A atmosfera è composta por uma camada de gases que se situam sobre a superficie da Terra. Imediatamente acima do solo, localiza-se uma região da atmosfera conhecida como troposfera, na qual ocorrem as nuvens, os ventos e a chuva. Ela tem uma altura aproximada de 10 km , a temperatura no seu topo é de -60^circ C e sua pressão é de 0,50 atm. Se um balão resistente a altas pressōes, cheio com gás hélio até um volume de 12 litros, a 760 mmHg e 27^circ C for solto, qual o volume, em litros, deste balão quando chegar ao topo da troposfera?

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz que um balão com 12 L de hélio está a 760 mmHg e 27 °C no nível do mar. Lá em cima, no topo da troposfera, a pressão cai pra 0,50 atm e a temperatura é –60 °C. A pergunta é: qual vai ser o volume desse balão nesse ponto?
Conteúdo envolvido: leis dos gases (vamos usar a lei combinada dos gases ideais). Pra resolver, a gente vai precisar converter temperatura pra Kelvin e pressão pra mesma unidade (atm), depois aplicar:
P1 V1T1 = P2 V2T2

Passo 2

Primeiro, padronizar unidades:
  1. Temperaturas em Kelvin:
  • T₁ = 27 °C + 273 = 300 K
  • T₂ = –60 °C + 273 = 213 K
    Por que Kelvin? Porque nas leis dos gases a temperatura tem de estar numa escala absoluta (0 K = zero absoluto).
  1. Pressões em atm:
  • P₁ = 760 mmHg = 1,00 atm (sabemos que 760 mmHg equivale exatamente a 1 atm)
  • P₂ = 0,50 atm (já tá em atm)

Passo 3

Agora, aplicamos a lei combinada dos gases:
P1 V1T1 = P2 V2T2
Isolando V2 = V1 cdot P1P2 cdot T2T1:
V2 = 12,L times 1,00,atm0,50,atm times 213,K300,K
Substituindo os valores:

Calculemos passo a passo:


Resposta

O volume do balão no topo da troposfera será aproximadamente 17,04 L.

Exercícios relacionados