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Para Brom (2017), as variáveis necessárias para a definição da condição física ou estado de um gás são temperatura, pressão, volume e quantidade de gás - por quantidade de gás, o autor se refere à quantidade molar. Com isso, considere a seguinte situação: Um balão de hélio tem um volume de 20,0 L. Há uma temperatura de 25,0 C e uma pressão de 1,00 atm. Considerando o cenário acima, se a temperatura for alterada para 50,0 C e a pressão para 1,50 atm, qual será o novo volume do balão?
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Vascão sempre na Veia

há 4 semanas

Respostas

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há 4 semanas

Para resolver essa questão, podemos usar a Lei dos Gases Ideais, que é expressa pela equação: \[ PV = nRT \] onde: - \( P \) é a pressão, - \( V \) é o volume, - \( n \) é a quantidade de gás em mol, - \( R \) é a constante universal dos gases (0,0821 L·atm/(K·mol)), - \( T \) é a temperatura em Kelvin. Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin: - Temperatura inicial: \( 25,0 \, °C = 25 + 273,15 = 298,15 \, K \) - Temperatura final: \( 50,0 \, °C = 50 + 273,15 = 323,15 \, K \) Agora, usando a relação de estado inicial e final do gás, podemos aplicar a equação de estado dos gases ideais: \[ \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \] Substituindo os valores: - \( P_1 = 1,00 \, atm \) - \( V_1 = 20,0 \, L \) - \( T_1 = 298,15 \, K \) - \( P_2 = 1,50 \, atm \) - \( T_2 = 323,15 \, K \) - \( V_2 = ? \) A equação fica: \[ \frac{1,00 \, atm \cdot 20,0 \, L}{298,15 \, K} = \frac{1,50 \, atm \cdot V_2}{323,15 \, K} \] Agora, isolamos \( V_2 \): \[ V_2 = \frac{1,00 \, atm \cdot 20,0 \, L \cdot 323,15 \, K}{1,50 \, atm \cdot 298,15 \, K} \] Calculando: \[ V_2 = \frac{20,0 \cdot 323,15}{1,50 \cdot 298,15} \approx \frac{6463}{447,225} \approx 14,5 \, L \] Portanto, o novo volume do balão, após a alteração da temperatura e pressão, será aproximadamente 14,5 L.

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