Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 9ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 9º - Capítulo 19.3 - 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
Belezera galerinha bonita, 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 dada como:
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
Pra isso, vamos aplicar a lei dos gases ideais, dada como:
Podemos cortar os dois volumes, já que são iguais, logo:
Queremos descobrir a pressão final, então vamos isolá-la, de forma que:
Logo:
Resposta
A pressão final será de .