Segundo a teoria cinética, um gás é constituído por moléculas que se movimentam desordenadamente no espaço do reservatório onde o gás está armazenado. As colisões das moléculas entre si e com as paredes do reservatório são perfeitamente elásticas. Entre duas colisões sucessivas, as moléculas descrevem um MRU. A energia cinética de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura do gás. Com base nessas informações, considere as seguintes afirmativas:
- As moléculas se deslocam todas em trajetórias paralelas entre si.
- Ao colidir com as paredes do reservatório, a energia cinética das moléculas é conservada.
- A velocidade de deslocamento das moléculas aumenta se a temperatura do gás for aumentada. Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre a teoria cinética dos gases. A questão nos apresenta três afirmações sobre o comportamento das moléculas de um gás e pede para identificar quais delas são verdadeiras. Para isso, precisaremos entender conceitos como movimento das moléculas, colisões elásticas e a relação entre energia cinética e temperatura.
Passo 2
Primeira afirmação: “As moléculas se deslocam todas em trajetórias paralelas entre si.”
Na teoria cinética, as moléculas de um gás se movem de maneira aleatória e desordenada. Isso significa que elas não seguem trajetórias paralelas umas às outras, mas sim em direções diversas e constantes até colidirem com outra molécula ou com as paredes do recipiente. Portanto, a afirmação 1 não é verdadeira.
Passo 3
Segunda afirmação: “Ao colidir com as paredes do reservatório, a energia cinética das moléculas é conservada.”
A teoria cinética assume que as colisões entre as moléculas e com as paredes do recipiente são perfeitamente elásticas. Em colisões elásticas, a energia cinética total antes e depois da colisão permanece a mesma. Assim, a afirmativa 2 é verdadeira.
Passo 4
Terceira afirmação: “A velocidade de deslocamento das moléculas aumenta se a temperatura do gás for aumentada.”
A energia cinética de translação das moléculas está diretamente proporcional à temperatura do gás, conforme a relação $ E_c \propto T $. Quando a temperatura aumenta, a energia cinética média das moléculas também aumenta, o que significa que a velocidade delas aumenta. Portanto, a afirmação 3 é verdadeira.
Resposta
A alternativa correta é e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.