Para resolver essa questão, podemos usar a lei dos gases ideais, que relaciona a pressão, o volume e a temperatura de um gás. A fórmula relevante a ser utilizada é a Lei de Charles, que pode ser expressa como:
Onde: - é a pressão inicial - é a temperatura inicial em Kelvin - é a pressão final - é a temperatura final em Kelvin
Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin: - Temperatura inicial, - Temperatura final,
Agora aplicamos a fórmula:
Isolando , temos:
Calculando:
Portanto, a pressão final é aproximadamente 1,273 vezes a pressão inicial . Sendo assim, a resposta correta é:
c)
Olá Karla, bom dia! Como vai?
A análise do comportamento dos gases implica na consideração de uma constante universal R cujo valor é 0,082 atm.L.mol-1.K-1, quando a medida da pressão é realizada em atmosferas (atm). Contudo, necessariamente, para os cálculos, a temperatura deve ser considerada na escala Kelvin.
Desse modo,
Tinicial = 20ºC = 293 K
Tfinal = 100ºC = 373 k
Uma vez que a massa do gás não foi alterada, a quantidade de matéria correspondente também foi mantida durante o aquecimento.
Assim, considerando a equação universal dos gases p.V = n.R.T, o produto n.R é um valor constante, ou seja, n.R = pinicial.Vinicial/Tinicial = pfinal.Vfinal/Tfinal.
Ainda, considerando que Vinicial = Vfinal, pinicial/Tinicial = pfinal/Tfinal. Logo, sendo pinicial = P1 e pfinal = P2,
P1/293 K = P2/373 K
P1.373 K/293 K = P2
(373/293).P1 = P2
1,273.P1 = P2
Resposta: Altenativa C. A pressão final do sistema com o aquecimento, sob volume constante, aumentou 27%, umz vez que a temperatura aumentou 27%.
Observações:
1) Pressão e temperatura são grandezas diretamente proporcionais. Com o aumento da temperatura aumenta a probabilidade de colisões entre as partículas gasosas em função da sua maior aceleração. Considerando que pressão = força/área, ou seja, p = m.a/A, quanto maior a aceleração das moléculas gasosas, maior a pressão provocada, uma vez que a área não foi alterada.
2) Pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais. Se houver dilatação do sistema (aumento do volume), maior será a distância percorrida pelas partículas gaososas, de modo que há diminuição da probabilidade de colisões entre as moléculas, ou seja, há redução da força e, portanto, da pressão. No entanto, se houver redução do volume do sistema, maior a probabilidade de colisões entre as moléculas de gás, o que provoca o aumento da força e, portanto, da pressão interna.
3) Volume e temperatura são grandezas diretamente proporcionais. O aumento de temperatura provoca aceleração das moléculas e, assim, aumento da probabilidade de colisões entre essas moléculas. A fim de manter a pressão constante, o volume do sistema será aumentado em função do aumento de pressão das moléculas do gás. Do mesmo modo, o resfriamento provoca redução da velocidade das moléculas gasosas, reduzindo a sua aceleração, ou seja, mantendo-se a pressão do sistema, haverá redução do volume.
