A massa de ar contida em um volume rígido de 20 litros a 3 MPa com temperatura de 130 K está próxima de:
(A)
(B)
©
(D)
(A)
(B)
©
(D)
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física que pede para calcular a massa de ar em um volume rígido de 20 litros, sob uma pressão de 3 MPa e temperatura de 130 K. Para isso, vamos usar a equação dos gases ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e massa.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional (SI) para facilitar os cálculos. Sabemos que:
- 1 litro = 0,001 metro cúbico (m³)
- 3 MPa = 3 × 10⁶ Pascal (Pa)
Então:
- Volume (V) = 20 litros = 20 × 0,001 = 0,02 m³
- Pressão § = 3 MPa = 3 × 10⁶ Pa
Passo 3
A equação dos gases ideais é dada por:
onde:
-
é a pressão -
é o volume -
é a massa -
é a constante específica dos gases -
é a temperatura
Para o ar, a constante específica
é aproximadamente 287 J/(kg·K).
Passo 4
Agora, vamos isolar a massa
na equação:
Substituindo os valores:
Passo 5
Calculando o numerador:
Calculando o denominador:
Então:
Resposta
A massa de ar é aproximadamente 1,8 kg. Portanto, a opção correta é a letra C.