Enunciado

Ver Outros Exercícios
desse livro

O oxigênio ( O 2 ) é confinado a um recipiente em forma de cubo de 15   c m em uma borda a uma temperatura de 300   K .

Passo 1

Meus lindos e minhas lindas, vamos imaginar essa obra de arte, digo, problema! Podemos usar K = 3 2 k T e Δ U = m g h = M g h N A para expressar a razão da energia cinética média de uma molécula do gás para a mudança em sua energia potencial gravitacional se ela cair do topo do recipiente para o fundo.

Passo 2

Expressemos a energia cinética média de uma molécula do gás em função da sua temperatura:

K a v = 5 2 k T

Sendo h representando a altura do recipiente, vamos expressar a mudança na energia potencial de uma molécula à medida que ela cai do topo do recipiente para o fundo:

Δ U = m g h = M O 2 g h N A

E já que a questão quer a razão entre as duas, temos que:

K a v Δ U = 5 2 k T M O 2 g h N A = 5 N A k T 2 M O 2 g h

Passo 3

Daí a gente já sabe né gente? SUBSTITUIR OS VALORES NUMERICOOOOOS!

K a v Δ U = 5 N A k T 2 M O 2 g h

K a v Δ U = 5 ( 6.022 × 10 23 ) ( 1.381 × 10 - 23 ) ( 300 ) 2 ( 32 × 10 - 3 ) ( 9.81 ) ( 0.15 ) = 1 . 32 × 10 5

Resposta

K a v Δ U = 1.32 × 10 5

Exercícios de Livros Relacionados

A água a céu aberto a 32   ° C evapora por causa do escape de algumas moléculas da superfície. O calor de vaporização ( 539   c a l / g ) é aproximadamente igual a ε n , onde ε é a...
Com que frequência as moléculas de oxigênio ( O 2 ) colidem à temperatura de 400   K e a uma pressão de 2,00   a t m ? Suponha que as moléculas têm 290   p m de diâmetro e que o ox...
Calcule a integral da Equação (18.30), ∫ 0 x v f v   d v e compare o resultado com v 2 m é d é como dada pela Equação (18.35). (Sugestão: faça a mudança de variável v 2 = x   e use...
O oxigênio tem uma massa molar de 32 g/mol e o nitrogênio tem uma massa molar de 28 g/mol. As moléculas de oxigênio e nitrogênio em uma sala têm(a) energias cinéticas translacionai...
Do diagrama de fase na Figura 20-15 podemos tirar a informação de como variam com a altitude, os pontos de ebulição e fusão da água. Explique como esta informação pode ser obtida. ...
Calcule o volume de 1 mol de um gás ideal a uma temperatura de 100ºC e à pressão de 1,00 atm. Calcule a temperatura na qual 1 mol de vapor à pressão de 1,00 atm tem o volume calcul...
Quais os gases da Tabela 20-3 que não podem ser condensados aplicando-se pressão a 20ºC? Explique sua resposta.
Esboce um diagrama de fase para o dióxido de carbono, usando informações da Seção 20-3.
Qual é a energia cinética de translação média das moléculas de nitrogênio a 1600   K ?
Você enche o balão esférico até que ele tenha um diâmetro de 50,0 cm, a pressão absolutadentro dele seja igual a 1,25 atm e a temperatura seja 22 ° C . Considere que todo o gás em ...
A superfície do Sol possui temperatura igual a 5800 K, sendo quase toda constituída por átomos de hidrogênio. a) Calcule a velocidade quadrática média de um átomo de hidrogênio a e...
A temperatura de 2,00   m o l de um gás ideal monoatômico sofre um aumento de 15,0   K em um processo adiabático. Qual é (a) o trabalho W realizado pelo gás, (b) o calor Q transfer...