Analise as seguintes afirmações sobre a Teoria Cinética dos Gases
I. A Lei de Boyle se aplica a todos os gases, independente da sua natureza química, a baixas pressões.
II. A Lei de Charles reside no fato de que a elevação da temperatura de um gás aumenta a entropia das moléculas, e consequentemente, aumenta a frequência de colisões entre elas.
III. A velocidade média quadrática das moléculas de um gás depende apenas da temperatura.
IV. O fator de compressibilidade (
) é igual a zero para os gases perfeitos, e tende a zero para os gases reais submetidos a baixa pressão.
V. As constantes a e b na Equação de van der Waals para gases reais, também conhecidas como coeficientes de van der Waals, estão relacionadas com as interações moleculares entre as moléculas que compões o gás.
A sequência correta é:
a) Apenas as assertivas I, III e IV estão corretas.
b) Apenas I, IV e V estão corretas.
c) Apenas as assertivas I, III e V estão corretas.
d) Apenas as assertivas IV e V estão corretas.
I. A Lei de Boyle se aplica a todos os gases, independente da sua natureza química, a baixas pressões.
II. A Lei de Charles reside no fato de que a elevação da temperatura de um gás aumenta a entropia das moléculas, e consequentemente, aumenta a frequência de colisões entre elas.
III. A velocidade média quadrática das moléculas de um gás depende apenas da temperatura.
IV. O fator de compressibilidade (
V. As constantes a e b na Equação de van der Waals para gases reais, também conhecidas como coeficientes de van der Waals, estão relacionadas com as interações moleculares entre as moléculas que compões o gás.
a) Apenas as assertivas I, III e IV estão corretas.
b) Apenas I, IV e V estão corretas.
c) Apenas as assertivas I, III e V estão corretas.
d) Apenas as assertivas IV e V estão corretas.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. É um exercício sobre Teoria Cinética dos Gases e leis dos gases (Boyle, Charles, velocidade quadrática média, fator de compressibilidade e van der Waals). A ideia é analisar cinco assertivas e descobrir quais estão corretas. Para isso, a gente vai precisar lembrar:
- Lei de Boyle:
a T constante. - Lei de Charles:
a P constante. - Velocidade média quadrática:
. - Fator de compressibilidade:
. - Equação de van der Waals:
.
Passo 2
Analisando a assertiva I: “A Lei de Boyle se aplica a todos os gases, independente da natureza química, a baixas pressões.”
Isso é verdade. Em baixas pressões (gás diluído) quase todo gás se comporta como ideal e satisfaz . Logo, I é correta.
Isso é verdade. Em baixas pressões (gás diluído) quase todo gás se comporta como ideal e satisfaz
Passo 3
Agora a II: “A Lei de Charles reside no fato de que a elevação da temperatura de um gás aumenta a entropia das moléculas, e consequentemente, aumenta a frequência de colisões entre elas.”
Isso está errado. A Lei de Charles fala só que, a pressão constante, o volume varia linearmente com a temperatura: . Não é sobre entropia nem colisões. Então II é incorreta.
Isso está errado. A Lei de Charles fala só que, a pressão constante, o volume varia linearmente com a temperatura:
Passo 4
III: “A velocidade média quadrática das moléculas de um gás depende apenas da temperatura.”
Essa é verdadeira, pois . Note que não entra pressão ou volume, só a temperatura (e a massa molar, mas M é fixa para cada gás).
Essa é verdadeira, pois
Passo 5
IV: “O fator de compressibilidade
é igual a zero para os gases perfeitos, e tende a zero para os gases reais submetidos a baixa pressão.”
Na real, para gás perfeito . E para gases reais, em baixa pressão
tende a 1, não a zero. Logo, IV é falsa.
Na real, para gás perfeito
Passo 6
V: “As constantes
e
na Equação de van der Waals … estão relacionadas com as interações moleculares.”
Isso é verdadeiro: mede a atração entre moléculas e
o volume ocupado por elas.
Isso é verdadeiro:
Resposta
A sequência correta é: I, III e V. (opção c)