A velocidade rms das moléculas de
de hidrogênio gasoso (massa molar
) é
. ( 1,0 ponto) a. Qual é a energia cinética total de translação das moléculas do gás?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem 2,0 gramas de hidrogênio gasoso com uma massa molar de 2,0 g/mol. A velocidade RMS das moléculas é 1.900 m/s. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a energia cinética total de translação dessas moléculas. Vamos precisar usar conceitos de cinética molecular e algumas fórmulas básicas de física.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é energia cinética de translação. É a energia que uma molécula tem devido ao seu movimento. A fórmula básica para a energia cinética (
) de um objeto é:
Onde:
-
é a massa -
é a velocidade
Passo 3
Agora, precisamos adaptar essa fórmula para as moléculas de gás. Mas antes disso, vamos descobrir quantas moléculas temos em 2,0 gramas de hidrogênio.
Sabemos que a massa molar do hidrogênio (
) é 2,0 g/mol. Então, 2,0 g de
correspondem a 1 mol. E 1 mol contém aproximadamente
moléculas (número de Avogadro).
Passo 4
Cada molécula de
tem uma massa de:
Mas para manter as unidades no SI, vamos converter gramas para quilogramas:
Passo 5
Agora, aplicamos a fórmula da energia cinética para uma única molécula:
Passo 6
Agora, para encontrar a energia cinética total, multiplicamos a energia de uma molécula pelo número total de moléculas:
Resposta
A energia cinética total de translação das moléculas do gás é aproximadamente
J.
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. ( 0.5 ponto) a. Qual a direção de propagação da onda EM? Justifique sua resposta. (
vers)
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.
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