Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 17.1 - Ex. 53

Um recipiente fechado com um volume de 6,00 L contém 10,0 g de hélio líquido a 25,0 K e ar suficiente para preencher o restante de seu volume a uma pressão de 1,00 atm. O hélio evapora e o o recipiente aquece até a temperatura ambiente (293 K). Qual é a pressão final dentro do recipiente?

Passo 1

Primeiro vamos anotar os dados que a questão nos dá:

V = 6,00 L

m = 10,0 g

T 1 = 25,0 k

P = 1,00   a t m

T 2 = 293 k

Mas antes de continuar, vamos transformar o volume de Litros para metros cúbicos:

V = 6,00 L × 10 - 3 m 3 L = 6,00 × 10 - 3 m 3

E também vamos passar a massa de Hélio de gramas para quilogramas:

m = 10,0 g × 10 - 3 k g g = 10,0 × 10 - 3 k g

Passo 2

Assim fica mais fácil de visualizar. Agora basta aplicar a lei das pressões parciais e substituir os valores. Com isso,

P f i n a l = P H e + P a r

Sabendo que,

n = m M

Onde, M é a massa molar, podemos utilizar a lei do gás ideal, com isso:

P H e = n H e R T V = m H e R T M H e V  

P a r = n a r R T V = ρ a r V R T M a r V =   ρ a r R T M a r  

Passo 3

Logo, nossa pressão final é dada por:

P f i n a l =   m H e R T M H e V +   ρ a r R T M a r  

P f i n a l = ( m H e M H e V +   ρ a r M a r ) R T  

Substituindo os valores, temos:

P f i n a l = 10,0 g 4,003 g m o l * 6,00 L + 1,293 g L 28,81 g m o l * 0,082 a t m L m o l K * 293 K

P f i n a l = 11,1 a t m

Passo 4

Você também poderia ter resolvido usando a constante R como sendo:

R = 8,31 J m o l K

Ficaria algo assim:

P f i n a l = 10,0 g 4,003 g m o l * 6,00 L + 1,293 g L 28,81 g m o l * 8,31 J m o l K * 293 K

O que resultaria em:

P f i n a l = 1123 P a

Vamos transformar o resultado para atm, dessa maneira

P f i n a l = 1,124 * 10 6 * 1 101325 = 11,1   a t m

As duas formas estão corretas, mas fique sempre atento com as unidades para não deixar passar nenhum erro, beleza?

Resposta

11,1 atm

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Nos assuntos anteriores, descobrimos que a velocidade de escape na superfície de um planeta de raio R é v e = 2 g R , onde g é a aceleração devido à gravidade na superfície do planeta. Se a velocidade
Estime a densidade do ar seco ao nível do mar em um dia quente de verão.
Um vaso de 10,0-L contém gás a uma temperatura de 0, 0 º C e uma pressão de 4, 0 ATM. Quantos mols de gás estão no vaso? Quantas moléculas?
Imagine que 10,0 g de hélio líquido, inicialmente a 4,20 K, evapore para um balão vazio que é mantido à pressão de 1,00 atm. Qual é o volume do balão em (a) 25,0 K e (b) 293 K?
Um motorista infla os pneus de seu carro a uma pressão do calibre de 180 kPa em um dia em que a temperatura é -8,0 º C. Quando ele chega ao seu destino, a pressão dos pneus aumentou para 245 kPa. Qual