25.2a Que pressão tem o argônio gasoso quando a taxa de colisão dos átomos sobre uma superficie circular com diâmetro de
é de
, a 425 K ?
Passo 1
O enunciado pede a pressão de um gás de argônio a
, sabendo que a taxa de colisões dos átomos contra uma superfície circular de diâmetro
é
O conteúdo envolvido é a teoria cinética dos gases, em particular a relação entre taxa de colisões, densidade numérica
e velocidade média dos átomos
.
Passo 2
Segundo a teoria cinética, a taxa de colisões por unidade de tempo sobre uma área
é
onde o fluxo de colisões por área é
Aqui
é o número de átomos por volume e
é a velocidade média (módulo) dos átomos, com
constante de Boltzmann e
massa de um átomo de argônio.
Passo 3
Substituindo
em
e isolando
, obtemos
Passo 4
Agora calculamos numericamente cada parcela:
- Área da superfície, com diâmetro
:
- Massa de um átomo de argônio, usando massa molar
e :
- Velocidade média:
Passo 5
Substituindo em
com
,
Resposta
A pressão do argônio é aproximadamente