Que átomos, em média, se movem mais lentamente em uma mistura, os do U-238 ou os do U-235? Como isso afeta a difusão, através de uma membrana porosa, de gases formados por esses isótopos?

Passo 1

Primeiro, em uma mistura, vamos ter os átomos misturados dos dois isótopos, lembrando que isótopos são quando dois elementos tem o mesmo número de prótons (são o mesmo elemento), mas tem o número de nêutrons diferentes e assim sua massa é diferente.

Outra informação importante é perceber que o número que está junto com o U é a massa atômica do elemento.

Nesse exercício, a primeira pergunta quer relacionemos essa diferença na massa desse elemento com a velocidade desses átomos e a segunda quer que relacionemos essa diferença na massa com a difusão, que é o transporte de um lugar pro outro por essa membrana porosa.

Passo 2

A primeira pergunta aposto que já tem experiência com isso. Se puxar na memória pode lembrar que se empurrar um sofá e uma cadeira com a mesma força, temos que a cadeira vai ir mais rápido por ser mais leve, ou seja, por ter mais massa.

Assim, temos que se um corpo tem mais massa, ele vai mais devagar.

Essa é a mesma situação que temos aqui. O isótopo mais pesado vai ir mais devagar ou mais lentamente.

Assim, temos que o U-238 vai se mover mais lentamente em média.

Passo 3

A segunda pergunta já tem que pensar de uma outra forma.

Como temos uma membrana porosa, que é tipo uma peneira, mas bem pequena, de forma que só átomos com um determinado tamanho vai passar. Se relacionarmos com o caso que temos, se o átomo tem mais nêutrons, temos que o tamanho dele vai ser um pouco maior que o outro com o número de nêutrons menor.

Então, isso afetaria a difusão na forma que impediria certos átomos de passar pela membrana, enquanto outros passariam de boa.

No nosso caso, a membrana poderia impedir os átomos de U-238 e só deixar passar os átomos de U-235.

Resposta

Como vimos, o isótopo U-238 vai se mover mais lentamente, em média e a diferença na massa dos dois átomos poderia afetar a difusão no sentido de só deixar um dos átomos passar.

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