Sobre o livre caminho médio e frequência de colisões em gases, responda:
Nas mesmas condições de temperatura e pressão, você esperaria que livre caminho médio para o benzeno fosse maior ou menor que o do metano? E a frequência de colisões? Justifique.

Passo 1

Vamos resumir o que a questão está pedindo: precisamos comparar o livre caminho médio e a frequência de colisões entre as moléculas de benzeno e metano, mantendo a mesma temperatura e pressão. Para resolver isso, vamos usar conceitos da Teoria Cinética dos Gases, que nos ajuda a entender como as moléculas se comportam em um gás.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é livre caminho médio. É a distância média que uma molécula percorre antes de colidir com outra. Já a frequência de colisões é quantas colisões uma molécula sofre em um determinado intervalo de tempo. Esses conceitos dependem de fatores como o tamanho das moléculas e a densidade do gás.

Passo 3

Agora, vamos comparar as moléculas de benzeno e metano. O metano (CH₄) tem uma molécula menor e mais simples, enquanto o benzeno (C₆H₆) tem uma molécula maior e mais complexa. Moléculas maiores ocupam mais espaço e têm uma área de superfície maior.

Passo 4

Como o benzeno tem moléculas maiores, a seção de choque (área efetiva para colisões) é maior. Isso significa que é mais provável que as moléculas de benzeno colidam umas com as outras em comparação com as moléculas menores de metano.

Passo 5

Devido à maior probabilidade de colisões, o livre caminho médio do benzeno será menor que o do metano, porque as moléculas de benzeno encontram outras moléculas com mais frequência. Além disso, a frequência de colisões do benzeno será maior do que a do metano, já que há mais colisões acontecendo em um mesmo período de tempo.

Resposta

Nas mesmas condições de temperatura e pressão, o livre caminho médio do benzeno é menor que o do metano, e a frequência de colisões do benzeno é maior que a do metano.

Exercícios relacionados

Calcule a velocidade relativa média entre moléculas de e a .
Calcule o livre caminho médio para as moléculas de metano, ) a nas pressões de:
bar.
Classifique as afirmações a seguir em verdadeiras ou falsas e corrija ou justifique as falsas. A menos que especificado o contrário, assuma que em todos os casos as condições de temperatura e pressão são fixas.
A massa reduzida entre duas moléculas é igual à própria massa se as duas moléculas forem idênticas.