Para o oxigênio verifica-se que, numa dada expansão Joule-Thomson de 200 atm a 1 atm , ocorre queda de temperatura de , quando o gás entra num cilindro a . Calcule o correspondente ao intervalo de e acima referidos. Que conclusão pode ser tirada sobre a temperatura de inversão do ?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a pergunta está pedindo. Temos um exercício sobre a expansão Joule-Thomson do oxigênio. A gente precisa calcular o coeficiente de Joule-Thomson () para uma queda de pressão de 200 atm para 1 atm, que resulta em uma queda de temperatura de . Também precisamos concluir algo sobre a temperatura de inversão do . Para resolver isso, vamos usar a relação básica do efeito Joule-Thomson que relaciona a variação de temperatura com a variação de pressão.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a fórmula do coeficiente de Joule-Thomson:
Isso significa que representa quanto a temperatura muda quando a pressão muda, mantendo a entalpia constante.
Passo 3
No processo de Joule-Thomson, a variação de temperatura () está relacionada à variação de pressão () pela fórmula:
Queremos encontrar , então vamos reorganizar a fórmula:
Passo 4
Agora, vamos identificar os valores dados no enunciado:
A queda de temperatura () é de .
A variação de pressão () é de 200 atm para 1 atm, então:
O sinal negativo indica que a pressão está diminuindo.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula de :
O resultado positivo indica que a temperatura diminui quando a pressão diminui, o que é típico abaixo da temperatura de inversão.
Resposta
O coeficiente de Joule-Thomson () para o oxigênio no intervalo dado é aproximadamente . Além disso, como é positivo, podemos concluir que a temperatura de inversão do está acima de .