O tubo de vidro de um barômetro de mercúrio tem secção reta de 1c m 2 e 90c m de altura acima da superfície livre do reservatório de mercúrio. Num dia em que a temperatura ambiente é de 20 ° C e a pressão atmosférica verdadeira é de 750m m / H g , a altura da coluna barométrica é de 735m m . Calcule a quantidade de ar (em moles) aprisionada no espaço acima da coluna de mercúrio.

No espaço acima da coluna de mercúrio há n = 1,37 × 10 - 5m o l de ar.

Enunciado

Vamos começar com um desenho da situação:

Para que o sistema esteja em equilíbrio, as pressões devem se igualar da seguinte forma:

A pressão atmosférica corresponde à pressão de uma coluna de mercúrio com altura , então:

Já a coluna do tubo no desenho tem , então:

Com essas duas equações, podemos definir uma relação entre e :

Substituindo isso na primeira equação, temos o seguinte:

E como a pressão atmosférica em Pascal é , temos:

Mas nosso objetivo é calcular o número de moles na parte de cima do tubo. Vamos usar a lei dos gases ideais:

Já temos a temperatura e a pressão. Podemos calcular o volume com os valores que foram dados no enunciado:

A temperatura em Kelvin é , então podemos substituir os valores numéricos:

Onde usamos .

No espaço acima da coluna de mercúrio há de ar.