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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 70

Um copo é lavado com água a 45   ° C e é colocado de boca para baixo na mesa. O ar da sala onde está localizada a mesa está a 20   ° C e o ar aprisionado no copo é aquecido até 40   ° C . No processo de aquecimento do ar aprisionado ocorrem diversos vazamentos de modo que a pressão relativa do ar preso no copo é 2   k P a quando a temperatura do atinge o valor fornecido. Após algum tempo a temperatura do ar aprisionado no copo volta a ser igual à do ambiente. Determine a pressão do ar preso no copo no final desse processo sabendo que a pressão atmosférica é 101   k P a .

Passo 1

Oi pessoal, tudo certo? Vamos analisar essa questão!

Vamos enumerar e organizar nossos dados:

A temperatura inicial da água quente no vidro é de:

T = 45 ° C

A temperatura ambiente do ar é de:

T 1 = 20 ° C = 293   K

A temperatura da água quente no copo quando o ar é preso é de:

T 2 = 40 ° C = 313   K

A pressão do ambiente é de:

P a m b = 101   k P a

A pressão resultante liquida no vidro é de:

P 2 = 2   k P a + 101   k P a

P 2 = 103   k P a

A temperatura após o resfriamento é de:

T 3 = 20 ° C

Passo 2

Bom... Durante o processo de resfriamento, o volume permanece constante. Da equação do gás ideal, podemos considerar a seguinte equação de comparação:

P 2 V 2 m R T 2 = P 3 V 3 m R T 3

Simplificando, temos que:

P 3 = P 2 T 3 T 2

Substituindo os valores, temos que:

P 3 = 103 20 + 273 40 + 273

P 3 = 96,4185   k P a

Resposta

P 3 = 96,4185   k P a

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