Questão 8

ITA 2019

Física

(ITA - 2019 - 1ª FASE)

Em um reservatório são armazenados 1 mol de gás hélio e 1 mol de gás oxigênio em equilíbrio térmico. Por meio de um orifício de dimensões muito menores que o comprimento livre médio das espécies gasosas, inicia-se um vazamento de gás para o exterior. Sobre essa situação são feitas as seguintes afirmações:

I. No interior do reservatório, os átomos de hélio têm, em média energia cinética menos em comparação à das moléculas de oxigênio.

II. No interior do reservatório, os átomos de hélio têm, em média, velocidade de translação maior em comparação à das moléculas de oxigênio.

III. A porção do gás que vaza e a que permanece no interior do reservatório têm a mesma fração molar do hélio.

Assinale a opção correta.

Apenas a afirmação I é falsa

Apenas a afirmação II é falsa

Apenas a afirmação III é falsa

Há mais de uma afirmação falsa

Todas as afirmações são verdadeiras.

Gabarito:

Há mais de uma afirmação falsa

Resolução:

I. (Falso)

Pois a energia cinética média por molécula ( translação) é dada por:

$E_{c} = frac{3}{2} K_{b} T$

II. (Correto) a velocidade média é dada por

- Para o Hélio

$frac{Mcdot v^2}{2}=frac{3}{2}RTRightarrow v=sqrt{frac{3RT}{M_{He}}}=v=sqrt{frac{1}{M_{He}}}cdot underset{alpha}{underbrace{sqrt{3RT}}}$

- Para o Oxigênio

$frac{Mcdot v^2}{2}=frac{3}{2}RT Rightarrow v=sqrt{frac{1}{M_{O}}}cdot underset{alpha}{underbrace{sqrt{3RT}}}$

como

$frac{1}{M_{O_2}}<frac{1}{M_{He}} Rightarrow v_{O_2}<v_{He}$

Obs.: Nesse caso, consideramos $frac{3}{2}RT$ para a energia cinética pois estamos nos referindo a energia de translação que é a mesma para o hélio e o oxigênio... no item anterior também consideramos a energia rotacional

III. (Falso) Pela Lei de Graham:

$frac{v_{He}}{v_{O_2}}=sqrt{frac{M_{O_{2}}}{M_{He}}}$

onde $v_{He}/v_{O_2}$ é a razão entre as vazões pelo orifício

Logo, vazará mais Hélio e a fração molar do que sai é maior do que a que permanece no interior.

Portanto, alternativa D

Questões relacionadas

Questão 1

(ITA - 2019 - 1ª FASE) Em férias no litoral, um estudante faz para um colega as seguintes observações: I. A luz solar consiste em uma onda eletromagnética transversa...

Ver questão

Questão 3

(ITA - 2019 - 1ª FASE) Considere um corpo celeste esférico e homogêneo de massa M e raio R atravessado de polo a polo por um túnel cilíndrico retilíneo de...

Ver questão

Questão 5

(ITA - 2019 - 1ª FASE) Uma bateria composta por 50 células voltaicas em série é carregada por uma fonte de corrente contínua ideal de 220V. Cada célula tem uma...

Ver questão

Questão 4

(ITA - 2019 - 1ª FASE) A imagem de um objeto formada por um espelho côncavo mede metade do tamanho do objeto. Se este é deslocado de uma distância de 15 cm em direç...

Ver questão