Question

O sistema de airbag de um carro é formado por um sensor que detecta rápidas diminuições de velocidade, uma bolsa inflável e um dispositivo contendo azida de sódio (NaN3) e outras substâncias secundárias. O sensor, ao detectar uma grande desaceleração, produz uma descarga elétrica que provoca o aquecimento e a decomposição da azida de sódio. O nitrogênio (N2) liberado na reação infla rapidamente a bolsa, que, então, protege o motorista. Considere a situação em que o carro, inicialmente a 36 km/h (10 m/s), dirigido por um motoris - ta de 60 kg, para devido a uma colisão frontal.

a) Nessa colisão, qual é a variação ΔE da energia cinética do motorista?

b) Durante o 0,2 s da interação do motorista com a bolsa, qual é o módulo a da aceleração média desse moto rista?

c) Escreva a reação química de decomposição da azida de sódio formando sódio metálico e nitrogênio gasoso.

d) Sob pressão atmosférica de 1 atm e temperatura de 27°C, qual é o volume V de gás nitrogênio formado pela decomposição de 65 g de azida de sódio?

Note e adote:
Desconsidere o intervalo de tempo para a bolsa inflar.
Ao término da interação com a bolsa do airbag, o motorista está em repouso.
Considere o nitrogênio como um gás ideal.
Constante universal dos gases: R = 0,08 atm/(mol K).
0°C = 273 K.

Answer 1

a) A variação de energia cinética do motorista é:

ΔE = m/2 (V²f - V²₀)
ΔE = 60/2 (0-100) (J)
ΔE = -3,0 . 10³J ⇒ ΔE = -3,0kJ


b) A aceleração média do motorista é:
a = lΔVl/Δt = 10/0,2 (m/s)
a = 50m/s²


c) 2NaN3 (s) → 2Na(s) + 3N2(g)


d) A massa molar do NaN3 = (23 + 3 x 14)g/mol = 65 g/mol
2 mol de NaN3 __________ 3 mol de N2
2,65g __________________ 3 mol de N2
   65g __________________ x

x = 1,5 mol de N2


O cálculo do volume de N2 a 27°C e 1 atm:
PV = nRT
1atm . V = 1,5mol . 0,8 atm . L/K . mol . 300 K
V = 36Lde N2