Se houver
de gás
em um cilindro de 10 L a
, qual será a pressão do gás no interior do mesmo?
Passo 1
O enunciado pede para calcular a pressão do gás dentro do cilindro. Informações dadas:
O que queremos encontrar é a pressão interna do gás, isto é,
.
Passo 2
Conceito e fórmula principal que vamos usar: a lei dos gases ideais. Ela relaciona pressão, volume, quantidade de matéria e temperatura por
Explicando cada símbolo:
-
é a pressão do gás (unidade que vamos buscar, por ex. ou ); -
é o volume ocupado pelo gás (aqui ); -
é o número de mols do gás (temos que calcular a partir da massa); -
é a constante universal dos gases; usarei a forma adequada a litros e atm: ; -
é a temperatura absoluta em kelvin.
A ideia prática: calcular
a partir da massa, converter
para kelvin, isolar
em
e substituir os valores.
Passo 3
Converter massa em número de mols. Fórmula:
onde
é a massa em gramas e
é a massa molar do gás. Para o
,
(usando as massas atômicas padrão: C
, O
→
). Agora calculamos:
Faço a divisão:
Interpretação: com
de
temos aproximadamente
mol.
Passo 4
Converter temperatura para kelvin. Fórmula:
Aplicando:
Passo 5
Isolar
na lei dos gases ideais:
Agora vamos substituir os valores com unidades coerentes (uso
em
e
em
, então
sai em
):
Passo 6
Calcular numericamente passo a passo.
Primeiro multiplico por
:
Primeiro multiplico
Multiplico pelo
:
Divido pelo volume
:
Passo 7
Converter para outra unidade útil (kPa), sabendo que
:
Análise de algarismos significativos: a massa foi dada como
(duas casas significativas), então faz sentido apresentar a pressão com duas algarismos significativos. Arredondando: