Calcule a velocidade média, a velocidade média quadrática e a velocidade mais provável para as seguintes moléculas na temperatura de
:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente vai calcular três tipos de velocidades para as moléculas de etano (
) a uma temperatura de
. O conteúdo que a gente vai usar aqui é da Teoria Cinética dos Gases, que nos ajuda a entender como as moléculas se movem. Para resolver isso, vamos precisar das fórmulas das velocidades média, média quadrática e mais provável, além de converter a temperatura para Kelvin e saber a massa molar do etano.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, porque as fórmulas da Teoria Cinética usam Kelvin. A fórmula para isso é:
Então,
Passo 3
Agora, precisamos saber a massa de uma molécula de
. Primeiro, vamos calcular a massa molar do etano:
- Carboidrato (
): 12,01 g/mol - Hidrogênio (
): 1,008 g/mol
Então,
Convertendo para kg:
Agora, a massa de uma molécula de etano (
) é a massa molar dividida pelo número de Avogadro (
):
Passo 4
Vamos calcular agora a velocidade mais provável (
). A fórmula é:
Onde:
-
é a constante de Boltzmann ( ) -
é a temperatura em Kelvin -
é a massa da molécula
Substituindo:
Passo 5
Agora, vamos para a velocidade média (
). A fórmula é:
Substituindo os valores:
Passo 6
Por fim, vamos calcular a velocidade média quadrática (
). A fórmula é:
Substituindo:
Resposta
- Velocidade média: aproximadamente
- Velocidade média quadrática: aproximadamente
- Velocidade mais provável: aproximadamente