Considere monóxido de carbono dentro de um cilindro com pistão. O pistão pode se mover livremente sem atrito e o monóxido de carbono não pode escapar do cilindro.
Esse conjunto está localizado em um ambiente com pressão absoluta igual a 13.49 psi. O diâmetro do pistão é 16 cm e sua massa é 73 kg .
(a) (0.5 pt) Qual a pressão relativa (manométrica) do monóxido de carbono em kPa ?
(b) (0.5 pt) Qual a pressão absoluta do monóxido de carbono em kPa ?
(c) (0.5 pt) Qual a pressão absoluta do monóxido de carbono em mmHg?
Esse conjunto está localizado em um ambiente com pressão absoluta igual a 13.49 psi. O diâmetro do pistão é 16 cm e sua massa é 73 kg .
(a) (0.5 pt) Qual a pressão relativa (manométrica) do monóxido de carbono em kPa ?
(b) (0.5 pt) Qual a pressão absoluta do monóxido de carbono em kPa ?
(c) (0.5 pt) Qual a pressão absoluta do monóxido de carbono em mmHg?
Passo 1
O enunciado trata de um gás (CO) confinado em um cilindro com pistão livre de atrito, em equilíbrio estático. Sabemos que a pressão absoluta do ambiente externo é de
,psi, o pistão tem diâmetro
,cm e massa
,kg. O conteúdo é estática de fluidos e equilíbrio de forças, e precisaremos:
– calcular a área do pistão;
– aplicar equilíbrio de forças verticais para obter a pressão relativa ;
– converter unidades de psi para kPa e depois kPa para mmHg.
– calcular a área do pistão;
– aplicar equilíbrio de forças verticais para obter a pressão relativa
– converter unidades de psi para kPa e depois kPa para mmHg.
Passo 2
Calcular a área da seção do pistão de diâmetro
,cm (
,m).
Passo 3
Escrevendo o equilíbrio vertical do pistão, positivo para cima:
Logo, a pressão manométrica do gás
satisfaz
Passo 4
Calcular
em Pascal e converter para kPa.
Passo 5
Converter a pressão externa de psi para kPa. Como
,psi
,Pa:
Passo 6
(a) A pressão relativa do gás em kPa é
(b) A pressão absoluta em kPa é
(c) Converter
,kPa em mmHg, sabendo que
,mmHg
,Pa (
,kPa):
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)