Dois gramas de gás oxigênio está confinado num recipiente de 2 L, sob a pressão de 1,21 atm. Qual a temperatura do gás em graus celsius e kelvin?
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que está sendo pedido aqui. Temos 2 gramas de gás oxigênio (O₂) presos em um recipiente de 2 litros, com uma pressão de 1,21 atm. Precisamos descobrir a temperatura desse gás tanto em graus Celsius quanto em Kelvin. Para resolver isso, vamos utilizar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de gás.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que é expressa pela fórmula:
Onde:
- $ P $ é a pressão,
- $ V $ é o volume,
- $ n $ é a quantidade de substância (em mols),
- $ R $ é a constante dos gases ideais,
- $ T $ é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Vamos organizar as informações que temos:
- Pressão ($ P $) = 1,21 atm
- Volume ($ V $) = 2 L
- Massa do gás ($ m $) = 2 g
- Massa molar do O₂ = 32 g/mol (já que cada molécula de O₂ tem 16 g/mol e são 2 átomos de oxigênio)
Passo 4
Primeiro, precisamos calcular a quantidade de mols ($ n $) usando a fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa do gás,
- $ M $ é a massa molar.
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora, vamos reorganizar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a temperatura ($ T $):
Precisamos utilizar o valor de $ R $ apropriado para as unidades que estamos usando. Como a pressão está em atm e o volume em litros, usaremos:
Passo 6
Substituindo todos os valores na fórmula:
Passo 7
Agora, para converter a temperatura de Kelvin para Celsius, usamos a relação:
Substituindo:
Resposta
A temperatura do gás é aproximadamente 198,71°C ou 471,86 K.