Descreva duas possiveis formas efetivas de aumentar o número de colisőes moleculares por unidade de tempo em um gás ideal. Justifique suas escolhas com base na Teoria Cinética dos Gases.

Passo 1

Então, vamos entender o que a questão está pedindo. Queremos encontrar duas maneiras eficazes de aumentar o número de colisões moleculares por unidade de tempo em um gás ideal. Para isso, vamos usar a Teoria Cinética dos Gases, que nos ajuda a entender o comportamento das moléculas no gás, como elas se movem e colidem.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como calcular o número de colisões por unidade de tempo. A Teoria Cinética nos diz que o número de colisões depende de alguns fatores, como a densidade das moléculas, a velocidade média delas e a área de colisão. A fórmula que representa isso é:
Onde:
  • é o número de colisões por unidade de tempo.
  • é a densidade das moléculas.
  • é a seção de choque (área efetiva para colisão).
  • é a constante de Boltzmann.
  • é a temperatura.
  • é a massa das moléculas.

Passo 3

Primeira maneira: Aumentar a densidade das moléculas ( ).
Quando aumentamos a densidade das moléculas, ou seja, temos mais moléculas ocupando o mesmo volume, a probabilidade de colisão aumenta porque as moléculas estão mais próximas umas das outras. Isso significa que o valor de na fórmula aumenta, o que, por sua vez, aumenta , o número de colisões por unidade de tempo.

Passo 4

Segunda maneira: Aumentar a velocidade média das moléculas.
A velocidade média das moléculas depende da temperatura . Quando aumentamos a temperatura, as moléculas se movem mais rápido. Na fórmula, isso está dentro da raiz quadrada: . Se a temperatura aumenta, esse termo também aumenta, o que faz com que aumente, ou seja, mais colisões por unidade de tempo.

Resposta

Duas formas eficazes de aumentar o número de colisões moleculares por unidade de tempo em um gás ideal são:
  1. Aumentar a densidade das moléculas ( ), tornando as moléculas mais próximas e aumentando a probabilidade de colisões.
  2. Aumentar a velocidade média das moléculas através do aumento da temperatura ( ), fazendo com que as moléculas se movam mais rápido e colidam com mais frequência.

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a) .
b) .
c) .
d)
e.