Quando vazio, a
, um tanque de mergulho típico possui volume e pressão iguais a, respectivamente, 11 Le e
. Quando preenchido com ar comprimido, a temperatura e pressão passam a
e
. Qual o número de moles de ar no tanque vazio e depois de cheio? Quanto isso representa em relação a variação de massa de ar no tanque sabendo que a massa molecular média do ar é de
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um tanque de mergulho que pode estar vazio ou cheio de ar comprimido. Queremos calcular quantos moles de ar tem no tanque nessas duas situações e também a variação na massa de ar quando ele é enchido. Para isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e número de moles de um gás.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a Lei dos Gases Ideais. Ela é dada por:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de moles, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Antes de aplicar a fórmula, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin. A conversão é:
Então:
- Temperatura vazia:
- Temperatura cheia:
Passo 4
Agora, vamos calcular o número de moles quando o tanque está vazio. Os dados são:
- Pressão vazia:
- Volume:
- Temperatura vazia:
Aplicando a Lei dos Gases Ideais:
Passo 5
Calculando o número de moles quando o tanque está cheio. Os dados são:
- Pressão cheia:
- Volume:
- Temperatura cheia:
Aplicando novamente a Lei dos Gases Ideais:
Passo 6
Agora, vamos calcular a variação de moles de ar no tanque ao ser cheio:
Passo 7
Por fim, para encontrar a variação na massa de ar, usamos a massa molecular média fornecida (
):
Resposta
Após os cálculos, temos:
- Número de moles no tanque vazio: aproximadamente
- Número de moles no tanque cheio: aproximadamente
- Variação na massa de ar no tanque: aproximadamente