Ano 2019#termodinamica#gases-ideais#teoria-cinetica#efusao

Sobre o tema

A efusão gasosa, fenômeno em que gases escapam por um orifício pequeno, é governada pela teoria cinética dos gases. Em equilíbrio térmico, moléculas de diferentes massas têm a mesma energia cinética média, mas velocidades diferentes, com as mais leves se movendo mais rápido. A Lei de Graham estabelece que a taxa de efusão é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar. Esses conceitos são fundamentais para compreender a cinética e o comportamento de misturas gasosas, com aplicações em processos de separação e na física de partículas.

Tópicos relacionados

  • Teoria cinética dos gases
  • Efusão e Lei de Graham
  • Energia cinética média em equilíbrio térmico
  • Velocidade molecular e massa molar
  • Fração molar em misturas gasosas

Enunciado

Em um reservatorio sao armazenados 1 mol de gas helio e 1 mol de gas oxigenio em equilibrio termico. Por meio de um orificio de dimensoes muito menores que o comprimento livre medio das especies gasosas, inicia-se um vazamento de gas para o exterior. Sobre essa situacao sao feitas as seguintes afirmacoes:
I. No interior do reservatorio, os atomos de helio tem, em media, energia cinetica menor em comparacao a das moleculas de oxigenio.
II. No interior do reservatorio, os atomos de helio tem, em media, velocidade de translacao maior em comparacao a das moleculas de oxigenio.
III. A porcao do gas que vaza e a que permanece no interior do reservatorio tem a mesma fracao molar de helio.
Assinale a opcao correta.

Alternativas

  • A)

    Apenas a afirmacao I e falsa.

  • B)

    Apenas a afirmacao II e falsa.

  • C)

    Apenas a afirmacao III e falsa.

  • D)

    Ha mais de uma afirmacao falsa.

  • E)

    Todas as afirmacoes sao verdadeiras.

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Perguntas frequentes

O que é efusão gasosa?

É o processo pelo qual um gás escapa de um recipiente através de um orifício cuja dimensão é muito menor que o livre caminho médio das moléculas, sem que haja colisões entre elas no orifício.

Como a massa molar afeta a taxa de efusão?

Pela Lei de Graham, a taxa de efusão é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar: gases mais leves efundem mais rapidamente.

Por que gases diferentes em equilíbrio térmico têm a mesma energia cinética média?

Porque a energia cinética média de translação depende apenas da temperatura absoluta, dada por (3/2)kT, sendo independente da massa molecular.

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