10- Quais as equações que devemos saber quando usamos gases na formulação? Escreve as que julgarem importante.
Passo 1
Então, o exercício está pedindo para listar as equações importantes que usamos quando trabalhamos com gases em formulações. Isso envolve entender as diferentes leis dos gases que relacionam propriedades como pressão, volume, temperatura e quantidade de gás. Vamos precisar conhecer essas leis e saber como aplicá-las.
Passo 2
A primeira equação que devemos conhecer é a Lei dos Gases Ideais. Ela relaciona a pressão (
), o volume (
), a quantidade de matéria (
), a constante dos gases (
) e a temperatura (
). A fórmula é:
Essa lei é fundamental porque nos permite calcular qualquer uma dessas variáveis se as outras forem conhecidas, desde que o gás se comporte de maneira ideal.
Passo 3
Outra lei importante é a Lei de Boyle, que descreve a relação inversa entre pressão e volume quando a temperatura e a quantidade de gás são constantes. A fórmula é:
Isso significa que se a pressão aumenta, o volume diminui e vice-versa, desde que a temperatura não mude.
Passo 4
A Lei de Charles trata da relação direta entre volume e temperatura quando a pressão e a quantidade de gás permanecem constantes. A equação é:
Ou seja, se a temperatura aumenta, o volume também aumenta, mantendo a pressão constante.
Passo 5
A Lei de Avogadro afirma que, nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais de gases contêm o mesmo número de moléculas. A relação é:
Ou seja, o volume é diretamente proporcional à quantidade de gás.
Passo 6
Para casos onde o gás não se comporta de maneira ideal, usamos a Equação de Van der Waals. Ela ajusta a Lei dos Gases Ideais levando em conta o volume das moléculas e as forças de atração entre elas:
Aqui,
e
são constantes específicas para cada gás, que corrigem as deviações do comportamento ideal.
Resposta
As equações importantes que devemos saber ao usar gases na formulação são:
-
Lei dos Gases Ideais:
-
Lei de Boyle:
-
Lei de Charles:
-
Lei de Avogadro:
-
Equação de Van der Waals:
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Uma turbina ideal admite ar a
a uma taxa de
e descarrega a pressão de
. Em seguida, passa por um trocador de calor onde é aquecido até a temperatura inicial a pressão constante. Supondo que os processos sejam politrópicos reversiveis e desprezando as variações de velocidade e altura, determine:
A potência da turbina
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