Em um sistema gasoso, 2,0 mols de um gás considerado ideal o...

Para resolver essa questão, é essencial compreender o conceito de compressão isotérmica em um gás ideal, que envolve a relação entre pressão, volume e temperatura de acordo com a Lei dos Gases Ideais.

A equação da Lei dos Gases Ideais é dada por:
PV = nRT, onde:

• P é a pressão
• V é o volume
• n é o número de mols
• R é a constante universal dos gases ideais
• T é a temperatura em Kelvin

Nesta questão, o sistema sofre uma compressão isotérmica, o que significa que a temperatura (T) permanece constante. Assim, podemos aplicar a seguinte relação entre as variáveis de estado:

P₁V₁ = P₂V₂

Onde:

• P₁ e V₁ são a pressão e o volume iniciais, respectivamente
• P₂ e V₂ são a pressão e o volume finais, respectivamente

Vamos aos cálculos:

Dado que V₂ = V₁/4, e considerando que inicialmente temos:

• 2,0 mols de gás
• Volume inicial V₁ = 10 L
• Temperatura T = 310 K

Primeiro, calculamos a pressão inicial P₁ usando a Lei dos Gases Ideais:

P₁ = (nRT) / V₁

Substituindo os valores:

P₁ = (2,0 mol * 0,082 L.atm.mol^-1.K^-1 * 310 K) / 10 L = 5,084 atm

Com V₂ = 2,5 L (um quarto do volume inicial), podemos encontrar P₂ usando a relação isotérmica:

P₁V₁ = P₂V₂ => P₂ = P₁V₁ / V₂

Calculando:

P₂ = (5,084 atm * 10 L) / 2,5 L = 20,336 atm

Arredondando, temos que a pressão final é 20 atm. Portanto, a alternativa correta é D - 20.

Vamos agora analisar as alternativas incorretas:

• A - 2,5: Essa alternativa subestima a pressão final; a compressão aumenta a pressão, não a diminui.
• B - 5,0: Esta é aproximadamente a pressão inicial, mas não leva em conta o aumento devido à redução do volume.
• C - 10: A pressão dobrou, mas como o volume foi reduzido a um quarto, a pressão aumenta quatro vezes, não duas.
• E - 40: Esta alternativa duplica o valor correto, uma interpretação equivocada da relação entre volume e pressão.

Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!