Calcule o volume ocupado por
de
a
e a uma pressão de 0,847 atm.
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte (vou listar exatamente os dados que aparecem no problema):
- Massa do gás:
. - Gás:
. - Temperatura:
. - Pressão:
.
O que o problema pede:
- Calcular o volume ocupado por essa massa de
nas condições dadas (temperatura e pressão).
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (aulas rápidas e práticas).
- Para gases ideais (bom modelo para
em condições não extremas) usa-se a equação dos gases ideais:
Expliquei o que cada símbolo significa:
-
é a pressão do gás (aqui em ). -
é o volume que queremos encontrar (em se usarmos a constante abaixo). -
é a quantidade de matéria (número de mols) do gás. -
é a constante universal dos gases. Usarei a forma adequada para pressão em e volume em :
-
é a temperatura absoluta em kelvin ( ). Lembrete: para passar de Celsius para Kelvin soma-se .
Passo 3
Determinar a quantidade de mols
a partir da massa dada.
- Primeiro, calcular a massa molar de
. - Massa atômica do nitrogênio aproximadamente
. - Massa atômica do hidrogênio aproximadamente
. - Portanto a massa molar de
é
(para cálculos de prova usar se preferir arredondar). - Massa atômica do nitrogênio aproximadamente
- A quantidade de mols vem de
- Fazendo a divisão:
Expliquei: isso significa que
de
corresponde a cerca de
mols.
Passo 4
Converter a temperatura para kelvin.
Sempre lembrar de usar
na equação dos gases ideais.
Passo 5
Aplicar a equação dos gases ideais para encontrar
. Reescrevendo para
:
Agora substituímos os valores (tome cuidado com unidades:
em mol,
em
,
em
,
em
e então
sai em
):
Passo 6
Fazer as contas passo a passo (sem pular etapas):
- Calcular
:
- Multiplicar por
:
- Dividir pela pressão:
Interpretação: isso dá aproximadamente
, que em mililitros é
.
Passo 7
Análise de algarismos significativos e resposta prática.
- Os dados fornecidos (massa
e pressão ) têm três algarismos significativos, portanto é razoável apresentar o resultado com três algarismos significativos:
- Em unidades mais intuitivas:
.