Você encontra uma caixa térmica vazia, daquelas usadas para manter as bebidas geladas em um piquenique no parque. A caixa tem paredes de alumínio revestidas com um material isolante. Trata-se de uma caixa térmica de 29 L com 2,0 kg de alumínio. Só de brincadeira, você atira um rojão dentro dela, fecha a tampa e senia sobre a caixa para que a tampa não arrebente. Um minuto mais tarde, quando abre a tampa, você nota que a marcação de um termômetro embutido na caixa subiu de 25ºC para 28ºC. Quanta energia foi liberada pelo rojão ao explodir?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Temos três sistemas de interação: o alumínio, o ar e o foguete. A energia liberada pelo foguete eleva a temperatura do alumínio e do ar. Vamos supor que o ar é predominantemente N 2 . Suponha que o isolamento ao redor seja excelente.

Para o sistema de foguetes + ar + alumínio fechado, a conservação de energia requer que:

Q = Q foguetes   + Q A l + Q ar = 0 J Q A l = m A l c A l Δ T = 2.0 k g 900 J k g K 3 K = 5400 J Q a r = n C V Δ T = p V R T C V Δ T = 1.01 × 10 5 P a 20 × 10 - 3 m 3 8.31 J m o l K 298 K 20.8 J m o l K 3 K = 51 J

Assim,

Q foguetes   = - Q A l - Q ar   = - 5450 J

Ou seja, ≈ 5500 J de energia são liberados na explosão do foguete.

Resposta

5500 J

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