Uma amostra de N2 é mantida no estado líquido a 60 K. Ao ...

Tema Central da Questão:

Esta questão envolve conceitos fundamentais de Termodinâmica e Equilíbrio de Fases, focando no comportamento de gases ideais e suas propriedades sob condições normais de temperatura e pressão (CNTP). O problema pede que você calcule a massa de uma amostra de nitrogênio (N₂) inicialmente no estado líquido a 60 K, que se transforma no estado gasoso ocupando um certo volume. Para resolver a questão, é essencial entender os conceitos de volume molar e o uso da equação dos gases ideais.

Resolução e Justificativa da Alternativa Correta (A - 140):

A questão nos dá o volume de N₂ no estado gasoso: 0,112 m³. Sabemos que nas CNTP, o volume molar de um gás ideal é 2,24 x 10^-2 m³ mol^-1. Isso significa que um mol de qualquer gás ideal ocupa esse volume sob CNTP.

Para encontrar a quantidade de mols de N₂ na amostra, usamos a relação:

n = V / V_molar

Substituindo os valores:

n = 0,112 m³ / 2,24 x 10^-2 m³ mol^-1 = 5 mols

Agora, usando a massa molar do N₂ que é 28 g/mol, calculamos a massa da amostra:

massa = n x massa molar = 5 mol x 28 g/mol = 140 g

Portanto, a alternativa correta é A - 140 gramas.

Análise das Alternativas Incorretas:

B - 200: Esta alternativa assume um cálculo incorreto do número de mols ou da massa molar, resultando em um valor superestimado.

C - 280: Esse valor é exatamente o dobro do correto, possivelmente derivado de um erro ao multiplicar a quantidade de mols.

D - 400: Este resultado poderia surgir de um erro significativo no cálculo do número de mols, como considerar erroneamente um maior volume molar.

E - 560: Esta é uma superestimação ainda maior, provavelmente resultando de uma dupla multiplicação incorreta ou erro de transcrição dos valores numéricos.

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2,24E-2 m3 --- 1 mol ; em 0,112 m3 ----X X=0,112/2,24E-2 ----- X = 5 mols

1 mol ----28g ----em 5: 5x28 = 140g

A