Dê explicações teóricas, com base na Teoria Cinética dos Gases, para as seguintes observações experimentais:
a) o aquecimento aumenta a pressão de um gás encerrado a um volume constante;
b) um gás se expande rapidamente para ocupar todo o volume do recipiente;
c) o pneu do carro fica mais cheio quando sua temperatura é maior;
d) a duplicação do número de gramas de nitrogênio em um recipiente, a temperatura cte., acarreta na duplicação de sua pressão;

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para explicar, usando a Teoria Cinética dos Gases, algumas observações experimentais sobre o comportamento dos gases. Pra isso, vamos precisar entender como a teoria descreve as partículas de gás, suas velocidades, colisões e como tudo isso afeta a pressão, volume e temperatura do gás.

Passo 2

a) O aquecimento aumenta a pressão de um gás encerrado a um volume constante
Quando a gente aquece um gás, a temperatura aumenta, o que significa que as partículas do gás estão com mais energia e se movem mais rápido. De acordo com a Teoria Cinética dos Gases, a pressão é causada pelas colisões das partículas com as paredes do recipiente. Se as partículas estão se movendo mais rápido, elas colidem com mais força e frequência. Como o volume está constante, essas colisões mais intensas elevam a pressão do gás.

Passo 3

b) Um gás se expande rapidamente para ocupar todo o volume do recipiente
Quando um gás é liberado em um recipiente, as partículas estão se movendo em todas as direções com diferentes velocidades. A Teoria Cinética nos diz que, sem restrições, as partículas espalham-se uniformemente para ocupar todo o espaço disponível. Isso acontece porque as partículas estão constantemente se movendo e se espalhando até que a distribuição de gás seja uniforme no recipiente.

Passo 4

c) O pneu do carro fica mais cheio quando sua temperatura é maior
No pneu do carro, o ar é mantido a uma certa pressão. Se a temperatura aumenta (por exemplo, durante um dia quente ou devido ao atrito enquanto você dirige), as partículas de ar dentro do pneu começam a se mover mais rápido. De acordo com a Teoria Cinética, isso faz com que as partículas colidam mais frequentemente e com mais força contra as paredes do pneu, aumentando a pressão interna. Apesar de o volume do pneu ser quase constante, o aumento da pressão faz com que o pneu pareça mais cheio.

Passo 5

d) A duplicação do número de gramas de nitrogênio em um recipiente, a temperatura constante, acarreta na duplicação de sua pressão
Aqui, estamos duplicando a quantidade de nitrogênio (N₂) no mesmo volume e na mesma temperatura. Segundo a Teoria Cinética dos Gases, a pressão de um gás é diretamente proporcional ao número de partículas (ou à quantidade de massa) presente no recipiente, quando o volume e a temperatura são constantes. Então, ao duplicar a quantidade de nitrogênio, estamos aumentando o número de colisões das partículas com as paredes do recipiente, o que duplica a pressão.

Resposta

Usando a Teoria Cinética dos Gases, explicamos que o aquecimento aumenta a pressão em volume constante devido ao aumento da energia das partículas, a expansão rápida do gás ocorre por movimento uniforme das partículas, o aumento da temperatura no pneu eleva a pressão interna pela maior movimentação das moléculas, e duplicar a quantidade de nitrogênio em temperatura constante resulta em pressão duplicada devido ao aumento nas colisões das partículas.

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