Considere argônio confinado num cilindro com pistão de massa igual a 610 kg e diâmetro igual a 32 cm .
O ambiente sobre o pistão tem pressão constante e igual a 192 kPa .
(a) (20 %) Qual a pressão em kPa exercida no argônio, apenas pelo pistão?
(b) (20 %) Qual a pressão absoluta em kPa do argônio?
(c) (20 %) Qual a pressão manométrica em kPa do argônio?
(d) (
) Qual a massa, em g , de argônio dentro do cilindro se o volume ocupado pelo argônio é 36 L e sua temperatura é
?
Assuma que o argônio nessa situação pode ser considerado um gás ideal.
O ambiente sobre o pistão tem pressão constante e igual a 192 kPa .
(a) (20 %) Qual a pressão em kPa exercida no argônio, apenas pelo pistão?
(b) (20 %) Qual a pressão absoluta em kPa do argônio?
(c) (20 %) Qual a pressão manométrica em kPa do argônio?
(d) (
Passo 1
O enunciado dá um pistão de massa
,kg e diâmetro
,m sobre um cilindro contendo argônio. A pressão ambiente sobre o pistão é
,kPa. Precisamos calcular
- a pressão exercida no gás apenas pelo peso do pistão
; - a pressão absoluta do argônio
; - a pressão manométrica
; - a massa de argônio no volume
,L à temperatura , tratando-o como gás ideal.
Passo 2
Primeiro calculamos a pressão do pistão: a força é o peso
com
,m/s
, e a área do pistão é
Logo
Passo 3
A pressão absoluta do argônio é a soma da pressão ambiente com a pressão do pistão:
Passo 4
A pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a pressão ambiente:
o que confirma que a contribuição do pistão é a mesma do item (a).
Passo 5
Para achar a massa de argônio usamos a lei dos gases ideais. Primeiro convertendo unidades:
A equação
dá o número de mols
A massa é
, com massa molar do argônio
,g/mol:
Resposta
(a)
,kPa
(b) ,kPa
(c) ,kPa
(d) ,g
(b)
(c)
(d)