Um tanque rígido de
contém gás nitrogênio a 600 kPa e 400 K . Se ocorrer uma perda de
de gás, então qual será a pressão final se a temperatura final for de 375 K ?
Escolha uma opção:
a. nenhum dos mencionados
b.
c.
d.
Limpar minha escolha
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede a pressão final:
- Volume do tanque:
. - Pressão inicial:
. - Temperatura inicial:
. - Perda de massa de gás:
. - Temperatura final:
.
Pergunta: qual será a pressão finalno tanque após a perda de e com a temperatura final ?
Passo 2
Vamos usar a lei dos gases ideais na forma adequada para massa específica:
Explicando cada símbolo:
-
é a pressão absoluta (Pa). -
é o volume (m ). -
é a massa de gás (kg). -
é a constante específica do gás (J·kg ·K ). -
é a temperatura absoluta (K).
Para nitrogênio (
) usamos a constante específica
onde
é a constante universal e
é a massa molar do
. A massa molar do nitrogênio é
. Logo,
Vou arredondar para
(mantendo precisão suficiente para a prova).
Passo 3
Calcular a massa inicial
a partir de
. Primeiro converto
para pascals:
Então
Calculemos o denominador:
Portanto
Passo 4
A massa final
após perda de
é
Passo 5
Agora usamos novamente
para obter
:
Substituindo os números (com
e
):
Calculemos passo a passo:
Multiplicando por
:
Convertendo para kPa:
Arredondando para uma casa decimal (como nas opções):
.
Passo 6
Interpretação rápida: a pressão caiu porque houve perda de massa e a temperatura final também é menor; ambos tendem a reduzir a pressão no volume fixo — e o cálculo confirma isso.
Resposta
b.