1º Nitrogênio (N2 ) tem sido oferecido em alguns postos de gasolina como uma alternativa para encher pneus, no lugar de ar (o oxigênio do ar, a altas pressões, diminui a vida útil dos pneus). Encheu-se um pneu, na temperatura ambiente (25°C) com nitrogênio, de modo que todo seu volume (20 litros) foi preenchido até uma pressão de 5 atmosferas.
a) Qual a massa de N2 introduzida no pneu?
b) Se, ao começar a rodar, a temperatura do pneu aumentar para 60°C, sem que haja mudança no seu volume, qual a nova pressão no seu interior?
Soluções para a tarefa
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a) Massa molar do nitrogênio (N) ⇒ 14 g/mol;
Logo, a massa molar do gás nitrogênio (N2) é : (2 * 14) = 28 g/mol...
Passando de °C para Kelvin ⇒
25°C + 273 = 298 K
Descrobrindo o nº de mols:
P * V = n * R * T , onde:
P = Pressão (em atm);
V = Volume (em L);
n = Número de mols;
R = Constante 0,082 mol * K / atm * L
T = Temperatura (em K)...
Se o pneu estava vazio (interior com vácuo) e a pressão final chegou a 5 atm, logo foram introduzidas 5 atm...
Sendo P = 5 atm, V = 20 L, R = 0,082 e T = 298 K (n = ???)...
5 * 20 = n * 0,082 * 298
100 = n * 24,436
100 / 24,436 = n
n ≈ 4,09 mols ⇒ Este é o nº de mols de N2 introduzidos no pneu !
Se 1 mol de N2 contém 28 g de massa, logo, para 4,09 mols:
1 mol → 28 g
4,09 mols → x g
x = 28 * 4,09
x = 114,52 gramas ⇒ Esta foi a massa de N2 inserida !
b) Volume constante ⇒ Pi / Ti = Pf / Tf
Passando de de °C para Kelvin ⇒
60°C + 273 = 333 K
Sendo: Pi = 5 atm, Ti = 298 K e Tf = 333 K (Pf = ???...)
5 / 298 = Pf / 333 (Multiplicando em cruz)
333 * 5 = Pf * 298
1665 / 298 = Pf
Pf = 5,587 atm (Aproximando)
Pf ≈ 5,59 atm ⇒ Esta é a pressão final no interior do pneu !
Logo, a massa molar do gás nitrogênio (N2) é : (2 * 14) = 28 g/mol...
Passando de °C para Kelvin ⇒
25°C + 273 = 298 K
Descrobrindo o nº de mols:
P * V = n * R * T , onde:
P = Pressão (em atm);
V = Volume (em L);
n = Número de mols;
R = Constante 0,082 mol * K / atm * L
T = Temperatura (em K)...
Se o pneu estava vazio (interior com vácuo) e a pressão final chegou a 5 atm, logo foram introduzidas 5 atm...
Sendo P = 5 atm, V = 20 L, R = 0,082 e T = 298 K (n = ???)...
5 * 20 = n * 0,082 * 298
100 = n * 24,436
100 / 24,436 = n
n ≈ 4,09 mols ⇒ Este é o nº de mols de N2 introduzidos no pneu !
Se 1 mol de N2 contém 28 g de massa, logo, para 4,09 mols:
1 mol → 28 g
4,09 mols → x g
x = 28 * 4,09
x = 114,52 gramas ⇒ Esta foi a massa de N2 inserida !
b) Volume constante ⇒ Pi / Ti = Pf / Tf
Passando de de °C para Kelvin ⇒
60°C + 273 = 333 K
Sendo: Pi = 5 atm, Ti = 298 K e Tf = 333 K (Pf = ???...)
5 / 298 = Pf / 333 (Multiplicando em cruz)
333 * 5 = Pf * 298
1665 / 298 = Pf
Pf = 5,587 atm (Aproximando)
Pf ≈ 5,59 atm ⇒ Esta é a pressão final no interior do pneu !
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