário converter as unidades para o SI pois ambas têm mesma característica:
Mas o volume inicial é igual a 10 vezes o volume final: