Consideremos a força do vácuo provocada pelo gás de
e
em um balão de vidro de 1 L , sob uma pressão de 1,5 torr, com diâmetros de colisão é de 275 e 298 pm , respectivamente, na temperatura de
, calcule:
a) Velocidade média das moléculas;
b) A frequência de colisão do gás;
c) A perda de massa do gás
, quando um orifício com diâmetro
é realizado no balão, durante o intervalo de tempo de 5 minutos.
a) Velocidade média das moléculas;
b) A frequência de colisão do gás;
c) A perda de massa do gás
Passo 1
O enunciado diz que temos um balão de
contendo uma mistura de
e
à pressão de
e temperatura de
. Precisamos de três coisas de teoria cinética dos gases:
- A velocidade média das moléculas, dada por
onde
e
é a massa molar em
.
2. A frequência de colisão molécula–molécula, que num gás ideal de densidade e diâmetro de colisão
é
2. A frequência de colisão molécula–molécula, que num gás ideal de densidade
- A taxa de efusão em vácuo através de um orifício de área
, que é
e daí obtemos a massa perdida
.
Passo 2
Calcular primeiro a velocidade média de cada espécie. Convertendo as massas molares:
,
.
Então
Então
Passo 3
Agora a frequência de colisão. Primeiro a densidade numérica
O diâmetro de colisão dá
e
.
Logo
Logo
Passo 4
Para a efusão de
num intervalo
por um orifício de diâmetro
, sua área é
A taxa de saída de moléculas é
Em
escapa
moléculas. Como cada molécula de
tem massa
, a massa perdida é
Resposta
a)
,
b) ,
c)
b)
c)