Um certo grupo de moléculas de amônia possui a energia do movimento caótico, que é o dobro da energia do mesmo número de moléculas de nitrogênio. Se o volume de amônia for duas vezes maior que o volume de nitrogênio, qual será a razão entre as pressões desses gases? Existem duas abordagens que você pode usar para esta tarefa.
A primeira solução: considere a lei de Boyle-Marriott, que afirma que a uma temperatura e quantidade de substância constantes, a pressão é inversamente proporcional ao volume do gás. Conseqüentemente, a pressão da amônia e do nitrogênio deve ser inversamente proporcional aos seus volumes. Como o volume da amônia é duas vezes o volume do nitrogênio, a pressão do nitrogênio deve ser duas vezes a pressão da amônia.
Segundo método de solução Considere a fórmula do gás ideal: pV = nRT, onde p é a pressão do gás, V é o seu volume, n é a quantidade de substância gasosa, R é a constante universal do gás, T é a temperatura do gás.
Para amônia e nitrogênio, a quantidade de substância, a constante universal do gás e a temperatura são as mesmas. Também é conhecido pelas condições problemáticas que o volume de amônia é duas vezes o volume de nitrogênio. Substituindo esses valores na fórmula do gás ideal, obtemos: p(2V) = nRT para amônia, pV = nRT para nitrogênio.
Dividindo a primeira equação pela segunda, obtemos: p(2V)/(pV) = 2, ou seja, a pressão da amônia é duas vezes menor que a pressão do nitrogênio.
Resposta: A pressão da amônia é metade da pressão do nitrogênio.
Este produto digital fornece uma solução detalhada para um problema que envolve a energia das moléculas de amônia e nitrogênio. A descrição do produto apresenta duas formas de resolver o problema, além de um breve registro das condições, fórmulas e leis utilizadas na solução. A solução do problema vem acompanhada de fórmula de cálculo e resposta. Se você tiver alguma dúvida sobre a solução, entre em contato conosco e teremos prazer em ajudá-lo a entender o problema.
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Este produto é uma solução detalhada para o problema nº 20272, relacionado à energia das moléculas de amônia e nitrogênio. O problema afirma que o movimento caótico de um certo número de moléculas de amônia tem o dobro da energia do mesmo número de moléculas de nitrogênio. Neste caso, o volume de amônia é o dobro do volume de nitrogênio.
A descrição do produto apresenta duas maneiras de resolver o problema. A primeira forma é usar a lei de Boyle-Marriott, que afirma que a temperatura e quantidade de substância constantes, a pressão é inversamente proporcional ao volume do gás. De acordo com esta lei, a pressão da amônia e do nitrogênio deveria ser inversamente proporcional aos seus volumes.
A segunda solução é usar a fórmula do gás ideal: pV = nRT, onde p é a pressão do gás, V é o seu volume, n é a quantidade de substância gasosa, R é a constante universal do gás, T é a temperatura do gás. Para amônia e nitrogênio, a quantidade de substância, a constante universal do gás e a temperatura são as mesmas. Ao substituir valores conhecidos na fórmula do gás ideal, pode-se obter a relação entre as pressões de amônia e nitrogênio.
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Um certo número de moléculas de amônia possui energia na forma de movimento caótico, que é duas vezes maior que o mesmo número de moléculas de nitrogênio.
Tarefas de solução 20272:
Condição do problema: Um certo número de moléculas de amônia tem duas vezes a energia do movimento caótico que o mesmo número de moléculas de nitrogênio. Qual é a razão entre as pressões desses gases se a amônia ocupa um volume duas vezes maior que o nitrogênio? Sugira duas soluções.
Primeira maneira: Das condições do problema segue-se que a amônia tem duas vezes mais energia de movimento que o nitrogênio. Isto significa que nas mesmas condições (temperatura e pressão), as moléculas de amônia se moverão mais rapidamente que as moléculas de nitrogênio. Portanto, a pressão da amônia deve ser maior que a pressão do nitrogênio.
De acordo com as condições do problema, o volume de amônia é duas vezes maior que o volume de nitrogênio, ou seja, V(NH3) = 2V(N2). Deixe a pressão do nitrogênio ser P(N2), então a pressão da amônia será P(NH3).
Para resolver o problema, usamos a lei de Boyle-Marriott: pV = const.
Para nitrogênio: P(N2)*V(N2) = const. Para amônia: P(NH3)*V(NH3) = const.
Substitua V(NH3) = 2V(N2) na segunda equação: Р(NH3)*2V(N2) = const.
Divida a equação da amônia pela equação do nitrogênio: Р(NH3)/Р(N2) = (V(N2)/V(NH3))*2 = 1/2
Assim, a relação de pressão de amônia e nitrogênio é de 1:2.
Segunda maneira: Vamos usar a fórmula da energia cinética média das moléculas:
E = (3/2)kT
onde E é a energia cinética média das moléculas, k é a constante de Boltzmann, T é a temperatura em Kelvin.
Na mesma temperatura, a energia cinética média das moléculas de amônia será duas vezes maior que a das moléculas de nitrogênio:
(3/2)kT(NH3) = 2*(3/2)kT(N2)
Considerando que o volume de amônia é duas vezes maior que o volume de nitrogênio, então o número de moléculas de amônia é duas vezes maior que o número de moléculas de nitrogênio:
n(NH3) = 2*n(N2)
Portanto, a pressão da amônia deve ser duas vezes a pressão do nitrogênio:
P(NH3) = 2*P(N2)
Assim, a relação de pressão de amônia e nitrogênio é de 1:2.
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