Um freezer hermético mantém 2,50 moles de ar a 25,0^circ C e 1,0 atm. O ar é, então, refrigerado a -18,0^circ C. (b) qual seria a variação se a pressão fosse mantida a 1 atm durante a refrigeração?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um freezer hermético que guarda 2,50 moles de ar a uma temperatura de 25,0^circ C e pressão de 1,0 atm. O ar é depois resfriado para -18,0^circ C. Na parte (b), queremos saber qual a variação no volume se a pressão for mantida constante em 1 atm durante esse resfriamento. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, número de moles e temperatura.

Passo 2

A Lei dos Gases Ideais é dada por:
PV = nRT
onde:
  • $ P $ é a pressão,
  • $ V $ é o volume,
  • $ n $ é o número de moles,
  • $ R $ é a constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K),
  • $ T $ é a temperatura em Kelvin.
Como queremos manter a pressão constante, podemos relacionar os volumes inicial e final com as temperaturas correspondentes.

Passo 3

Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
T1 = 25,0^circ C + 273,15 = 298,15 K T2 = -18,0^circ C + 273,15 = 255,15 K

Passo 4

Usando a relação $ \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} $, podemos resolver para $ V_2 $:
V1T1 = V2T2

Passo 5

Primeiro, calculamos o volume inicial $ V_1 $ usando a Lei dos Gases Ideais:
V1

Passo 6

Agora, calculamos o volume final $ V_2 $:
V2

Passo 7

A variação no volume $ \Delta V $ é a diferença entre o volume final e o inicial:
De

Resposta

A variação no volume é de aproximadamente -8,93L, indicando uma diminuição.

Exercícios relacionados