Para medir a temperatura T0 do ar quente expelido, em baixa velocidade, por uma tubulação, um jovem utilizou uma garrafa cilíndrica vazia, com área da base S = 50 cm2 e altura H = 20 cm. Adaptando um suporte isolante na garrafa, ela foi suspensa sobre a tubulação por alguns minutos, para que o ar expelido ocupasse todo o seu volume e se estabelecesse o equilíbrio térmico a T0 (situação 1). A garrafa foi, então, rapidamente colocada sobre um recipiente com água mantida à temperatura ambiente TA = 27oC. Ele observou que a água do recipiente subiu até uma altura h = 4 cm, dentro da garrafa, após o ar nela contido entrar em equilíbrio térmico com a água (situação 2)
A)O volume VA, em cm3, do ar dentro da garrafa, após a entrada da água, na situação 2.
B)A variação da pressão ΔP em N/m2, do ar dentro da garrafa, entre as situações 1 e 2.
C)A temperatura inicial T0, em oC, do ar da tubulação, desprezando a variação de pressão do ar dentro da garrafa.
Note e adote:
PV = nRT
TK = T°C + 273
Dágua = 103 Kg/m³;
|g| = 10 m/s²
Estime:Física I ⇒ Termodinâmica/Fuvest-SP
Moderador: [ Moderadores TTB ]
Jan 2021
14
09:50
Re: Termodinâmica/Fuvest-SP
Olá, Harison.
a) O volume VA é dado por:
b) A variação de pressão pode ser relacionada com a variação do desnível da água:
c) Pela Lei de Gay-Lussac:
Em ºC, [tex3]102\mathrm{~\celsius}.[/tex3]
a) O volume VA é dado por:
[tex3]\mathrm{V_A = S \cdot \Delta H = 50 \cdot(20-4) \, \therefore \, V_A = 800~cm^3}[/tex3]
b) A variação de pressão pode ser relacionada com a variação do desnível da água:
[tex3]\mathrm{\Delta P = \mu ~g~\Delta H \implies \Delta P = 10^3 \cdot 10 \cdot (16 -20) = -4 \cdot 10^{4} ~N/m^2}[/tex3]
c) Pela Lei de Gay-Lussac:
[tex3]\mathrm{\frac{\stackrel{{}^{V_i}}{S \cdot H_i}}{T_i} = \frac{\stackrel{{}^{V_f}}{S \cdot H_f}}{T_f} \implies T_i = T_f \cdot \frac{H_i}{H_f}=375~K}[/tex3]
Em ºC, [tex3]102\mathrm{~\celsius}.[/tex3]
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