22.14.9: Capítulo 9

Last updated
Save as PDF

Page ID: 198305

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

A aresta cortante de uma faca afiada tem uma área de superfície menor do que uma faca cega. Como a pressão é a força por unidade de área, uma faca afiada exercerá uma pressão mais alta com a mesma quantidade de força e cortará o material com mais eficiência.

Deitar distribui seu peso por uma área de superfície maior, exercendo menos pressão sobre o gelo do que em pé. Se você exercer menos pressão, é menos provável que rompa gelo fino.

0,809 atm; 82,0 kPa

2.2 $\times$ 10 ² kPa

Terra: 14,7 lb em ^—2; Vênus: 1,30 × 10 ³ lb em ⁻²

11.

(a) 101,5 kPa; (b) Queda de 51 torr

13.

(a) 264 torr; (b) 35.200 Pa; (c) 0,352 bar

15.

(a) 623 mm Hg; (b) 0,820 atm; (c) 83,1 kPa

17.

Com um manômetro de extremidade fechada, nenhuma alteração seria observada, pois o líquido vaporizado contribuiria com pressões iguais e opostas em ambos os braços do tubo do manômetro. No entanto, com um manômetro de extremidade aberta, uma leitura de pressão mais alta do gás seria obtida do que o esperado, uma vez que P _gas = P _atm + P _{vol líquido}.

19.

Conforme as bolhas sobem, a pressão diminui, então seu volume aumenta conforme sugerido pela lei de Boyle.

21.

(a) O número de partículas no gás aumenta à medida que o volume aumenta. (b) temperatura, pressão

23.

A curva estaria mais à direita e mais acima, mas com a mesma forma básica.

25.

Cerca de 12,5 L

27.

3,40 $\times$ 10 ³ torr

29.

12,1 L

31.

217 L

33.

8.190 $\times$ 10 ^—2 ml; 5,553 g

35.

(a) 7,24 $\times$ 10 ^—2 g; (b) 23,1 g; (c) 1,5 $\times$ 10 ^—4 g

37.

5561 L

39.

46,4 g

41.

Para um gás que apresenta um comportamento ideal:

Quatro gráficos são mostrados. Em a, o volume está no eixo horizontal e a pressão está no eixo vertical. Uma tendência de queda com uma taxa de variação decrescente é mostrada por uma linha curva. O rótulo n, P cons é mostrado no gráfico. Em b, a temperatura está no eixo horizontal e o volume está no eixo vertical. Uma tendência linear crescente é mostrada por um segmento de linha reta. O rótulo n, P cons é mostrado no gráfico. Em c, a temperatura está no eixo horizontal e a pressão está no eixo vertical. Uma tendência linear crescente é mostrada por um segmento de linha reta. O rótulo n, P cons é mostrado no gráfico. Em d, o volume está no eixo horizontal e 1 dividido por Pressão está no eixo vertical. Uma tendência linear crescente é mostrada por um segmento de linha reta no gráfico. O rótulo n, P cons é mostrado no gráfico.

43.

(a) 1,85 L CCl ₂ F ₂; (b) 4,66 L CH ₃ CH ₂ F

45.

0,644 atm

47.

A pressão diminui em um fator de 3.

49.

4,64 g L ⁻¹

51.

38,8 g

53.

72,0 g mol ⁻¹

55.

88,1 g mol ⁻¹; PF ₃

57.

141 atm, 107.000 toneladas, 14.300 kPa

59.

CH ₄: 276 kPa; C ₂ H ₆: 27 kPa; C ₃ H ₈: 3,4 kPa

61.

sim

63.

740 torr

65.

(a) Determine os moles de HgO que se decompõem; usando a equação química, determine os moles de O ₂ produzidos pela decomposição dessa quantidade de HgO; e determine o volume de O ₂ a partir dos moles de O ₂, temperatura e pressão. (b) 0,308 L

67.

(a) Determine a massa molar de CcL ₂ F ₂. A partir da equação balanceada, calcule os moles de H ₂ necessários para a reação completa. A partir da lei do gás ideal, converta moles de H ₂ em volume. (b) 3,72 $\times$ 10 ³ L

69.

(a) Equilibre a equação. Determine os gramas de CO ₂ produzidos e o número de moles. A partir da lei do gás ideal, determine o volume do gás. (b) 7,43 $\times$ 10 ⁵ L

71.

42,00 L

73.

(a) 18,0 L; (b) 0,533 atm

75.

10,57 L OU ₂

77.

5,40 $\times$ 10 ⁵ L

79.

Ef ₄

81.

4,2 horas

83.

O efusão pode ser definido como o processo pelo qual um gás escapa através de um orifício para o vácuo. A lei de Graham afirma que com uma mistura de dois gases A e B: $(\frac{classificar A}{taxa B}) = {(\frac{massa molar de B}{massa molar de A})}^{1 / 2} .$ Tanto A quanto B estão no mesmo recipiente na mesma temperatura e, portanto, terão a mesma energia cinética:
${CHAVE}_{UMA} = {CHAVE}_{B} CHAVE = \frac{1}{2} m v^{2}$
Portanto, $\frac{1}{2} m_{UMA} v_{UMA}^{2} = \frac{1}{2} m_{B} v_{B}^{2}$
$\frac{v_{UMA}^{2}}{v_{B}^{2}} = \frac{m_{B}}{m_{UMA}}$
${(\frac{v_{UMA}^{2}}{v_{B}^{2}})}^{1 / 2} = {(\frac{m_{B}}{m_{UMA}})}^{1 / 2}$
$\frac{v_{UMA}}{v_{B}} = {(\frac{m_{B}}{m_{UMA}})}^{1 / 2}$

85.

F ₂, N ₂ O, Cl ₂, H ₂ S

87.

1,4; 1,2

89.

51,7 cm

91.

Sim. Em qualquer instante, há uma variedade de valores de velocidades moleculares em uma amostra de gás. Qualquer molécula única pode acelerar ou diminuir a velocidade ao colidir com outras moléculas. A velocidade média de todas as moléculas é constante em temperatura constante.

93.

H ₂ O. O resfriamento diminui a velocidade dos átomos de He, fazendo com que eles se comportem como se fossem mais pesados.

95.

(a) O número de colisões por unidade de área da parede do contêiner é constante. (b) A energia cinética média dobra. (c) A velocidade quadrada média aumenta para $\sqrt{2}$ vezes seu valor inicial; u _rms é proporcional a $\sqrt{{CHAVE}_{média}} .$

97.

(a) igual; (b) menor que; (c) 29,48 g mol ⁻¹; (d) 1,0966 g L ⁻¹; (e) 0,129 g/L; (f) 4,01 $\times$ 10 ⁵ g; capacidade líquida de elevação = 384 lb; (g) 270 L; (h) 39,1 kJ min ⁻¹

99.

Gases C, E e F

101.

O comportamento do gás, mais parecido com um gás ideal, ocorrerá sob condições que minimizem as chances de interações significativas entre os átomos/moléculas gasosas, ou seja, baixas pressões (menos átomos/moléculas por unidade de volume) e altas temperaturas (maiores energias cinéticas dos átomos/moléculas os tornam menos suscetível a forças atrativas). As condições descritas em (b), alta temperatura e baixa pressão, são, portanto, mais propensas a produzir o comportamento ideal do gás.

103.

SF ₆

105.

(a) Uma linha horizontal reta em 1,0; (b) Quando os gases reais estão em baixas pressões e altas temperaturas, eles se comportam perto o suficiente dos gases ideais para serem aproximados como tal; no entanto, em alguns casos, vemos que em alta pressão e temperatura, a aproximação ideal do gás se rompe e é significativamente diferente da pressão calculada pela equação do gás ideal. (c) Quanto maior a compressibilidade, mais o volume importa. Em baixas pressões, o fator de correção para atrações intermoleculares é mais significativo, e o efeito do volume das moléculas de gás em Z seria uma pequena redução da compressibilidade. Em pressões mais altas, o efeito do volume das próprias moléculas de gás em Z aumentaria a compressibilidade (veja a Figura 9.35). (d) Mais uma vez, em baixas pressões, o efeito das atrações intermoleculares em Z seria mais importante do que o fator de correção para o volume das próprias moléculas de gás, embora talvez ainda pequeno. Em pressões mais altas e baixas temperaturas, o efeito das atrações intermoleculares seria maior. Veja a Figura 9.35. (e) Baixas temperaturas