Exercício 4: Quais são a temperatura em
e a pressão em Pa do ponto triplo (a) da água e (b) do dióxido de carbono?
Passo 1
O enunciado pergunta, para cada substância listada, quais são (a) a temperatura no ponto triplo em
e (b) a pressão no ponto triplo em Pa. As substâncias são:
- (a) água
- (b) dióxido de carbono
Informações que vou usar (valores padrão do ponto triplo, aceitos em tabelas de propriedades):
- Para a água: temperatura no ponto triplo
e pressão . - Para o dióxido de carbono: temperatura no ponto triplo
(valor com arredondamento padrão) e pressão .
Passo 2
Explicando rapidamente o que é o ponto triplo e por que usamos esses números:
- Ponto triplo é a condição (temperatura e pressão) em que as três fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio para aquela substância. Cada substância tem seu próprio ponto triplo, que é uma constante física bem definida e encontrada em tabelas.
- Como o enunciado pede as grandezas em unidades específicas, é preciso (se necessário) converter temperatura de
para e garantir que a pressão esteja em pascals (Pa). Já tenho os valores do ponto triplo em e em Pa (acima), então a principal conversão será de para .
Passo 3
Fórmula de conversão de
para
e explicação:
- A relação entre uma temperatura
em e a temperatura em é
Aqui
é o valor em graus Celsius e
o valor em graus Fahrenheit. A fração
é o fator de escala entre as graduações, e o
é o deslocamento entre as escalas (0°C corresponde a 32°F).
Vou aplicar essa fórmula para cada substância, mostrando as contas passo a passo.
Passo 4
Conversão para a água:
- Começo com
(peguei esse dado das tabelas padrão do ponto triplo da água). - Uso a fórmula:
- Calculo passo a passo:
- A pressão já está em pascals na tabela:
(esse valor já é a pressão do ponto triplo em Pa).
Passo 5
Conversão para o dióxido de carbono:
- Começo com
(peguei esse dado das tabelas padrão do ponto triplo do ; está arredondado a uma casa decimal). - Uso a fórmula:
- Calculo passo a passo:
- A pressão do ponto triplo do
está tipicamente dada em tabelas como ou diretamente em pascals; convertendo bar para pascal usa-se . Assim, se tomarmos ,
(Como mencionado no Passo 1, apresentei o valor na forma
, que equivale a
.)
Passo 6
Arredondamentos e interpretação prática:
- Mantive os resultados com três ou quatro algarismos significativos, que é adequado para constantes físicas tabuladas (a temperatura do ponto triplo da água é frequentemente dada com precisão maior, mas usei os valores usuais).
- Se precisar de menos casas, pode-se arredondar
para e para . Para a pressão do pode-se escrever ou dependendo da precisão desejada.
Resposta
Água:
,
Dióxido de carbono: ,
Dióxido de carbono: