Enunciado

O gráfico da Figura E19.4 mostra um diagrama P V do ar em um pulmão humano quando uma pessoa está inalando e depois exalando ao respirar profundamente. Esses gráficos, obtidos em clínicas normalmente são um tanto curvos, mas modelamos um deles como um conjunto de linhas retas com a mesma forma geral. (Importante: a pressão mostrada é a pressão manométrica, e não a absoluta.) (a) Quantos joules de trabalho total o pulmão dessa pessoa realiza durante uma respiração completa? (b) O processo ilustrado aqui é um pouco diferente dos que estudamos, pois, a variação de pressão deve-se a variações na quantidade de gás no pulmão, e não a variações de temperatura. (Pense na sua própria respiração. Seus pulmões não se expandem porque ficaram quentes.) Se a temperatura do ar no pulmão permanecer a razoáveis 20 ºC, qual é o número máximo de moles no pulmão dessa pessoa durante uma respiração?

Passo 1

Faaaaala meu povo, bora pra mais uma questão do nosso livro!

Letra a)

Para o item a), primeiramente a gente quer calcular o trabalho realizado a partir da figura. Como sabemos o trabalho W é igual à área sob a curva. Portanto, para calcular a área sob a curva, multiplicaríamos o número de quadrados na figura do circuito fechado pela área de um quadrado.

Contando os quadrados no circuito fechado, será aproximadamente igual a 74 quadrados. Um quadrado tem uma dimensão igual a 1   m m   H g considerando as dimensões, temos que a área de um quadrado é igual a 0,1   m m H g ∙ L

Agora podemos calcular o trabalho realizado do processo multiplicando o número de quadrados pela área de um quadrado:

w = 74 × 0,1   m m H g ∙ L

W = 74   m m H g ∙ L

Passo 2

Letra b)

O número máximo de moles em uma respiração da lei do gás ideal é dado por:

n m á x = P m á x V m á x R T

Queremos agora encontrar P m á x e V m á x , para determinar n m á x .

Da figura, temos a pressão P 2 =   11   m m   H g é a temperatura final, mas não a máxima! E o volume V 2 é igual 1,4 × 10 - 3   m 3 e este é o volume máximo.

P 2 ​ não é o máximo porque o pulmão durante a inspiração é exercido pela pressão do ar que é igual a 760   m m   H g . Então a pressão P m á x ​ será igual:

P m á x = P 2 + P a r

P m á x = 11   m m   H g + 760   m m   H g

P m á x = 771   m m   H g = 1,028 × 10 5   P a

Com isso podemos agora calcular n m á x , logo:

n m á x = P m á x V m á x R T

Substituindo,

n m á x = ( 1,028 × 10 5 ) × ( 1 , 4 × 10 - 3 ) ( 8,314 ) × ( 273 )

n m á x = 0,059   m o l

Chegamos ao fim de mais uma questãozinha!

Tudo certo? Te vejo na próximaaaaa!

Resposta

Letra a)

W = 74   m m H g ∙ L

Letra b)

n m á x = 0,059   m o l

Exercícios de Livros Relacionados

Um técnico de laboratório coloca em um calorímetro o.ma amostra de 0,0850 kg de um material desconhecido, a uma temperatura de 100,0 ºC. O recipiente do calorímetro, inicialmente a 19,0 ºC, é feito co
Aquecedores de água por demanda. Os aquecedores de água quente convencionais consistem em um tanque de água mantido a uma temperatura fixa. A água quente será usada quando necessário. As desvantagens
Antes de ir fazer seu exame médico anual, um homem de 70,0 kg cuja temperatura é 37 ,O ºC consome uma lata inteira de 0,355 L de refrigerante (quase todo composto de água) a 12,0 ºC. (a) Qual deve ser
Tratamento para um acidente vascular cerebral. Um tratamento sugerido para pessoas que sofreram um acidente vascular cerebral é a imersão em uma banheira de água gelada a O ºC para reduzir a temperatu
Um ferreiro resfria um pedaço de ferro de 1,20 kg, inicialmente a 650,0 ºC, derramando água a 15,0 ºC sobre ele. Toda a água ferve, e o ferro acaba ficando com 120,0 ºC. Quanta água o ferreiro preciso