Question

O ar de uma bomba de bicicleta é comprimido quando se empurra o pistão. Se o diâmetro interno da bomba é 3,0cm e o pistão foi empurrado por 2,0cm sob uma pressão de 2,00atm, (a)quanto trabalho foi feito na compressão? (b)o trabalho é positivo ou negativo em relação ao ar da bomba?

Answer 1

Olá!:

a) Use a seguinte equação para calcular o trabalho feito na compressão:

w = -P ext ΔV

Dados :

P ext =  2,00 atm

diâmetro da bomba = 3,00 cm

Logo o raio da bomba é:

r = 3,00 / 2,00 => 1,5 cm

a bomba é empurrada por 20 cm, então : d = 20 cm

Agora,para calcular-se o valor de ΔV : pressão externa 

ΔV = - A  * d

ΔV =  - π*r²* d

ΔV = - 3,14 * (1,5 )² * 20

ΔV = -141,3 cm³ em litros : 141,3 / 1000 => - 0,14 L

note que ΔV é negativo porque na compressão o volume final é menor que o inicial ! 

então:

w = - P ext * ΔV

W = - ( 2,00 ) * ( - 0,14 )

W = - 0,28 L

convertendo em joules tem-se:

w = -0,28 L * atm * 101,32 j
                                 --------------
                                    L* atm

w = 28,36 J

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b) Na compressão o trabalho é feito no ar , então o trabalho é positivo por convenção .


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espero ter ajudado!