168 mL de
, medidos a 760 mmHg e
são resfriados a
mantendose a pressão constante. Determine o volume ocupado pelo gás, nestas condições.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma coisa clara:
- Volume inicial:
. - Pressão mantida constante durante o processo.
- Temperatura inicial:
. - Temperatura final:
.
Pergunta do exercício: determinar o volume final
ocupado pelo gás quando ele é resfriado para
mantendo a pressão constante.
Passo 2
Por que passar para Kelvin?
Temperaturas em leis dos gases devem ser medidas numa escala absoluta (Kelvin). A relação entre temperatura em Celsius e em Kelvin
é
Temperaturas em leis dos gases devem ser medidas numa escala absoluta (Kelvin). A relação entre temperatura em Celsius
Aplicando aos dois estados:
Passo 3
Qual fórmula usar? Explicação didática: quando a pressão é constante, o volume de um gás ideal é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Essa relação é chamada de lei de Charles/Gay-Lussac e pode ser escrita como
ou entre dois estados:
Aqui
é o volume (qualquer unidade consistente, como
) e
é a temperatura em Kelvin.
Passo 4
Isolar
na equação para calcular o volume final:
Essa fórmula diz: o novo volume é o volume inicial multiplicado pela razão entre as temperaturas absolutas final e inicial.
Passo 5
Substituir os valores (usando as temperaturas em Kelvin que calculamos):
Fazer a conta passo a passo (sem depender de calculadora mental complicada):
Calcular primeiro o numerador multiplicado:
(dividindo o produto por
):
Agora considerar algarismos significativos:
tem três algarismos significativos, então uma boa apresentação final com 3 sig. fig. é
Passo 6
Checagem rápida de consistência (intuição): a temperatura caiu de
para
, ou seja, aproximadamente caiu pela metade, então o volume deve cair também para aproximadamente metade de
, isto é perto de
. Nosso resultado
está coerente com essa expectativa.