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Um professor realizou com seus alunos o seguinte experimento para observar fenômenos térmicos: — colocou, inicialmente, uma quantidade de gás ideal em um recipiente adiabático; — comprimiu isotermicamente o gas 4 temperatura de 27 °C, até a pressão de 2,0 atm; — liberou, em seguida, a metade do gás do recipiente; — verificou, mantendo o volume constante, a nova temperatura de equilíbrio, igual a 7 ºC. Calcule a pressão do gás no recipiente ao final do experimento

Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P, e temperatura ambiente (T; = 300 K), quando aquecido, pode provocar a elevação de uma plataforma A, que funciona como um pistão, até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a transformação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas, à pressão constante. Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja área da base S é igual a 0,16 m, sustenta uma plataforma de massa Ma =160 kg a uma altura H, = 4,0 m do chão (situação |). Ao ser aquecido, a partir da queima de um combustível, o ar passa a uma temperatura T>, expandindo-se e empurrando a plataforma até uma nova altura Hz = 6,0 m (situação Il). Para verificar em que medida esse é um processo eficiente, estime: a) A pressão P, do ar dentro do b) A temperatura T; do ar no cilindro, em kelvins, na situação Il. lindro, em pascals, durante a operação. (Po) (Po) Ls s Al 9 =| A dono = P, P, =4,0m T; th Situação | Situação II c) A eficiência do processo, indicada pela razão R = AE,/Q, onde AE, é a variação da energia potencial da plataforma, quando ela se desloca da altura H; para a altura Hz, e Q, a quantidade de calor recebida pelo ar do cilindro durante o aquecimento. NOTE E ADOTE: Densidade do ar a 300K = 1,1 kg/m? PV=nRT; Pamostérica = Po = 1,00 x 10º Pa; Calor específico do ar a pressão constante Cy =1,0x 10° J/(kg-K) 1Pa=1 Nim?

Para descrever o comportamento dos gases ideais em função do volume V, da pressão P e da temperatura T, podem ser utilizadas as seguintes equações: Equação de Clapeyron Equação de Boltzmann PxV=nxRxT PxV=NxkxT n — número de mols N — número de moléculas R- constante dos gases k- constante de Boltzmann De acordo com essas equações, a razão é aproximadamente igual a Wt «10% (8) Lx 10” (6x 10% (D) 6 « 107