Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 19.2 - Ex. 6
Garrafa de água em um carro quente. Nos dias de calor a temperatura em um carro fechado estacionado no sol pode ser suficiente para provocar queimaduras. Suponha que uma garrafa de água removida de uma geladeira à temperatura de seja aberta, fechada novamente e deixada em um carro fechado com uma temperatura interna de . Desprezando a dilatação térmica da agua e da garrafa, determine a pressão ao ar contido no interior da garrafa. (A pressão pode ser suficiente para arrancar uma tampa rosqueada.)
Passo 1
Bom, vamos ver o que sabemos sobre o estado inicial.
Como a garrafa é aberta após ser retirada da geladeira, a pressão dela logo que é colocada no carro é simplesmente a pressão atmosférica:
A temperatura inicial é:
E o volume não muda, já que o ar está preso na garrafa que não dilata, então vamos dizer que ele é igual ao volume final:
Passo 2
Como o ar na garrafa vai entrar em equilíbrio térmico com o ar no carro, a temperatura final vai ser:
E a pressão é o que queremos descobrir.
Passo 3
Agora vamos aplicar a lei dos gases ideais:
Podemos cortar os dois volumes, já que são iguais:
Queremos descobrir a pressão final, então vamos isolá-la:
Resolvido.
Resposta
A pressão final será de .