Em um dia de inverno, à temperatura de 0ºC,colocou-se uma amostra de ar, à pressão de 1,0 atm, em um recipiente de volume constante. Transportando essa amostra para um ambiente a 60ºC, que pressão ela apresentará?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir qual será a pressão de uma amostra de ar quando a temperatura dela muda, mantendo o volume constante. Isso envolve a matéria dos gases e suas leis, especificamente a relação entre pressão e temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos listar o que a gente já sabe:
- Temperatura inicial (
) = 0°C - Pressão inicial (
) = 1,0 atm - Temperatura final (
) = 60°C - Volume = constante
Passo 3
A gente vai usar a Lei de Charles, que relaciona pressão e temperatura quando o volume é constante. A fórmula dessa lei é:
Isso significa que a pressão inicial dividida pela temperatura inicial é igual à pressão final dividida pela temperatura final.
Passo 4
Antes de aplicar a fórmula, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque as leis dos gases usam a escala Kelvin. A conversão é:
Então:
Passo 5
Agora, vamos aplicar a fórmula da Lei de Charles para encontrar
:
Isolando
:
Substituindo os valores:
Calculando:
Resposta
A pressão final da amostra de ar será aproximadamente 1,22 atm.