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
.