clear
UNESP 2003
Segundo a lei de Charles-Gay Lussac, mantendo-se a pressão constante, o volume ocupado por um gás aumenta proporcionalmente ao aumento da temperatura. Considerando a teoria cinética dos gases e tomando como exemplo o gás hidrogênio (H₂), é correto afirmar que este comportamento está relacionado ao aumento
a
do tamanho médio de cada átomo de hidrogênio (H), devido à expansão de suas camadas eletrônicas.
b
do tamanho médio das moléculas de hidrogênio (H₂), pois aumentam as distâncias de ligação.
c
do tamanho médio das moléculas de hidrogênio (H₂), pois aumentam as interações entre elas.
d
do número médio de partículas, devido à quebra das ligações entre os átomos de hidrogênio (H₂ → 2H).
e
das distâncias médias entre as moléculas de hidrogênio (H₂) e das suas velocidades médias.
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Resposta
E
Resolução
Para a lei de Charles–Gay-Lussac, mantendo a pressão constante, o volume de um gás varia proporcionalmente à temperatura absoluta: \(V\propto T\). Pela teoria cinética, a temperatura mede a energia cinética média das moléculas. Quando a temperatura aumenta, essas moléculas passam a se mover mais rápido, chocando-se com as paredes do recipiente com maior frequência e energia.
Para que a pressão se mantenha constante, o sistema precisa compensar o aumento da energia cinética ampliando o volume. Esse aumento de volume faz com que as moléculas fiquem, em média, mais afastadas umas das outras. Ou seja, crescem tanto a velocidade média quanto as distâncias médias intermoleculares.
Dessa forma, a alternativa correta é a E.
Dicas
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Lembre que temperatura mede a energia cinética média das moléculas.
Se a pressão deve permanecer constante, algo além da velocidade precisa mudar para compensar o aumento da energia.
Pense no que acontece com a distância entre moléculas quando o volume cresce.
Erros Comuns
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Imaginar que o aumento de temperatura dilata átomos ou moléculas (distratores A, B, C).
Pensar que a molécula se dissocia gerando mais partículas (distrator D).
Revisão
- Lei de Charles–Gay-Lussac: em pressão constante, o volume de um gás ideal é diretamente proporcional à temperatura absoluta (\(V/T = \text{constante}\)).
- Teoria cinética dos gases: a temperatura absoluta é proporcional à energia cinética média das moléculas (\(\overline{E_k}=\tfrac{3}{2}k_BT\)). Quanto maior a temperatura, maior a velocidade média das partículas.
- Consequência: mantendo a pressão constante, para acomodar moléculas mais rápidas sem elevar a pressão, o sistema expande o volume, aumentando as distâncias intermoleculares.
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