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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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}
