Um reservatório com 16,4 litros de capacidade armazena 560 gramas de oxigênio (massa molar de 16 gramas/mol) a uma temperatura de 7°C. Um operador abre uma válvula, libera oxigênio para o meio externo e reduz a pressão desse reservatório em 21 atm. Ciclos teóricos de geração de potência e refrigeração. Supondo que a temperatura se manteve constante durante a operação, a massa de gás liberada foi de
- A)80 gramas
Errada, porque 80 g corresponde a apenas 5 mol, o que não bate com a queda de pressão informada.
- B)120 gramas
Errada, pois 120 g equivalem a 7,5 mol, ainda abaixo da quantidade liberada pela redução de 21 atm.
- C)240 gramas
Certa, porque a queda de 21 atm, com volume e temperatura constantes, representa a saída de 15 mol, ou 240 g.
- D)320 gramas
Errada, já que 320 g significariam 20 mol, acima do que a variação de pressão permite.
- E)480 gramas
Errada, pois 480 g corresponderiam a 30 mol, o dobro da massa realmente liberada.
Gabarito: C
Aqui a ideia é usar a lei dos gases ideais: PV = nRT. Como o volume do reservatório e a temperatura ficaram constantes, a pressão é diretamente proporcional à quantidade de gás. Então, se a pressão caiu 21 atm, a quantidade de mols que saiu foi exatamente a parcela correspondente a essa queda. Com T = 7°C = 280 K, V = 16,4 L e R = 0,082 atm.L/mol.K, cada 1 mol ocupa, nas condições do problema, um pedaço de pressão dado por RT/V. Logo, a variação de mols liberados é Δn = ΔP·V/(RT) = 21·16,4/(0,082·280) = 15 mol. Agora vem a conversão para massa. O enunciado pede usar massa molar de 16 g/mol, então a massa liberada é m = 15·16 = 240 g. É por isso que o gabarito é a alternativa C. Em questões da FGV, vale sempre ficar atento a duas armadilhas clássicas: usar temperatura em °C em vez de Kelvin e esquecer que, com volume e temperatura constantes, basta trabalhar pela proporção entre pressão e quantidade de gás.