Pressão do Gás
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Pressão do Gás
Dois mols de gás oxigênio (O2) à temperatura de 27 ºC estão
confinados em um recipiente ao nível do mar. O recipiente
possui um êmbolo de massa igual a 2 quilogramas e área igual
a 2×10^-4 m², que pode se deslocar livremente sem atrito.
Considerando que o gás apresenta comportamento ideal,
assinale o que for correto. Dados: R=8,31 J/mol.K. Considere
1 atm ≅ 10^5 N/m2 e g = 10 m/s².
01) A pressão à qual o gás está submetido é aproximadamente
igual a 1×10^5 N/m2.
02) A altura da extremidade inferior do êmbolo em relação à
base do recipiente é de aproximadamente 125 metros.
*edit: 04) Se o gás O2 fosse substituído pelo gás He, nas mesmas
condições descritas, a energia interna do gás He seria
menor quando comparada com a energia interna do gás O2.
Tentei calcular P = F/A e cheguei em 10^4 Pa.
Depois usei esse valor em Clapeyron para achar o volume.
Usei o valor encontrado do volume em V = Ab.H (para resolver a 02) e consegui um número absurdo, então creio que esteja bem longe do resultado! Alguém poderia me dar uma luz, por gentileza?
*Por que a 04 está correta? pensei que pela fórmula DeltaU = 3nRt.1/2 a energia final fosse a mesma.
confinados em um recipiente ao nível do mar. O recipiente
possui um êmbolo de massa igual a 2 quilogramas e área igual
a 2×10^-4 m², que pode se deslocar livremente sem atrito.
Considerando que o gás apresenta comportamento ideal,
assinale o que for correto. Dados: R=8,31 J/mol.K. Considere
1 atm ≅ 10^5 N/m2 e g = 10 m/s².
01) A pressão à qual o gás está submetido é aproximadamente
igual a 1×10^5 N/m2.
02) A altura da extremidade inferior do êmbolo em relação à
base do recipiente é de aproximadamente 125 metros.
*edit: 04) Se o gás O2 fosse substituído pelo gás He, nas mesmas
condições descritas, a energia interna do gás He seria
menor quando comparada com a energia interna do gás O2.
- gab:
- 01 incorreta; 02 correta; 04 correta
Tentei calcular P = F/A e cheguei em 10^4 Pa.
Depois usei esse valor em Clapeyron para achar o volume.
Usei o valor encontrado do volume em V = Ab.H (para resolver a 02) e consegui um número absurdo, então creio que esteja bem longe do resultado! Alguém poderia me dar uma luz, por gentileza?
*Por que a 04 está correta? pensei que pela fórmula DeltaU = 3nRt.1/2 a energia final fosse a mesma.
Última edição por Paracelso_Zn em Sex 07 Jan 2022, 15:10, editado 1 vez(es)
Paracelso_Zn- Padawan
- Mensagens : 69
Data de inscrição : 29/01/2021
Idade : 28
Localização : Paraná
Re: Pressão do Gás
01) O gás está submetido a pressão atmosférica + a pressão que o êmbolo causa nele:
[latex] P=P_{atm}+P_{emb}=10^5 + \frac{mg}{A}=10^5+\frac{2.10}{2.10^{-4}}=2.10^5N/m^2 [/latex]
02) Sabemos a pressão do gás, a temperatura e o número de mols, logo basta calcular o volume para encontrar a altura:
[latex] PV=nRT\rightarrow A.h.P=nRT\rightarrow h=\frac{nRT}{AP}
\rightarrow h= \frac{2.8,31.300}{2.10^{-4}.2.10^5}=124,65\:m\approx 125\:m [/latex]
04) A fórmula geral para a energia interna é [latex] \Delta U=nC_v\Delta T [/latex], em que Cv é o calor específico a volume constante, sendo calculado por Cv = nR/2, em que n é o número de equipartições de energia do gás.
Pelo teorema da equipartição da energia, o gás oxigênio é uma molécula linear, possuindo 3 partições de energia no movimento de translação(eixo x, y e z) + 2 de rotação, logo Cv = 5R/2.
Já o gás hélio, por ser apenas uma molécula esférica, possui apenas partições de energia no movimento de translação, logo Cv = 3R/2.
Com isso, a energia interna do gás hélio é menor.
[latex] P=P_{atm}+P_{emb}=10^5 + \frac{mg}{A}=10^5+\frac{2.10}{2.10^{-4}}=2.10^5N/m^2 [/latex]
02) Sabemos a pressão do gás, a temperatura e o número de mols, logo basta calcular o volume para encontrar a altura:
[latex] PV=nRT\rightarrow A.h.P=nRT\rightarrow h=\frac{nRT}{AP}
\rightarrow h= \frac{2.8,31.300}{2.10^{-4}.2.10^5}=124,65\:m\approx 125\:m [/latex]
04) A fórmula geral para a energia interna é [latex] \Delta U=nC_v\Delta T [/latex], em que Cv é o calor específico a volume constante, sendo calculado por Cv = nR/2, em que n é o número de equipartições de energia do gás.
Pelo teorema da equipartição da energia, o gás oxigênio é uma molécula linear, possuindo 3 partições de energia no movimento de translação(eixo x, y e z) + 2 de rotação, logo Cv = 5R/2.
Já o gás hélio, por ser apenas uma molécula esférica, possui apenas partições de energia no movimento de translação, logo Cv = 3R/2.
Com isso, a energia interna do gás hélio é menor.
Leonardo Mariano- Monitor
- Mensagens : 501
Data de inscrição : 11/11/2018
Idade : 22
Localização : Criciúma/SC
Paracelso_Zn gosta desta mensagem
Re: Pressão do Gás
Compreendido,
obrigado pela ajuda, Leonardo Mariano!
obrigado pela ajuda, Leonardo Mariano!
Paracelso_Zn- Padawan
- Mensagens : 69
Data de inscrição : 29/01/2021
Idade : 28
Localização : Paraná
Leonardo Mariano gosta desta mensagem
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