Enunciado

Um balão com diâmetro de 6   m esta cheio de gás hélio a 20 ℃ e 200   k P a . Determine o número de moles e a massa do hélio no balão.

Passo 1

O exercício ta pedindo pra a gente achar o número de moles ( n ) de gás hélio em uma temperatura T = 20 ℃ e pressão P = 200   k P . Para isso vamos recorrer a equação dos gases ideais:

P V = n R u T

Onde R u   é   a   c o n s t a n t e   d o s   g a s e s   i d e a i s , igual a R u = 8,314 k J k m o l × K , agora isolando o n :

n = P V R u T

Mas a questão não da pra a gente o volume, ela fala apenas o diâmetro D = 6   m , então supor que o balão seja perfeitamente esférico e vamos usar a seguinte fórmula:

V = 4 3 π r 3

Como D = 6   m então o raio r = 3   m . Substituindo a equação de volume na equação dos gases ideais, temos:

n = P 4 3 π r 3 R u T

E depois para achar a massa do gás hélio, vamos usar a seguinte relação:

m = n × M

Onde m   é a massa de hélio e M é a massa molar do hélio, que é igual a M = 4   k g / k m o l .

Agora que temos todas as informaçãoes, bora colocar a mão na massa!

Passo 2

Primeiro vamos calcular o número de moles:

n = P 4 3 π r 3 R u T

Substituindo os valores:

n = 200 × 4 3 π 3 3 8,314 × 293

n = 9,286   k m o l

Passo 3

Agora vamos achar a massa de hélio:

m = n × M

Substituindo:

m = 9,286 × 4

m = 37,1   k g

Resposta

O número é moles é igual a n = 9,286   k m o l e a massa de hélio é m = 37,1   k g .

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