Um frasco de 250ml contém neônio a uma pressão de 0,65atm. Outro frasco de 450ml contém argônio a uma pressão de 1,35atm. Os gases são misturados a partir da abertura de uma válvula na conexão que liga os dois recipientes. Considerando o volume da conexão desprezível e, ainda, o sistema mantido a uma temperatura constante, a pressão final da mistura de gases é, aproximadamente,
(A) 1,03 atm.
(B) 1,90 atm.
(C) 2,06 atm.
(D) 2,80 atm.
(E) 5,6 atm.
Soluções para a tarefa
Usando a seguinte relação:
Como a temperatura é constante ela se cancela.
Usando os dados e calculando a pressão do neônio:
Agora o argônio:
Com isso nossa pressão total será:
Resposta:
1,1 atm é a pressão do sistema. LEIA A OBS.
Explicação:
1) Visão geral:
Os gases isolados são os únicos responsáveis pelas pressões dos dois recipientes, sem interferência de outras moléculas. Ao misturar os gases e unificar os ambiente, a relação da pressão muda porque os sistemas passam a ser um único sistema com volume e número de moléculas maiores. Neste novo sistema, cada gás agora exerce uma pressão parcial do todo.
2) O que fazer:
Deve-se calcular qual é a pressão que os gases, separadamente, teriam ocupando o novo volume. Esta será a pressão parcial de cada gás, que deve ser somada para saber a pressão total com os gases misturados nesse novo sistema.
3) A lei dos gases:
A equação de Clapeyron (P.V = n.R.T) pode ser aplicada para qualquer gás ideal em que, no sistema internacional de medidas,
P = pressão do sistema em atm
V = volume que o gás ocupa em L
n = quantidade de gás em mol
T = temperatura em K
R = constante geral dos gases -> 0,082 L · atm · K⁻¹ · mol⁻¹
permite chegar à conclusão de que, PARA UMA MESMA QUANTIDADE DE GÁS, n.R é sempre constante. Ou seja, se não há vazamento de gás nem incremente de moléculas ao sistema, e o gás sofre alterações na temperatura ou no volume ocupado, P₀.V₀/T₀=Pf.Vf/Tf, em que
P₀ = pressão inicial
T₀ = temperatura inicial
V₀ = volume inicialmente ocupado pelo gás
Pf = pressão final
Tf = temperatura final
Vf = volume final
4) Calculando:
Neste caso, a temperatura do sistema é contante, portanto P₀.V₀ = Pf.Vf
Para o gás Ne:
0,65.0,25 = Pf.0,7
Pf = 0,1625/0,7 = 0,232 atm
Para o gás Ar:
1,35.0,45 = Pf.0,7
Pf = 0,6075/0,7 = 0,868 atm
Ou seja, se cada gás estivesse sozinho no volmume de 250 mL + 450 mL, a pressão do Ne seria 0,232 atm e a do Ar seria 0,868 atm. Como estão juntos após a abertura da válvula, soma-se as pressões
0,232 atm + 0,868 atm = 1,1 atm é a pressão do sistema
Obs.: Talvez tenha ocorrido um erro de digitação na hora de transcrever o enunciado, pois ele diz 1,35 atm. Se fosse 1,25 atm, a pressão final seria 1,03 atm, seria a resposta A. Porém, com 1,35 atm, a resposta final é 1,1 atm
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