Química: velocidade molecular A figura mostra representações gráficas dos números relativos de moléculas de N₂ (nitrogênio) que têm uma dada velocidade em três temperaturas (em graus Kelvin). Identifique as diferenças nas velocidades médias (indicadas pelos picos das curvas) nas três temperaturas e descreva os intervalos nos quais a velocidade é crescente e decrescente para cada uma das três temperaturas. (Fonte: Adaptado de Zumdahl Chemistry, sétima edição.)

Passo 1

Nas três curvas, vemos que o gráfico das velocidades relativas é mais ou menos simétrico em relação ao pico das curvas. Então, sabendo aproximadamente a velocidade máxima – que é dada na calda final da curva – podemos estimar a velocidade média (nos picos das curvas) apenas dividindo a velocidade máxima por dois.

Para a temperatura 273   K , a velocidade máxima é 1000   m / s . Dividindo esse valor por dois, obtemos a velocidade média como 500   m / s .

Para a temperatura 1 273   K , a velocidade máxima é 2000   m / s . Dividindo esse valor por dois, obtemos a velocidade média como 1000   m / s

Para a temperatura 2 273   K , a velocidade máxima é um pouco acima de 3000   m / s . Mas 3000   m / s é a melhor aproximação que temos a partir do gráfico. Então, dividindo esse valor por dois, obtemos a velocidade média como 1500   m / s .

Nesse caso, vemos o seguinte padrão: quando aumentamos a temperatura em 1000   K , a velocidade média das moléculas aumenta, aproximadamente, em 500   m / s .

Passo 2

Vemos que todas as curvas são crescentes até alcançarem a sua respectiva velocidade média e então se tornam decrescentes. Nesse sentido, podemos identificar os seguintes intervalos de crescimento e decrescimento.

Para a curva da temperatura 273   K , a velocidade cresce de 0   m / s a 500   m / s e decresce de 500   m / s a 1000   m / s .

Para a curva da temperatura 1 273   K , a velocidade cresce de 0   m / s a 1000   m / s e decresce de 1000   m / s a 2000   m / s .

Por último, mas não menos importante, para a temperatura 2 273   K , a velocidade cresce de 0   m / s a 1500   m / s e decresce de 1500   m / s a 3000   m / s .

Resposta

Velocidades médias

273   K : 500   m / s

1273   K : 1000   m / s

2273   K : 1500   m / s

Intervalos de crescimento e decrescimento:

273   K : crescimento em ( 0   m / s , 500   m / s ) e decrescimento em ( 500   m / s , 1000   m / s )

1273   K : crescimento em ( 0   m / s , 1000   m / s ) e decrescimento em ( 1000   m / s , 2000   m / s )

2273   K : crescimento em ( 0   m / s , 1500   m / s ) e decrescimento em ( 1500   m / s , 3000   m / s )