Uma ampola lacrada e rígida de 100 mL contendo , inicialmente com uma pressão interna de 1,0 atm, é aquecida de a . Calcule a pressão final, após o aquecimento. Dados para a água: e . .
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma ampola rígida de 100 mL que está fechada com água e, inicialmente, a pressão dentro dela é de 1,0 atm. A gente precisa descobrir qual será essa pressão depois que a água esquentar de 25°C para 30°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de expansão térmica e compressibilidade da água.
Passo 2
Como a ampola é rígida, o volume não muda quando a temperatura varia. Então, a mudança na pressão dentro da ampola depende só de como a água reage ao aumento de temperatura. A fórmula que relaciona a variação de pressão () com a variação de temperatura () é:
Aqui:
é o coeficiente de expansão térmica da água.
é a compressibilidade da água.
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos calcular cada parte da fórmula com os valores que temos:
Variação de Temperatura ():
Substituindo os Valores na Fórmula:
Calculando a Mudança de Pressão:
Passo 4
Agora, somamos a mudança de pressão à pressão inicial para encontrar a pressão final na ampola:
Resposta
A pressão final na ampola após o aquecimento é aproximadamente .