Calcule a frequência de colisão ( ) e a densidade de frequência de colisão ( ) na amônia, sendo , a e 100 kPa.

Passo 1

Vamos resolver o exercício que pede para calcular a frequência de colisão ( ) e a densidade de frequência de colisão ( ) na amônia. Para isso, vamos utilizar conceitos da Teoria Cinética dos Gases, que nos ajuda a entender o comportamento das moléculas em gás. Precisaremos das seguintes informações:
  • Raio das moléculas ( )
  • Temperatura ( )
  • Pressão ( )

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a densidade de moléculas ( ). A densidade de moléculas nos diz quantas moléculas existem por unidade de volume. Usamos a fórmula:
Onde:
  • é a pressão
  • é a constante de Boltzmann ( )
  • é a temperatura em Kelvin
Primeiro, convertendo a temperatura de Celsius para Kelvin:
Agora, substituindo os valores:
é

Passo 3

Segundo, vamos calcular a velocidade média das moléculas ( ). A velocidade média pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
  • é a massa de uma molécula de amônia
Para encontrar , usamos a massa molar da amônia ( ), que é aproximadamente . Convertendo para massa de uma molécula:
éé
Agora, substituindo na fórmula da velocidade média:

Passo 4

Terceiro, vamos calcular a frequência de colisão ( ) usando a fórmula:
Onde:
  • é o diâmetro das moléculas ( )
Substituindo os valores:
é
Calculando:
é
Quarto, a densidade de frequência de colisão ( ) é dada por:
Substituindo os valores:
éõ

Resposta

A frequência de colisão ( ) na amônia é aproximadamente e a densidade de frequência de colisão ( ) é aproximadamente õ.

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