Todos estão familiarizados com os princípios gerais de operação de um motor de combustão interna: á queima do combustível movimenta o pistão. Pode-se imaginar um motor que use outras reações além das de combustão; neste caso, precisa-se saber quanto trabalho pode ser realizado. Uma reação química ocorre num vaso de seção reta uniforme, de 100 cm^2, provido de pistão. Em virtude da reação, o pistão se desloca 10 cm contra a pressão externa de 100 kPa . Calcule o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 1

Então, vamos lá! O enunciado fala sobre um sistema onde uma reação química empurra um pistão. Estamos trabalhando com conceitos de trabalho em termodinâmica. Para resolver isso, precisamos entender como calcular o trabalho realizado por esse pistão usando a pressão, a área do vaso e o deslocamento do pistão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as informações que nos deram:
  • Área do vaso: 100 , cm^2
  • Deslocamento do pistão: 10 , cm
  • Pressão externa: 100 , kPa

Passo 3

Sabemos que o trabalho ( W) realizado pelo sistema pode ser calculado usando a fórmula:
W = P times De
onde:
  • P é a pressão
  • De é a variação de volume

Passo 4

Primeiro, precisamos calcular a variação de volume ( De). Para isso, usamos a área ( A) e o deslocamento ( De):
De
Mas atenção! As unidades estão em centímetros, então vamos converter tudo para o Sistema Internacional (SI).

Passo 5

Convertendo a área de centímetros quadrados para metros quadrados:
100 , cm^2 = 100 times 10^-4 , m^2 = 0,01 , m^2

Passo 6

Convertendo o deslocamento de centímetros para metros:
10 , cm = 0,1 , m

Passo 7

Agora, calculamos a variação de volume ( De):
De

Passo 8

Convertendo a pressão de kPa para Pascals:
100 , kPa = 100 times 10^3 , Pa = 10^5 , Pa

Passo 9

Agora, aplicamos a fórmula do trabalho:
W = P times De

Resposta

O trabalho realizado pelo sistema é de 100 J.

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