- (FIA-SP) Uma amostra de nitrogênio gasoso ocupa um volume de 20 mL a
e à pressão de 800 mm Hg . Que volume ocuparia a amostra a
e 800 mm de Hg ?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado pergunta qual volume ocuparia uma amostra de gás nitrogenio a nova temperatura mantendo a mesma pressão. Dados fornecidos:
(volume inicial),
(temperatura inicial),
(pressão inicial),
(temperatura final),
(pressão final, igual à inicial).
Pergunta: determinar (volume final) nas condições
e
.
Pergunta: determinar
Passo 2
Conceito que vamos usar (explicação didática): quando a pressão é mantida constante, o volume de um gás varia proporcionalmente à sua temperatura absoluta. Isso é uma relação linear chamada lei de Charles. A fórmula que expressa isso é
onde:
-
é o volume inicial, -
é a temperatura inicial em kelvin, -
é o volume final, -
é a temperatura final em kelvin.
Importante: devemos usar a escala absoluta (kelvin) porque a proporcionalidade é com a temperatura medida a partir do zero absoluto. Para converter Celsius para kelvin somamos(aproximação comum).
Passo 3
Converter as temperaturas de Celsius para kelvin:
Passo 4
Isolar
na relação de Charles:
Agora substituímos os valores conhecidos:
Passo 5
Fazer a conta passo a passo:
Interpretação rápida: ao diminuir a temperatura de
para
(mesma pressão), o volume diminui, então um resultado menor que
faz sentido.
Passo 6
Conferir alternativas: a alternativa que corresponde a
é a letra (c). Força aí: deu certo — é um cálculo direto aplicando a relação entre volume e temperatura absoluta.
Resposta
c)