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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 45

Um tanque cilíndrico com 1   m de comprimento e diâmetro interno de 20   c m , é evacuado e em seguida enchido com bióxido de carbono gasoso a 25   ° C . Até que pressão deve ser carregado o C O 2 , se sua massa final deve ser de 1,2   k g ?

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Primeiro vamos assumir que o C O 2 é um gás ideal, de modo que podemos calcular sua pressão pela Lei dos Gases:

P = m R T V

Para isso, precisamos antes do volume do cilindro. O enunciado nos deu 1   m de comprimento e diâmetro interno de 20   c m = 0,2   m . Então,

V c i l i n d r o = Á r e a   d a   b a s e × c o m p r i m e n t o

V c i l i n d r o = π 4 d 2 ∙ l = π 4 0,2   m 2 ∙ 1   m

V c i l i n d r o = 0,031416   m 3

Agora podemos achar a pressão.

Passo 2

Pegando aquela equação lá do início e substituindo os valores (para o C O 2 R = 0,18892   k J / ( k g ∙ K ) ), temos:

P = m R T V = ( 1,2   k g ) ( 0,18892 k J / ( k g ∙ K ) ) ( 25 + 273,15 K ) 0,031416   m 3

P = 2152   k P a

Resposta

2152   k P a

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