Química, perguntado por dudafariasbrabo, 5 meses atrás

No laboratório de Física da escola, um estudante deve determinar o número de mols de um gás diatômico que está dentro de um cilindro de 12,3 L de volume. No topo do cilindro há um medidor de pressao que indica 2 atm. Observando o termometro pendurado na parede do laboratório e sabendo que o cilindro se encontra ha vários dias dentro do laboratório, ele marca no seu caderno a temperatura de 27°C para o cilindro.
a) Explique, com conceitos físicos, o que levou o estudante a marcar para o cilindro a mesma tempe-ratura do termometro da parede.
b) Estime o número de mols do gás de acordo com os dados obtidos pelo estudante. Adote R = 0,082 atm-L/mol-K.

Soluções para a tarefa

Respondido por Natsu2020

O aluno pode utilizar o termômetro para verificar a temperatura devido a Lei Zero da Termodinâmica, podendo calcular a quantidade de moles presente no cilíndrico: 1 mol.

Lei da Termodinâmica

As Leis da Termodinâmica foram elaboradas por Carnot, sendo válidas para corpos macroscópicos. Embora Carnot tenha desenvolvido três Leis, posteriormente ele verificou a existência de outra lei, sendo tão fundamental que a batizou de Lei Zero da Termodinâmica.

As Leis da Termodinâmica são:

Lei Zero
Primeira Lei
Segunda Lei
Terceira Lei

Questão A:

É devido à Lei Zero que sabemos que, como o termômetro e o vidro estão em equilíbrio termodinâmico, ambos apresentam a mesma temperatura.

Quantidade de Moles

É possível determinar a quantidade de moles de uma substância através da pressão e temperatura do ambiente, através da equação:

PV = nRT

sendo:

P : pressão
V : volume
n : quantidade de moles
R : constante real dos gases ( R = 0,082 atm.L/mol.K)
T : temperatura

Questão B:

Para realizar a operação utilizando a equação mencionada, precisamos que todas as grandezas físicas estejam na mesma unidade que aparece na constante real dos gases. Assim, teremos:

P : 2 atm
L : 12,3 L
n: mol (o que queremos descobrir)
T: 27 + 273 = 300 K

Assim, podemos calcular a quantidade de moles:

$PV=nRT\\(2)(12,3)=n(0,082)(300)\\x=1$