Um recipiente contendo gás hidrogênio () é mantido à temperatura constante de . Assumindo que, nessa condição, o é um gás ideal e sabendo-se que a velocidade média das moléculas desse gás, nessa temperatura, é de , assinale a alternativa CORRETA que apresenta o valor calculado da energia cinética média, em , de uma única molécula de .


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ITA IIIT 10/12/2022, 21:24
A questão é relativamente simples, basicamente, temos a velocidade média e precisamos encontrar a energia cinética. Ora, então o problema se resume a encontrar a massa de gás hidrogênio, como a velocidade é média, cada molécula confere esta velocidade, ou seja, para uma molécula de hidrogênio, têm-se:\begin{matrix} m = \dfrac{2,02 \ \pu{g} \ \ce{ H2}}{1 \ \ce{mol H2}} \cdot \dfrac{1 \ \ce{mol H2}}{6,02 \times 10^{23} \ \text{moléculas}} \cdot 1 \ \text{molécula} \end{matrix}Observe que a massa acima está em gramas, precisamos convertê-la para quilos, afinal, o resultado deve ser em joules. Nesse contexto, têm-se:\begin{matrix} m \approx 0,33 \times 10^{-26} \ \pu{kg} \end{matrix}Com isso, a energia cinética é:\begin{matrix} E_c = \dfrac{1}{2}(0,33 \times 10^{-26} )(1,85 \times 10^3)^2 \end{matrix}\begin{matrix} \boxed{E_c \approx 5,7 \times 10^{-21} \ \pu{J}} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (D) \end{matrix}
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Davi Silva 26/03/2026, 13:48
A questão se torna muito simples se você souber que a energia cinética média de translação de uma molécula é dada por: $$ \overline{E_c}=\frac{3}{2}kT $$ Essa expressão independe do tipo de molécula, da velocidade ou de qualquer outra informação: ela depende somente da temperatura e da constante de Boltzmann, comumente fornecida no início da prova. $$ T=0^\circ C+273=273\,K $$ $$ k=1{,}38\times10^{-23}\,J\cdot K^{-1} $$ Substituindo na expressão: $$ \overline{E_c}=\frac{3}{2}\cdot\left(1{,}38\times10^{-23}\right)\cdot273 $$ $$ \overline{E_c}\approx5{,}7\times10^{-21}\,J $$ Portanto, a resposta correta é: $$ \boxed{\text{Alternativa D}} $$
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