Uma molécula de hidrogênio escapa de um forno a
, através de um pequeno furo.
Qual é a velocidade que a molécula de hidrogênio passa pelo furo?
Resp:
Resp:
Passo 1
O enunciado diz que uma molécula de hidrogênio (
) escapa de um forno a
por um pequeno furo. Precisamos estimar a velocidade típica dessa molécula ao passar pelo furo. O conteúdo envolvido é a teoria cinética dos gases e, em particular, a velocidade quadrática média (root-mean-square) da distribuição de Maxwell–Boltzmann.
Passo 2
Na teoria cinética dos gases, a energia cinética média de uma molécula em três dimensões satisfaz
onde
é a massa da molécula e
é a constante de Boltzmann. Desse modo, definimos a velocidade quadrática média como
Passo 3
A massa de uma molécula de
é o dobro da massa atômica do hidrogênio. Tomando
temos
Passo 4
Substituindo
,
e
em
obtemos
Passo 5
Calculando o radicando:
que, com arredondamento, dá cerca de
.