Um tanque cilíndrico possui um pistão bem ajustado que permite alterar o volume do cilindro. O tanque inicialmente contém
de ar a uma pressão de 3,40 atm. O pistão é lentamente puxado para fora até que o volume do gás aumenta para
. Sabendo que a temperatura permanece constante, qual é a pressão final?
Passo 1
O enunciado descreve um processo isotérmico (temperatura constante) de um gás ideal confinado num cilindro com pistão móvel. Inicialmente temos pressão
e volume
. Após a expansão, o volume passa a
. O que precisamos é da pressão final
. O conteúdo usado será a lei de Boyle-Mariotte, que vale para transformações isotérmicas de gases ideais.
Passo 2
Pela lei de Boyle-Mariotte, a pressão e o volume mantêm o produto constante em uma transformação isotérmica:
Isolando
, temos
Passo 3
Substituindo os valores conhecidos:
Passo 4
Arredondando para três algarismos significativos (compatível com os dados), obtemos
Resposta
A pressão final é aproximadamente
.