Uma amostra de oxigênio com um volume de
a
e 101 kPa se expande até um volume de
. Determine (a) o número de mols de oxigênio presentes na amostra e (b) a temperatura final da amostra.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de gases que envolve entender como pressão, volume e temperatura se relacionam. Vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais, que diz que
, onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases, -
é a temperatura em Kelvin.
Vamos resolver as partes (a) e (b) desse problema usando essa equação.
Passo 2
Parte (a): Determinar o número de mols de oxigênio na amostra.
Primeiro, vamos organizar os dados que temos:
- Volume inicial,
- Pressão inicial,
(convertido para Pascal) - Temperatura inicial,
(convertido para Kelvin) - Constante dos gases,
Agora, vamos rearranjar a equação dos gases ideais para encontrar
:
Substituindo os valores:
Calculando:
Passo 3
Parte (b): Determinar a temperatura final da amostra.
Como a quantidade de mols
e a pressão
permanecem constantes durante a expansão (pressão constante foi assumida), podemos usar a relação derivada da Lei dos Gases Ideais:
Queremos encontrar
, então rearranjamos:
Substituindo os valores:
Convertendo de volta para Celsius:
Resposta
(a) O número de mols de oxigênio na amostra é aproximadamente 19,38 mols.
(b) A temperatura final da amostra é aproximadamente 165,26 °C.