Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 21 - A TEORIA CINÉTICA DOS GASES
31. A massa da molécula de hidrogênio é de 3,3 × 10−24 g. Se 1023 moléculas de hidrogênio por
segundo atingissem 2,0 centímetros quadrados de uma parede, a um ângulo de 55o com a
normal à parede, com velocidade 1,0 × 105 cm/s, que pressão elas exerceriam sobre a parede?
(Pág. 228)
Solução.
A pressão exercida pelo gás corresponde à razão entre a força total exercida ortogonalmente à
parede pelos choques das moléculas (N.Fx, onde N é o número de moléculas e Fx é a força que cada
molécula transmite à parede) e a área da parede:
NFx
(1)
p=
A
A força transmitida ortogonalmente à parede (v cosθ) por cada choque corresponde à razão entre
variação do momento linear da molécula e o tempo entre os choques:
m∆vx
Fx =
∆t
Sendo vx a velocidade antes do choque, após o choque a velocidade será −vx (choque elástico), o que
implica numa variação do momento linear em termos absolutos de 2vx.
m2vx m2v cos θ
(2)
Fx =
=
∆t
∆t
Substituindo-se (2) em (1):
N 2mv cos θ 2mv cos θ N
p =
=
A
A
∆t
∆t
p
2 ( 3,3 ×10−24 g )(1, 0 ×105 cm/s ) cos 55o
=
1023 s −1 ) 18.928, 0 dinas/cm 2
(
2
( 2, 0 cm )
p ≈ 1.9 ×104 dinas/cm 2
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases
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