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Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Exercícios resolvidos: Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Gene Mosca, Paul Allen TiplerIBSN: 9788521617105

Elaborado por professores e especialistas

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Passo 1 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Neste problema de checagem conceitual, o objetivo é entendermos o porquê de a atmosfera da terra conter quantidades muito pequenas de gás hélio. Essa relação se dá comparando a rapidez rms das moléculas de hélio com a rapidez de escape da superfície da terra. Vamos lá?

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Primeiramente, vamos calcular a rapidez rms do hélio, sabendo que sua massa molar é . Vamos considerar uma temperatura ambiente .

Passo 3 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Passo 4 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Passo 5 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Sendo assim, a rapidez rms para o gás hélio é .

Passo 6 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Segundo o que foi visto na seção 11-3 do livro, a rapidez de escape da superfície da terra é igual a 11,2 km/s.

Passo 7 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Quando a rapidez rms de um determinado gás em equilíbrio vale mais que 15% da rapidez de escape da superfície da terra, uma quantidade significativa de moléculas deste gás possuirá rapidez superior à de escape da superfície da terra, fazendo com que este gás não permaneça na atmosfera por muito tempo antes de escapar.

Resumindo, acima destes 15%, o gás praticamente não irá existir na nossa atmosfera.

Passo 8 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Conforme calculado, a rapidez rms das moléculas de hélio vale aproximadamente 12% da rapidez de escape da superfície da terra.

Passo 9 de 9keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Desta forma, o número de moléculas hélio com rapidez acima da rapidez de escape é suficiente para fazer o gás escapar da atmosfera da terra, porém de forma mais lenta.

Isto justifica as pequenas quantidades de gás hélio encontradas na nossa atmosfera, que é de aproximadamente 5 ppm.

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Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.