25.1b Calcule a freqüência das colisões moleculares, por centímetro quadrado, na superficie de um vaso contendo (a) nitrogênio, (b) metano, a
quando a pressão é de (i)
, (ii)
.
Passo 1
O enunciado pede a frequência de colisões moleculares por centímetro quadrado e por segundo na parede de um vaso que contém (a) nitrogênio e (b) metano, à
K, para duas pressões: (i)
Pa e (ii)
Torr.
O conteúdo necessário é a teoria cinética dos gases:
– o número de moléculas por volume
O conteúdo necessário é a teoria cinética dos gases:
– o número de moléculas por volume
onde
J/K;
– a velocidade média das moléculas
– a velocidade média das moléculas
onde
J/(mol K) e
é a massa molar;
– a frequência de colisões por área (fluxo)
– a frequência de colisões por área (fluxo)
Passo 2
Calcular
para cada gás à
K usando
Para o nitrogênio
,
:
Para o metano
,
:
Passo 3
Calcular o número de moléculas por metro cúbico em cada pressão:
(i) Pa
(i)
(ii)
Torr
Passo 4
Para cada caso, aplicar
e converter de
para
dividindo por
.
(a) Nitrogênio
– Pa:
–
–
Torr:
(b) Metano
– Pa:
–
–
Torr:
Resposta
(a)(i)
(a)(ii)
(b)(i)
(b)(ii)
(a)(ii)
(b)(i)
(b)(ii)