Diga se as afirmações estão corretas ou falsas e comente suas respostas.
temperatura de um gás está associada ao grau de colisão entre as partículas.

Passo 1

O enunciado pede: decidir se a afirmação “temperatura de um gás está associada ao grau de colisão entre as partículas” é correta ou falsa, e comentar a resposta. Informação dada: a frase relaciona temperatura com o “grau de colisão” entre partículas de um gás. Nada mais é fornecido.

Passo 2

Primeiro vamos lembrar da definição física útil e direta de temperatura nos gases: para um gás ideal monoatômico em equilíbrio térmico, a temperatura está relacionada à energia cinética média das partículas. A fórmula clássica é
\frac{1}{2}m\overline{v^2}=\frac{3}{2}k_{B}T,
onde:
  • m é a massa de uma partícula do gás;
  • \overline{v^2} é o valor médio do quadrado da velocidade (média sobre todas as partículas);
  • k_{B} é a constante de Boltzmann;
  • T é a temperatura absoluta (em kelvin).
Explicando com calma: essa igualdade diz que a temperatura T mede diretamente a energia cinética média translacional por partícula. Se a energia cinética média sobe, T sobe; se ela desce, T desce.

Passo 3

Agora vamos entender o que é “grau de colisão”. Normalmente isso se refere à frequência de colisões por unidade de tempo que uma partícula sofre, que depende de fatores como densidade do gás e seção de choque. Uma estimativa simples da frequência de colisões \nu é
\nu \sim n\,\sigma\,\bar v,
onde:
  • n é a densidade numérica de partículas (número por volume);
  • \sigma é a seção de choque efetiva das partículas (área típica para colisão);
  • \bar v é a velocidade média das partículas.
Note que \bar v está relacionada à temperatura (mais temperatura → maiores velocidades médias), mas \nu também depende fortemente de n e \sigma.

Passo 4

Comparando as duas ideias: temperatura ↔ energia cinética média (passo 2) versus “grau de colisão” ↔ frequência de colisões (passo 3). Elas não são a mesma grandeza. A frequência de colisões pode mudar independentemente da energia cinética média se mudarmos a densidade do gás n ou a seção de choque \sigma, mantendo a mesma energia média por partícula.
Exemplo concreto e intuitivo:
  • Dois recipientes distintos contendo o mesmo gás à mesma temperatura T. Um recipiente está em baixa pressão (gás rarefeito), outro em alta pressão (mais denso). As partículas têm, em média, a mesma energia cinética (mesma T), mas no recipiente mais denso cada partícula colide muito mais vezes por segundo (maior \nu). Logo, mesma temperatura, diferentes “graus de colisão”.
  • Inversamente, pode-se alterar a temperatura (aumentar T) sem alterar muito a densidade, o que aumenta \bar v e portanto pode aumentar \nu, mas o que realmente definiu o novo T foi a mudança na energia cinética média, não a mudança em \nu.

Passo 5

Também vale comentar o papel das colisões: colisões são importantes porque tendem a levar o gás ao equilíbrio térmico local — elas redistribuem energia entre partículas e garantem que exista uma velocidade média bem definida. Ou seja, as colisões ajudam a estabelecer e manter a distribuição de velocidades (por exemplo, a distribuição de Maxwell–Boltzmann). Mas isso é diferente de dizer que a temperatura “é” o grau de colisão. Colisões são o mecanismo de relaxação/equilíbrio; temperatura é uma medida de energia média por partícula.

Passo 6

Resumo didático e resposta: a afirmação, interpretada literalmente como “temperatura de um gás está associada ao grau de colisão entre as partículas” é incorreta (falsa). A temperatura está associada à energia cinética média das partículas, enquanto o “grau de colisão” (frequência de colisões) depende de densidade, seção de choque e velocidade média. As colisões são importantes para alcançar equilíbrio térmico, mas não são a definição de temperatura.
Força aí — essa distinção costuma confundir muita gente no início, mas a ideia-chave é: temperatura = energia cinética média; frequência de colisões = quantas vezes as partículas se esbarram por segundo. Podem se relacionar, mas não são a mesma coisa.

Resposta

Falsa.

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