Físico-Química(UEM) Gases Tópico resolvido

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Telemental
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(UEM) Gases

Mensagem não lida por Telemental »

(UEM 2009) O desenho abaixo representa um recipiente cilíndrico que é aberto na parte superior, hermeticamente fechado na parte inferior e vedado com auxílio de um êmbolo que pode ser deslocado verticalmente. O recipiente contém 4g do gás H2 que se encontra a uma temperatura de -73o C.
Considere o H2(g) um gás ideal e desconsidere a pressão atmosférica e o atrito entre o êmbolo e as paredes do recipiente. Sobre o exposto, assinale o que for correto.
(Dados: constante dos gases = 8,314 Pa.m3 mol-1.K-1, aceleração da gravidade = 10,0 m.s-2,, π = 3,1.)
embolo.jpg
embolo.jpg (12.51 KiB) Exibido 2198 vezes
01) Para que o êmbolo não se movimente nem para cima e nem para baixo, sua massa deve ser aproximadamente 27,7 Kg.
02) Se a massa do êmbolo fosse igual a 25 Kg, a temperatura do gás deveria ser aproximadamente -92,6ºC para que não houvesse movimento vertical do êmbolo.
04) Ao se elevar a temperatura do gás para 0ºC, o êmbolo se deslocará aproximadamente 4,4 m para cima para manter-se a mesma pressão inicial.
08) Ao se alterar a temperatura para -88ºC, o êmbolo se deslocará para baixo.
16) Ao se aumentar a temperatura e a pressão interna do gás, o êmbolo se deslocará para baixo
Resposta

15

Última edição: Telemental (Qua 08 Mar, 2017 20:08). Total de 2 vezes.



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VALDECIRTOZZI
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Re: (UEM) Gases

Mensagem não lida por VALDECIRTOZZI »

01) Para o embolo não se mover temos que
[tex3]P_{embolo}=P_{H_2}[/tex3]
[tex3]\frac{P_{embolo}}{A}=\frac{n_{H_2} \cdot R \cdot T}{V_{H_2}}[/tex3]
[tex3]\frac{m_{embolo} \cdot g}{A}=\frac{m_{H_2} \cdot R \cdot T}{A \cdot h \cdot M_{H_2}}[/tex3]
[tex3]m_{embolo}=\frac{m_{H_2} \cdot R \cdot T}{g \cdot h \cdot M_{H_2}}[/tex3]
[tex3]m_{embolo}=\frac{4 \cdot 8,314 \cdot 200}{10 \cdot 12 \cdot 2}=27,71 \ kg[/tex3]

02) Da expressão acima temos:
[tex3]T=\frac{m_{embolo} \cdot g \cdot h \cdot M_{H_2}}{m_{H_2} \cdot R}[/tex3]
[tex3]T=\frac{25 \cdot 10 \cdot 12 \cdot 2}{4 \cdot 8,314}=180,42 K[/tex3]

[tex3]K=C+273[/tex3]
[tex3]180,42=C+273[/tex3]
[tex3]C=-92,58 \ °C[/tex3]

04) Retomando a mesma expressão:
[tex3]h=\frac{m_{H_2} \cdot R \cdot T}{m_{embolo} \cdot g \cdot M_{H_2}}[/tex3]
[tex3]h=\frac{4 \cdot 8,314 \cdot 273}{27,7 \cdot 10 \cdot 2}=16,38 \ m[/tex3]

Como a altura inicial do êmbolo era 12 m o deslocamento foi de [tex3]16,38-12=4,38 \ m[/tex3]

08) Pela expressão do item anterior, vê-se que a altura do êmbolo é diretamente proporcional à temperatura, se esta diminuir aquela também diminuirá, pelos cálculos:
[tex3]h=\frac{m_{H_2} \cdot R \cdot T}{m_{embolo} \cdot g \cdot M_{H_2}}[/tex3]
[tex3]h=\frac{4 \cdot 8,314 \cdot (273-88)}{27,7 \cdot 10 \cdot 2}=11,10 \ m[/tex3]

16) Se a temperatura do gás aumentar o seu volume expande e o êmbolo se desloca para cima.

Espero ter ajudado!

Última edição: VALDECIRTOZZI (Sex 10 Mar, 2017 15:15). Total de 1 vez.


So many problems, so little time!

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Telemental
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Re: (UEM) Gases

Mensagem não lida por Telemental »

Obrigado Novamente!!




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