Question

Uma caixa cúbica de lado L, contendo um mol de hélio em seu interior, encontra-se a uma temperatura T. A caixa é colocadasobre a superfície da Terra. O efeito do campo gravitacional uniforme da Terra sobre os átomos de hélio deve ser considerado,com a aceleração da gravidade, gr , e a massa dos átomos deste gás, m.a) Determine a energia cinética média de um átomo. b) Calcule o momento linear médio transferido para as paredes da caixa devido à colisão de um átomo. c) Calcule a energia potencial gravitacional média de um átomo

#ENADE

Answer 1

a)

Para determinar a energia cinética média de um átomo utilizaremos o teorema da equipartição da energia. Teremos o seguinte resultado: $E_{c} = \frac{1}{2} m ( v^{2} ) = \frac{3}{2} k_{b}T$

b)

Para o cálculo do momento linear médio transferido para as paredes da caixa, ou seja, para a colisão, o correto é considerar movimento na direção perpendicular  em relação ao plano da parede.

Teremos que: $\frac{1}{2}m (v^{2}) = \frac{1}{2}k_{b}T$ → $V_{T} = \frac{k_{b}T^{\frac{1}{2} }}{m}$

Dessa formar, o momento médio transferido será de:

Δ$p = mv_{T} - ( - mv_T}) = 2mv_{T}$

c)

Utilizamos a fórmula da energia potencial.

A resolução segue em anexo por imagem.

Espero ter ajudado, bons estudos.