Uma câmara contém o gás monoatômico hélio a uma pressão de 1 atm e a uma temperatura de 273 K . Qual é o número de átomos de hélio por unidade de volume na câmara?
Passo 1
Vamos lá! Temos uma câmara com gás monoatômico de hélio submetido a uma pressão de 1 atm e temperatura de 273 K. O conteúdo que vamos usar aqui é a Lei dos Gases Ideais. Precisamos saber quantos átomos de hélio existem por unidade de volume na câmara. Para resolver isso, vamos precisar aplicar a fórmula da Lei dos Gases Ideais e entender algumas constantes físicas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão §, volume (V), número de moléculas (N), constante de Boltzmann (k) e temperatura (T). A fórmula é:
Aqui:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de átomos, -
é a constante de Boltzmann ( ), -
é a temperatura.
Passo 3
Nosso objetivo é encontrar o número de átomos por unidade de volume, ou seja,
. Vamos rearranjar a equação para isolar
:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na equação:
-
(já que 1 atm é igual a 101325 pascals), -
, -
.
Então:
Passo 5
Vamos calcular o valor:
Resposta
O número de átomos de hélio por unidade de volume na câmara é aproximadamente
.