Um béquer químico com fundo de Isolante metal é preenchido com 20 g de água térmico a 20ºC. Em seguida, ele é colocado em bom contato térmico com um recipiente de 4000 cm3 que contém 0,40 mol de um gás monoatômico à pressão de 10 atm. Os dois recipientes estão bem-isolados de suas vizinhanças. Qual é a pressão do gás FIGURA P17.47 depois de um longo tempo decorrido? Considere que os recipientes sej am de massa desprezível e que não afe1em o resultado.

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Temos dois sistemas interagindo: a água e o gás. Para o sistema fechado composto por água e gás chegar ao equilíbrio, o calor é transferido de um sistema em interação para o outro.

A conservação de energia requer que:

Q ar   + Q água = 0 J ⇒ n g á s C V T f - T i  gá s  + m água c T f - T i   água = 0 J

Usando a lei do gás ideal,

T g á s = p g á s V g á s n g á s R = 10 × 1.013 × 10 5 P a 4000 × 10 - 6 m 3 0.40 m o l 8.31 J m o l K = 1219 K

Passo 2

A equação de conservação de energia com T i   á gua = 293 K torna-se:

0.40 m o l 12.5 J m o l K T - 1219 K + 20 × 10 - 3 k g 4190 J k g K T - 293 K = 0 J ⇒ T f = 345 K

Agora podemos usar a equação do gás ideal para encontrar a pressão final do gás.

p i V i T i = p f V f T f ⇒ p f = p i T f T i = 345 K 1219 K 10 a t m = 2.8 a t m

Resposta

2.8 a t m

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