54) (UECE-2002) Um reator industrial de volume fixo contém 10,0 mols de uma amostra de gás que deve ser mantido a uma pressão constante de 5,00 atm...

Para que a pressão seja mantida constante, a quantidade de matéria (n), a temperatura (T) e o volume (V) do gás devem ser proporcionais. A lei de Avogadro estabelece que, para um gás ideal, a uma mesma temperatura e pressão, volumes iguais contêm quantidades iguais de moléculas. Portanto, a quantidade de matéria inicial (n1) é igual à quantidade de matéria final (n2), e podemos usar a equação de Clapeyron para calcular a variação de temperatura necessária para manter a pressão constante: (P1/T1) = (P2/T2) Substituindo os valores, temos: (5,00 atm)/(25°C + 273,15) = (P2)/(300°C + 273,15) P2 = (5,00 atm) x (573,15 K) / (298,15 K) = 9,57 atm Agora, podemos usar a equação dos gases ideais para calcular o volume final (V2) e, em seguida, a variação de quantidade de matéria (Δn) necessária para manter o volume constante: (P1 x V1) / T1 = (P2 x V2) / T2 V2 = (P1 x V1 x T2) / (T1 x P2) = (5,00 atm) x (V1) x (573,15 K) / [(25°C + 273,15) x (9,57 atm)] = 2,67 L Δn = n2 - n1 = (P2 x V2) / (R x T2) - (P1 x V1) / (R x T1) = (9,57 atm x 2,67 L) / (0,082 atm L/mol K x 573,15 K) - (5,00 atm x 2,67 L) / (0,082 atm L/mol K x 298,15 K) = 5,2 mol Portanto, a alternativa correta é a letra C) 5,2 mols de gás.