Qual dos fatores abaixo é diretamente responsável pela pressão exercida por um gás confinado?
Escolha uma opção:
a. Massa específica do gás.
b. Colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente.
c. Energia cinética média das moléculas.
d. Massa atômica do gás.
e. Temperatura do gás.
Considere um recipiente contendo um gás ideal submetido a um campo gravitacional. É correto afirmar que:
a. a pressão é maior no fundo do recipiente do que no topo.
b. no equilíbrio o gás fica uniformemente distribuído no recipiente.
c. no equilibrio o gás satisfaz a equação
, onde
é o volume de todo o recipiente, p é a pressão nas paredes, n o número de mols e
é a temperatura.
d. o gás jamais atinge o equilibrio.
e. o gás não sente os efeitos do campo gravitacional, apenas o recipiente que o contém.
a. Massa específica do gás.
b. Colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente.
c. Energia cinética média das moléculas.
d. Massa atômica do gás.
e. Temperatura do gás.
a. a pressão é maior no fundo do recipiente do que no topo.
b. no equilíbrio o gás fica uniformemente distribuído no recipiente.
c. no equilibrio o gás satisfaz a equação
d. o gás jamais atinge o equilibrio.
e. o gás não sente os efeitos do campo gravitacional, apenas o recipiente que o contém.
Passo 1
O enunciado tem duas perguntas que envolvem teoria cinético-molecular e equilíbrio hidrostático de um gás ideal em campo gravitacional. Primeiro, pede qual fator microscopicamente gera a pressão de um gás confinado. Depois, quer a afirmação correta sobre um gás ideal submetido a
: se a distribuição de pressão e densidade é uniforme ou não, se vale a forma global de
, etc. Para resolver usaremos o conceito de transferência de momento por colisões das moléculas nas paredes e a equação de equilíbrio hidrostático
juntamente com a relação local de estado
.
Passo 2
Na teoria cinético-molecular, pressão é definida como força por unidade de área exercida pelas moléculas sobre as paredes. Cada molécula ao colidir troca momento com a parede, gerando um impulso. A soma desses impulsos por segundo e por área é precisamente a pressão. Portanto, o fator diretamente responsável pela pressão é
b. Colisões das moléculas do gás com as paredes do recipiente.
Passo 3
Em presença de gravidade, o gás em equilíbrio satisfaz a equação de equilíbrio hidrostático
onde
é a densidade local. Como
varia com
, a pressão não é uniforme: ao integrar de baixo (fundo) para cima (topo) obtemos um
maior no fundo. Logo, a afirmação correta é
a. a pressão é maior no fundo do recipiente do que no topo.
Resposta
1ª questão: b
2ª questão: a
2ª questão: a