Enunciado

Três moles de um gás ideal estão em uma caixa cubica e rígida, com lados medindo 0,200 m. a) Qual é a força que o gás exerce sobre cada um dos seis lados da caixa quando a temperatura do gás é 20 ° C ? b) Qual é a força quando a temperatura do gás sobre para 100 ° C ?

Passo 1

E ai galera, pra resolver esse exercício, temos que a força é dada por:

F = p A

E a lei dos gases ideias é:

p V = n R T

Para o cubo:

V A = L

Passo 2

  1. Assim, a força de qualquer lado do cubo é:
  2. F = p A = n R T V A = n R T L ,

    desde a razão da área para volume é:

    A V = 1 L

    Para T = 20 ° C = 293,15 K . Então:

    F = n R T L = ( 3   m o l ) ( 8,3145 J / m o l ⋅ K ) ( 293,15 K ) 0,200 m = 3,66 × 10 4   N

    Passo 3

  3. Para T = 100 ° C = 373,15 K ,

F = n R T L = ( 3   m o l ) ( 8,3145 J / m o l ⋅ K ) ( 37 3,15 K ) 0,200 m = 4,65 × 10 4   N

Quando a temperatura aumenta enquanto o volume é mantido constante, a pressão aumenta e portanto, a força aumenta. A força aumenta pelo fator T 2 / T 1 .

Resposta

  1. 3,66 × 10 4   N
  2. 4,65 × 10 4   N
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