Hidrogênio ( 330 g ) está contido em um tanque rígido de
de volume, a 250 KPa e 550 K . O gás é resfriado até que sua temperatura caia para 350 K . Determine:
A pressão final do tanque, em KPa. (Resposta:
).
A pressão final do tanque, em KPa. (Resposta:
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que temos 330 g de hidrogênio dentro de um tanque rígido de volume V=3 m³, na condição inicial P₁=250 kPa e T₁=550 K. Depois a gente esfria o gás até T₂=350 K e precisa descobrir qual vai ser a pressão P₂.
Conteúdo: lei dos gases ideais (PV=nRT) e como usar a ideia de tanque rígido (V constante) e massa fixa (n constante) para relacionar P e T.
Conteúdo: lei dos gases ideais (PV=nRT) e como usar a ideia de tanque rígido (V constante) e massa fixa (n constante) para relacionar P e T.
Passo 2
Antes de tudo, calcula a quantidade de matéria (n):
Massa molar do H₂ é M=2 g/mol, então
Massa molar do H₂ é M=2 g/mol, então
A teoria principal é a lei dos gases ideais:
onde R é a constante universal (R=8,314 kPa·m³/(kmol·K) se você trabalhar em kmol, mas aqui o ponto é ver que V e n não mudam).
Passo 3
Como o tanque é rígido, V é constante, e como não entra nem sai gás, n também fica constante.
Isso implica que
Isso implica que
isto é,
Passo 4
Isolando P₂, temos:
Resposta
P₂ ≃ 159,1 kPa