Um gás ideal, sob uma pressão de 6,0 atm, ocupa um volume de 9,0 litros a 27,0 ºC. Sabendo que ocorreu uma transformação isobárica, determine, respectivamente, os valores do volume, em litros, e da pressão, em atm, desse gás quando a temperatura atinge 360,0 K.
Um gás ideal, sob uma pressão de 6,0 atm, ocupa um
volume de 9,0 litros a 27,0 ºC. Sabendo que ocorreu uma
transformação isobárica, determine, respectivamente, os valores
do volume, em litros, e da pressão, em atm, desse gás quando a
temperatura atinge 360,0 K.
- A)6,0 e 6,0
- B)6,0 e 7,5
- C)10,8 e 6,0
- D)10,8 e 7,5
Resposta:
A alternativa correta é C)
Vamos resolver essa questão de física! Primeiramente, é importante lembrar que a equação de estado dos gases ideais é dada por PV = nRT, onde P é a pressão do gás, V é o volume do gás, n é a quantidade de substância do gás, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura em Kelvin.
No problema, sabemos que a transformação é isobárica, ou seja, a pressão permanece constante. Além disso, a temperatura inicial é de 27,0 ºC, que é igual a 300,0 K. Podemos rearranjar a equação de estado dos gases ideais para encontrar o volume inicial do gás:
V1 = nRT1 / P1
Substituindo os valores dados, temos:
V1 = nR(300,0 K) / 6,0 atm = 9,0 litros
Agora, sabemos que a temperatura final é de 360,0 K. Para encontrar o volume final do gás, podemos novamente rearranjar a equação de estado dos gases ideais:
V2 = nRT2 / P2
Como a transformação é isobárica, a pressão P2 é igual a P1, que é de 6,0 atm. Além disso, como a quantidade de substância do gás não muda, o valor de n é o mesmo. Substituindo os valores, temos:
V2 = nR(360,0 K) / 6,0 atm
Para encontrar o valor de V2, precisamos encontrar o valor de n. Podemos fazer isso dividindo a equação de estado dos gases ideais pela temperatura:
nR / P1 = V1 / T1
Substituindo os valores, temos:
nR / 6,0 atm = 9,0 litros / 300,0 K
nR = 54,0 litros·K / atm
Agora, podemos encontrar o valor de V2:
V2 = 54,0 litros·K / atm · 360,0 K / 6,0 atm = 10,8 litros
Portanto, o volume final do gás é de 10,8 litros e a pressão permanece em 6,0 atm.
A resposta certa é a opção C) 10,8 e 6,0.
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