No nível do mar, o comportamento do ar pode ser considerado ideal (
e
). Conforme aumenta-se a altitude, o ar vai se tornando mais rarefeito (ou seja, possui menor quantidade de oxigênio). Calcule a concentração molar de
para uma altitude de 5 km , considerando atmosfera isotérmica ideal.
Passo 1
Beleza, o problema pede pra gente achar a concentração molar de O₂ lá em cima, a 5 km de altitude, supondo que o ar continua sendo um gás ideal e a temperatura não muda (atmosfera isotérmica).
Conteúdo envolvido:
Conteúdo envolvido:
- Lei dos Gases Ideais (PV = nRT)
- Equação barométrica para atmosfera isotérmica:
O que precisamos:
- Pressão ao nível do mar
- Massa molar do ar médio
- Aceleração da gravidade
- Altitude
- Constante dos gases
- Temperatura
- Fração molar de O₂ no ar (
)
Passo 2
Primeiro a gente calcula a pressão a 5 km usando a equação barométrica:
Substituindo:
Calculemos o expoente:
Passo 3
Agora usamos a Lei dos Gases Ideais para achar a concentração total de mols por volume (
) no ponto a 5 km. Primeiro convertemos a pressão pra Pascal:
A lei dos gases dá
Como só 21% disso é O₂:
Resposta
A concentração molar de O₂ a 5 km de altitude é cerca de