O gás metano (CH4) possui massa molecular de 16 g/mol e foi submetido a um processo de queima. Precisamos determinar à que temperatura 4 gramas desse gás deverá ocupar um volume de 5 litros, considerando que ele está sendo submetido a uma pressão de 380 mmHg. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre temperatura dos gases, pode-se afirmar que a temperatura encontrada após a queima será de:

T = 5 K.
T = 122 K.
T = 25 K.
T = 16 K.
T = 130 K.

Question

O gás metano (CH4) possui massa molecular de 16 g/mol e foi submetido a um processo de queima. Precisamos determinar à que temperatura 4 gramas des...

Ed · Answer

Para resolver essa questão, podemos usar a equação dos gases ideais, que é:

$$ PV = nRT $$

onde:
- $ P $ é a pressão (em atm),
- $ V $ é o volume (em litros),
- $ n $ é o número de mols,
- $ R $ é a constante dos gases (0,0821 L·atm/(K·mol)),
- $ T $ é a temperatura (em Kelvin).

1. **Calcular o número de mols ($ n $) de CH₄:**
   $$
   n = \frac{\text{massa}}{\text{massa molar}} = \frac{4 \, \text{g}}{16 \, \text{g/mol}} = 0,25 \, \text{mol}
   $$

2. **Converter a pressão de mmHg para atm:**
   $$
   P = \frac{380 \, \text{mmHg}}{760 \, \text{mmHg/atm}} \approx 0,5 \, \text{atm}
   $$

3. **Substituir os valores na equação dos gases ideais:**
   $$
   0,5 \, \text{atm} \times 5 \, \text{L} = 0,25 \, \text{mol} \times 0,0821 \, \text{L·atm/(K·mol)} \times T
   $$

4. **Resolver para $ T $:**
   $$
   2,5 = 0,020525 \times T
   $$
   $$
   T = \frac{2,5}{0,020525} \approx 121,5 \, \text{K}
   $$

Portanto, a temperatura encontrada após a queima será aproximadamente **122 K**.

Ed · Answer

Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação dos gases ideais, que relaciona a pressão, o volume, a quantidade de matéria e a temperatura de um gás. A equação é dada por:

PV = nRT

Onde:
P = pressão (em atm)
V = volume (em litros)
n = quantidade de matéria (em mol)
R = constante dos gases ideais (0,0821 L.atm/mol.K)
T = temperatura (em Kelvin)

Para determinar a temperatura após a queima, precisamos encontrar o valor de T na equação acima. Para isso, vamos precisar determinar a quantidade de matéria do gás antes e depois da queima.

Antes da queima, temos que a massa de CH4 é de 4 g e a sua massa molar é de 16 g/mol. Portanto, a quantidade de matéria é dada por:

n = m/M
n = 4/16
n = 0,25 mol

Assumindo que a pressão e o volume permanecem constantes, podemos reescrever a equação dos gases ideais como:

T = (PV)/(nR)

Substituindo os valores, temos:

T = (380 mmHg * 5 L) / (0,25 mol * 0,0821 L.atm/mol.K)
T = 4565 K

No entanto, esse valor está em Kelvin e a questão pede a resposta em graus Celsius. Para converter, basta subtrair 273,15:

T = 4291,85 °C

Portanto, a alternativa correta é:

T = 4291,85 °C.

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