Question

1- Um cilindro adiabático horizonte foi dividido em duas partes por um êmbolo de 2,50 kg de massa, que está que está apoiado em uma mola ideal de constante elástica igual a 1,04 - 10^5 N/m. Na lateral direita do cilindro, fez-se vácuo e, na parte esquerda, foram colocados 5 mols de um gás perfeito. Na situação de equilíbrio, a altura h vale 60 cm e a mola está comprimida em 20 cm. Desprezando - se possíveis atritos, qual a temperatura do gás em graus Celsius?

Answer 1

Boa noite

A mola está sujeita a uma força F ... 

F = 1,04*10^5 ^(N/m) x 0,20 = 0,208 x10^5 Newtons 

esta força é devida ao peso do êmbolo...p = 2,5x10 = 25 N 
e por F' devida á pressão exercida pelo gás 

P(gás) = nRT/V = 5 x 8,31xT/ Sx0,6....sendo S a seção do embolo. 

F' = PxS = 5 x 8,31xTxS/ Sx0,6= 69,25 T 

pode-se portanto escrever.. 

0,208 x10^5 = 25 + 69,25 T 

T = (20.800 - 25) / 69,25 = 300 Kelvin~~~~> 27 ºC 

resposta: 

temperatura do gás em graus celsius~~~~> 27 ºC 

Answer 2

Podemos afirmar que a temperatura do gás em graus Celsius é equivalente a 27 ºC .

Para responder esse tipo de questão, deveremos levar em consideração  que a mola está sujeita a uma força F, essa força é dada pela seguinte expressão:

F = 1,04*10⁵ (N/m) x 0,20

F= 0,208 x 10⁵ Newtons 

Observe que esta força é devida ao peso do êmbolo, segundo o qual:

p = 2,5x 10

p= 25 Newton 

Além disso, F' devida á pressão exercida pelo gás, observe: 

P(gás) = nRT/V

P(gás)= 5 x 8,31xT/ Sx0,6

considerando S a seção do embolo. 

F' = PxS

F'= 5 x 8,31xTxS/ Sx0,6

F'= 69,25 T 

ou

0,208 x10^5 = 25 + 69,25 T 

T = (20.800 - 25) / 69,25

T= 300 Kelvin

T= 27 ºC, que é a temperatura do gás em graus celsius.

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