Considere um refrigerador com dois compartimentos. A temperatura em um dos compartimentos é de aproximadamente 8°C e, no outro, a temperatura é próxima de -2 °C. Considerando que o ar é formado por partículas, explique a diferença na agitação dessas partículas ao comparar os dois compartimentos.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um refrigerador com dois compartimentos que estão a temperaturas diferentes: um está a aproximadamente 8°C e o outro a cerca de -2°C. O ar é composto por partículas, como moléculas de gás. Precisamos explicar por que as partículas nesses dois compartimentos têm níveis diferentes de agitação. Para resolver isso, vamos usar conceitos da teoria cinética dos gases, que nos ajuda a entender o comportamento das partículas em diferentes temperaturas.

Passo 2

Vamos começar lembrando que a temperatura está relacionada à energia cinética das partículas. A teoria cinética dos gases nos diz que a energia média das partículas em um gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta desse gás. A fórmula que relaciona essas grandezas é:
Energia Cinética Média = 32 kB T éé
onde $ k_B $ é a constante de Boltzmann e $ T $ é a temperatura absoluta em Kelvin.

Passo 3

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, já que a fórmula usa a escala Kelvin. A conversão é feita adicionando 273,15 à temperatura em Celsius.
Para o compartimento a 8°C:
T1 = 8 + 273,15 = 281,15 , K
Para o compartimento a -2°C:
T2 = -2 + 273,15 = 271,15 , K

Passo 4

Agora que temos as temperaturas em Kelvin, podemos comparar a energia cinética média das partículas nos dois compartimentos. Como $ T_1 > T_2 $, isso significa que:
T1 > T2 ééºééº
Isso quer dizer que as partículas no compartimento a 8°C têm, em média, mais energia cinética do que as partículas no compartimento a -2°C.

Passo 5

Com mais energia cinética, as partículas se movem mais rapidamente e colidem com mais força e frequência umas com as outras. Portanto, no compartimento mais quente (8°C), as partículas estão mais agitados, ou seja, têm maior movimentação.
No compartimento mais frio (-2°C), as partículas têm menos energia cinética e, consequentemente, estão menos agitadas, movendo-se mais devagar.

Resposta

As partículas no compartimento a 8°C estão mais agitadas e se movem mais rapidamente em comparação com as partículas no compartimento a -2°C, devido à maior energia cinética associada à temperatura mais alta.

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