Calcule a energia cinética translacional média das moléculas de
e
antes e após o rompimento da membrana.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a energia cinética translacional média das moléculas de
e
antes e depois do rompimento da membrana. Vamos usar conceitos de Termodinâmica, especificamente a teoria cinética dos gases, que nos ajuda a entender como as partículas em um gás se movem e possuem energia.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a energia cinética translacional média de uma molécula num gás ideal é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a energia cinética média, -
é a constante de Boltzmann ( ), -
é a temperatura absoluta em Kelvin.
Essa fórmula vem da teoria cinética, que distribui a energia entre as três direções de movimento (x, y, z).
Passo 3
Agora, precisamos saber a temperatura do sistema antes e depois do rompimento da membrana. Supondo que a temperatura permaneça constante (processo isotérmico), a energia cinética média das moléculas não muda, pois depende apenas da temperatura.
Passo 4
Contudo, se a temperatura mudar após o rompimento da membrana, vamos precisar dessa informação para recalcular a energia cinética média. Vamos considerar dois cenários:
-
Temperatura constante (
permanece a mesma): -
antes = depois
-
-
Temperatura varia (
antes e depois): -
antes = -
depois =
-
Passo 5
Como o exercício não especifica mudanças na temperatura, vamos assumir que a temperatura se mantém constante. Portanto, a energia cinética translacional média das moléculas de
e
antes e após o rompimento da membrana será a mesma.
Resposta
A energia cinética translacional média das moléculas de
e
antes e após o rompimento da membrana é dada por:
Assumindo que a temperatura
permanece constante, a energia cinética média não se altera com o rompimento da membrana.