Sabe-se que, para o nitrogênio gasoso ( , as constantes de van der Waals são e . Calcule a pressão a que estará submetida uma amostra de de nitrogênio num recipiente de 0,192 litro a uma temperatura de : considerando comportamento de gás ideal
Passo 1
Vamos resolver um exercício de Física sobre gases ideais. O enunciado nos dá a quantidade de nitrogênio (N₂) em gramas, o volume do recipiente, e a temperatura. Nosso objetivo é calcular a pressão exercida por esse gás no recipiente usando a lei dos gases ideais. Para isso, vamos precisar usar a fórmula da lei dos gases ideais e converter as unidades quando necessário.
Passo 2
Primeiro, precisamos determinar a quantidade de mols de nitrogênio presente na amostra. Sabemos que a massa molar do N₂ é de 28,0 g/mol. A fórmula para encontrar os mols é:
onde:
é o número de mols,
é a massa,
é a massa molar.
Passo 3
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 4
Agora, vamos utilizar a lei dos gases ideais, que é dada por:
onde:
é a pressão,
é o volume,
é o número de mols,
é a constante dos gases (0,0821 atm·L/mol·K),
é a temperatura em Kelvin.
Passo 5
Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Passo 6
Agora, reorganizamos a equação da lei dos gases ideais para encontrar a pressão :
Passo 7
Substituindo todos os valores na equação:
Passo 8
Calculando o valor:
Resposta
A pressão exercida pela amostra de nitrogênio no recipiente é aproximadamente 125,0 atm.