Enunciado

Um cilindro com 1,0 m de altura e diâmetro interno de 0,120 m armazena gás propano (massa molar igual a 44,1   g / m o l ) para ser usado em um churrasco. O cilindro é inicialmente cheio de gás até que a pressão manométrica seja 1,30 × 10 6   P a e a temperatura seja igual a 22 ºC. A temperatura do gás permanece constante à medida que ele é parcialmente retirado do tanque, até que a pressão manométrica final seja igual a 3,40 × 10 5 Pa. Calcule a massa do propano que foi consumido.

Passo 1

Faaaaala meu povo, bora pra mais uma questão do nosso livro!

Para essa questão, primeiramente temos que anotar alguns dados fornecidos:

Temos um tanque com comprimento L = 1 m ;

Raio r = 0,06   m ;

Preenchido com gás propano com pressão p = 1,31 × 0 6   P a ;

Temperatura de T = 22 ℃ = 295   K .

Temos também como saber o seu volume a partir da equação:

V = π r 2 L

V = π ( 0,06   m ) 2 × ( 1   m )

V = 0,0113   m 3

Parte desse gás foi esvaziado para ser usado e a pressão diminuiu para 3,4 × 10 5   P a e definitivamente a massa também diminuíram e é pedido para calcular a massa de gás que foi usada. Belezinha?

Agora vamos seguir na nossa resolução.

Passo 2

Neste caso, temos dois estados:

1º estado é o gás propano tem massa m 1 ​e pressão m 1 = 1,3 × 10 6   P a .

2º estado é o gás propano tem massa m 2 ​que permanece no tanque depois que uma parte do gás é esvaziada e a pressão é P 2 = 3,4 × 10 5   P a .​

Temos os valores de P 1 e P 2 e nosso passo a passo será primeiro encontrar o valor de m 1 em seguida o valor de m 2 que consequentemente nos dará o valor da massa que foi utilizada.

Pela equação dos gases ideais, temos:

P 1 V = n R T

Onde n é o número de mols e pode substituir seu valor por m M onde M é a massa molar do gás propano e é igual a 44,1   g / m o l .

Então ficamos com:

P 1 V = m 1 M R T

Resolvendo em função de m 1 , encontramos:

m 1 = P 1 V M R T

m 1 = ( 1,13 × 10 6 ) ( 0,0113   m 3 ) ( 44,1 ) ( 8,314 ) ( 295 )

m 1 = 264,13   g

Passo 3

Tendo agora o valor de m 1 , podemos usar a seguinte relação:

P 1 P 2 = m 1 m 2

Resolvendo para   m 2 , ficamos com:

m 2 = m 1   P 2 P 1

Substituído os valores que já temos:

m 2 = ( 264,13 ) × ( 3,4 × 10 5   ) ( 1,3 × 10 6 )

m 2 = 69,08   g

Agora encontramos a massa de gás restante no tanque depois que uma parte do gás foi usada. Para calcular a massa de gás propano que foi usada, faremos:

m 1 - m 2 = 264,13   g - 69,08   g

= 195,059   g

A massa de gás propano que foi usada em uma churrasqueira é 195,059   g !

E assim a gente finaliza mais uma questãozinha.

Tudo certo? Te vejo na próximaaaaa!

Resposta

195,059   g

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