4,0 gramas de etano estão contidas num bulbo de
de capacidade. O bulbo é tão fraco que se romperá se a pressão exceder a
. A que temperatura a pressão do gás atingirá o valor da ruptura? Dado:
; massas atômicas:
e
. Resposta: 46 K
Passo 1
Então, o problema nos conta que temos 4,0 gramas de etano dentro de um bulbo que tem 1,0 litro de capacidade. Esse bulbo é bem fraco e vai estourar se a pressão do gás dentro dele passar de 0,50 atm. A gente precisa descobrir qual a temperatura que faz essa pressão chegar a 0,50 atm. Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, quantidade de gás e temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (número de mols) de etano que temos. Sabemos que a massa molar do etano (C₂H₆) é 30 g/mol (porque cada carbono tem 12 g/mol e cada hidrogênio tem 1 g/mol: 2×12 + 6×1 = 30 g/mol). Então, dividimos a massa do etano pela massa molar:
Passo 3
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é a quantidade de matéria, -
é a constante dos gases ideais (0,0821 L·atm/mol·K), -
é a temperatura em Kelvin.
Queremos encontrar a temperatura
que faz com que a pressão
seja 0,50 atm. Vamos rearranjar a fórmula para resolver
:
Passo 4
Substituindo os valores que temos na fórmula:
Então:
Passo 5
Fazendo as contas:
Arredondando, temos aproximadamente 46 K.
Resposta
A temperatura que a pressão do gás atinge o valor da ruptura é de 46 K.
Exercícios relacionados
Cinco mols de metano ocupam
a
e a 100 atm . Calcule a pressão mediante: b) a equação de Van der Waals. Comente os resultados. Dados:
; Temperatura
Calcule o ponto de congelamento (
) da água num copo de
contendo
de sacarose
dissolvidos. Dado
. Considere
;
Resposta:
Que massa, em gramas, de
deve ser utilizada para se obter, por decomposição,
de
, medido a
e
? Considere: massa molar de
. Utilize
.
Resposta:
de
Calcule o ponto de congelamento (
) da água num copo de
contendo 10 g de glicose
dissolvidos. Dado
. Considere
;
Resposta:
Resposta: