Os gases ideais são um modelo teórico que descreve o comportamento de gases sob condições de baixa pressão e alta temperatura, onde as interações intermoleculares e o volume das moléculas são desprezíveis. Nesse modelo, os gases obedecem à equação de estado dos gases ideais, PV = nRT, onde P é a pressão, V é o volume, n é o número de mols, R é a constante dos gases ideais, e T é a temperatura absoluta. O conceito de gases ideais é fundamental para a compreensão de muitas leis da termodinâmica e da química, como a lei de Boyle, a lei de Charles, e a lei de Avogadro, servindo como uma aproximação útil para prever o comportamento de gases reais em várias condições.
Atkins, P., & de Paula, J. (2010). Physical Chemistry (9th ed.). Oxford University Press.
Um reator industrial foi projetado para operar em temperatura de 127°C e suportar altas pressões gasosas. Por questões de segurança, foi instalada uma válvula de alívio, que abre quando a pressão ultrapassa 10 atm. Qual o volume deste reator sabendo que o mesmo tem capacidade para conter 5 mols de nitrogênio nestas condições.
Considere comportamento ideal. e R= 0,082 atm.L/ K.mol pV= nRT
Ed
há 2 meses
Para resolver a questão, vamos usar a equação dos gases ideais: \[ PV = nRT \] Onde: - \( P \) = pressão (10 atm) - \( V \) = volume (que queremos encontrar) - \( n \) = número de mols (5 mols) - \( R \) = constante dos gases ideais (0,082 atm·L/(K·mol)) - \( T \) = temperatura em Kelvin Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin: \[ T = 127°C + 273 = 400 K \] Agora, substituímos os valores na equação: \[ 10 \, \text{atm} \cdot V = 5 \, \text{mol} \cdot 0,082 \, \text{atm·L/(K·mol)} \cdot 400 \, K \] Calculando o lado direito: \[ 5 \cdot 0,082 \cdot 400 = 164 \, \text{atm·L} \] Agora, substituímos na equação: \[ 10 \, V = 164 \] Dividindo ambos os lados por 10: \[ V = \frac{164}{10} = 16,4 \, \text{L} \] Portanto, o volume do reator é de 16,4 litros.
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