Se um recipiente contém quantidades iguais, em massa, de hélio e de argônio, qual das seguintes afirmativas é verdadeira?
- A pressão parcial exercida por cada um dos dois gases sobre as paredes do recipiente é a mesma.
- A rapidez média de um átomo de hélio é a mesma que a de um átomo de argônio.
- O número de átomos de hélio e de átomos de argônio no recipiente é o mesmo.
- Nenhuma das anteriores.
Passo 1
- Vamos pensar na equação geral dos gases. Os gases ocupam o mesmo volume, porque estão no mesmo recipiente, e por isso estão à mesma temperatura. A massa dos gases é a mesma, mas podemos determinar o número de mols pela relação:
- A energia cinética média das moléculas é igual. Mas a energia cinética é:
- Como já determinamos na letra (a), o número de mols de hélio é maior que o número de mols de argônio. Falsa!
Como a massa molar do hélio é menor que do argônio, o número de mols dele é maior, e portanto tem mais moléculas que o argônio. Então, olhando pra equação de Clapeyron:
O volume e temperatura são iguais. Tem maior pressão então quem tiver maior número de mols. Já vimos que quem tem mais mols é o hélio, logo . Falsa!
Passo 2
Como a energia é constante, a maior velocidade será do que tem a menor massa, que sabemos que é o hélio. Então, o hélio tem a maior velocidade média. Falsa!
Passo 3
Passo 2
Como nenhuma das anteriores é verdadeira, a letra (d) é a correta!
Resposta
Letra (d): nenhuma das anteriores.