UNIOESTE 2014 — questão 17 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a pressão final da mistura ocupando os três recipientes.

Passo 1 — cada gás ocupa o volume todo. Abertas as válvulas, os dois gases se espalham pelos 3,0 + 6,0 + 1,0 = 10 L. A temperatura final é a mesma do início (a do ambiente), então para cada gás vale pV = constante (lei de Boyle).

Passo 2 — as pressões parciais.

$$p_{CO_2} = \frac{3{,}0 \times 3{,}0}{10} = 0{,}90\ \text{atm}$$

$$p_{N_2} = \frac{1{,}0 \times 1{,}0}{10} = 0{,}10\ \text{atm}$$

Passo 3 — a pressão total (lei de Dalton).

$$p = 0{,}90 + 0{,}10 = 1{,}0\ \text{atm}$$

Atalho: como o número total de mols é a soma, $p\,V_{\text{total}} = p_1V_1 + p_2V_2 = 9 + 1 = 10$ atm·L, e com 10 L sai 1,0 atm.

⚠️ A armadilha: esquecer o recipiente vazio e dividir por 4,0 L (daria 2,5 atm, que nem está nas alternativas), ou tirar a média das pressões.

A ideia em uma frase: à mesma temperatura, a soma dos produtos pV se conserva: p_final = (p₁V₁ + p₂V₂)/V_total.

Resposta: alternativa C (1,0 atm).