Exercício 4) Um conjunto cilindro-pistão de volume fixo
contém
de hélio a
. O pistão está travado por um pino. O gás é aquecido até que a pressão atinja
. Considere o hélio como gás ideal.
Pede-se:
a) A temperatura inicial do hélio no conjunto cilindro-pistão;
b) A temperatura final do hélio após o aquecimento.
a) A temperatura inicial do hélio no conjunto cilindro-pistão;
b) A temperatura final do hélio após o aquecimento.
Passo 1
Temos um conjunto cilindro-pistão de volume constante
com massa de hélio
. A pressão inicial é
e, após aquecimento a volume constante, atinge
. Como o hélio se comporta como gás ideal, vamos usar a equação de estado
para determinar as temperaturas inicial
e final
.
Passo 2
Calculamos o valor do R específico do hélio a partir da constante universal dos gases
e da massa molar
.
Passo 3
Para encontrar
, aplicamos
Substituindo valores (com
em pascal):
Passo 4
Como o volume e a massa são constantes, podemos escrever para o estado 2
Logo,
Resposta
a)
b)
b)