Um cilindro de Oxigênio hospitalar (O2), de 60 litros, contém, inicialmente, gás a uma pressão de 100 atm e temperatura de 300 K. Quando é utilizado para a respiração de pacientes, o gás passa por um redutor de pressão, regulado para fornecer Oxigênio a 3 atm, nessa mesma temperatura, acoplado a um medidor de fluxo, que indica, para essas condições, o consumo de Oxigênio em litros/minuto. Assim, determine: a) O número N0 de mols de O2, presentes inicialmente no cilindro.
b) O número n de mols de O2, consumidos em 30 minutos de uso, com o medidor de fluxo indicando 5 litros/minuto.
c) O intervalo de tempo t, em horas, de utilização do O2, mantido o fluxo de 5 litros/minuto, até que a pressão interna no cilindro fique reduzida a 40 atm.
Soluções para a tarefa
As alternativas serão, respectivamente: a) No = 250 mols ; B) N = 18,75 Mols e C) 4,0h.
Vamos aos dados/resoluções:
Para alternativa a) teremos que se usarmos a equação de Clapeyron, encontraremos:
pV = N. r.t
100.60 = No . 8,0 . 10^-2 . 300 ;
No = 250 Mols ;
Para alternativa b) também iremos aplicar a equação de Clapeyron, porém no gás que passa pela válvula nos 30 minutos, logo:
pV = N.r.t
P Θ Δt = N.r.t
3.5.30 = n.8,0 . 10^-2 . 300 ;
N = 18,75 mols.
Obs: N representa o gás utilizado que saiu pela válvula.
Para alternativa c) veremos que pelo cálculo de Δn:
P0/N0 = P2/N2 = 100/250 = 40/n2
n2 = 100 mols
Logo, Δn = N0 - n2 = 250 - 100
Δn = 150 mols ;
Na válvula, teremos:
P Θ Δt= Δn R.T ;
Finalizando então:
3 . 5 . Δt = 150 . 8,0 . 10^-2 . 300
Δt = 240 min = 4,0h.
espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)