Lição de casa da aula: Raiz da Velocidade Quadrática Média das Partículas Ideais de Gás Física
Nesta atividade, nós vamos praticar a determinar a relação entre a temperatura absoluta de um gás ideal e a raiz da velocidade quadrática média de suas partículas.
Questão 1
Uma nuvem de hélio consiste em átomos de hélio. Os átomos têm uma raiz da velocidade média quadrática de 652 m/s e o gás exerce uma pressão de 45 250 Pa. Determine o volume do gás. Utilize o valor de kg para a massa de um átomo de hélio. Apresente a resposta com três algarismos significativos.
Questão 2
Uma nuvem de gás hidrogênio com um volume de 1,05 m3 consiste de 4,22 mols de átomos de hidrogênio. Os átomos têm uma velocidade de raiz quadrática média de 983 m/s. Encontre a pressão do gás para o quilopascal mais próximo. Use um valor de 1,0079 g para a massa molar do átomo de hidrogênio e um valor de para a constante molar do gás.
Questão 3
Uma partícula de massa move-se a uma velocidade de entre faces opostas de um recipiente cúbico vazio de aresta e de volume , como se mostra no diagrama, colidindo elasticamente com as paredes do recipiente. A partícula varia o seu momento de cada vez que colide com uma parede e a partícula colide com a parede atingida apresentada no diagrama a cada segundo.
Qual das seguintes fórmulas representa corretamente a força média exercida na parede do recipiente, devido à colisão da partícula, onde a partícula é apresentada colidir?
- A
- B
- C
- D
Qual das seguintes fórmulas representa corretamente a pressão média exercida na parede do recipiente, devido à colisão da partícula, onde a partícula é apresentada colidir?
- A
- B
- C
- D
- E
Questão 4
Uma partícula de massa move-se a uma velocidade entre faces opostas de um recipiente cúbico vazio de arestas de medida , como se mostra no diagrama, colidindo elasticamente com as paredes do recipiente.
Qual das seguintes opções representa corretamente a variação do momento da partícula numa colisão com uma parede do recipiente?
- A
- B0
- C
- D
Qual das seguintes opções representa corretamente o intervalo de tempo entre as colisões das partículas com a parede do recipiente com a qual a partícula é apresentada colidir?
- A
- B
- C
- D
Questão 5
O produto da pressão e do volume de um gás é dado pela fórmula , em que é o número de partículas no gás, é a massa de uma partícula e é a raiz da velocidade quadrática média das partículas. Qual das fórmulas seguintes pode ser combinada com esta fórmula para mostrar que a temperatura em Kelvin de um gás é dada por , em que é a constante de Boltzmann?
- A
- B
- C
- D
Questão 6
Uma nuvem de gás hidrogênio com um volume de 2,56 m3 consiste em átomos de hidrogênio. Os átomos têm uma velocidade raiz quadrática média de 776 m/s. Dê sua resposta para três algarismos significativos. Use um valor de kg para a massa de um átomo de hidrogênio.
Questão 7
Uma nuvem de gás consiste em 1,28 mols de hélio. Os átomos têm uma raiz da velocidade média quadrática de 514 m/s e o gás exerce uma pressão de 67 500 Pa. Determine o volume do gás. Utilize o valor de 4,0026 g para a massa molar do hélio e o valor de 8,31 m2⋅kg/s2⋅K⋅mol para a constante universal dos gases ideais. Apresente a resposta com três algarismos significativos.
- A m3
- B m3
- C m3
- D m3
- E m3
Questão 8
Os átomos de azoto num recipiente de volume 2,35 m3 exerce uma pressão de 1 280 kPa. Os átomos de azoto têm uma raiz da velocidade média quadrática de 450 m/s. Determine o número de moles de átomos de azoto num gás. Utilize o valor de 14,0067 g/mol para a massa molar do azoto e o valor de 8,31 m2⋅kg/s2⋅K⋅mol para a constante universal dos gases ideias. Apresente a resposta com três algarismos significativos.
Questão 9
Os átomos de hidrogénio num gás têm uma raiz da velocidade quadrática média de 3 460 m/s. Determine a temperatura do gás. Utilize o valor de kg para a massa de um átomo de hidrogénio e utilize m2⋅kg/s2⋅K para o valor da constante de Boltzman. Apresente a resposta com três algarismos significativos.
Questão 10
Os átomos de azoto que têm uma raiz da velocidade quadrática média de 1 250 m/s exercem uma pressão de 115 kPa num recipiente de volume 0,145 m3. Determine o número de átomos no gás. Apresente a resposta em notação científica com duas casas decimais. Utilize o valor de kg para a massa de um átomo de azoto.
- A átomos
- B átomos
- C átomos
- D átomos
- E átomos
Questão 11
As partículas num gás a uma temperatura de 355 K têm uma raiz da velocidade quadrática média de 775 m/s. Determine a massa das partículas. Utilize m2⋅kg/s2⋅K para o valor da constante de Boltzmann. Apresente a resposta com três algarismos significativos.
- A kg
- B kg
- C kg
- D kg
- E kg
Questão 12
Uma nuvem de átomos de hélio que ocupa um volume de 1,45 m3 está sob uma pressão de 333 kPa. A nuvem contém átomos de hélio. Encontre a velocidade quadrática média dos átomos de hélio. Use um valor de para a massa de um átomo de hélio. Use para o valor da constante de Boltzmann. Responda a três algarismos significativos.
Questão 13
Um grupo de dez partículas, cada uma com uma massa , possuem os vetores de velocidade mostrados no diagrama. Todos os vetores de velocidade são de magnitude mas tem direções não relacionadas. As velocidades horizontais e verticais líquidas do grupo de partículas podem ser representadas como um par de vetores para a velocidade líquida horizontal e para a velocidade líquida vertical.
Qual dos diagramas de e mostra mais corretamente em termos de ?
- A
- B
- C
- D
Qual das alternativas a seguir é o momento horizontal resultante do grupo de partículas?
- A
- B
- C
- D
Qual das alternativas a seguir é o momento vertical resultante do grupo de partículas?
- A
- B
- C
- D
Questão 14
Encontre a velocidade quadrática média dos átomos de oxigênio em um gás a uma temperatura de 336 K. Use um valor de kg para a massa de um átomo de oxigênio e use m2⋅kg/s2⋅K para o valor da constante de Boltzmann. Dê sua resposta a três algarismos significativos.