Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante VC = 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em VP = 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de Pi = 33 Pa, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de a) 30,0 Pa. b) 330,0 Pa. c) 36,3 Pa. d) 3,3 Pa
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Respostas
Alternativa (a) é a correta, o pistão criará uma pressão interna de 30 [Pa]
Uma situação descrita de vácuo será representado pela ausência da atmosfera / ar dentro do recipiente. Muito utilizado por experimentos para estudá-los sem perdas, conservar alimentos, etc.
Pelo enunciado temos que o pistão será utilizado para fazer o vácuo em uma câmara de Volume constante igual a 2 [L]
O vácuo será criado e como o número de mols de ar não alterará podemos aplicar a Lei dos gases ideais.
Pi.Vi = Pf.Vf
33 . 2 = pf . 2,2
pf = 30 [Pa]
Resposta:
Achei essa resolução no youtube:
Observe que, o volume ocupado pelo gás no início e no final será o mesmo, já que no final do ciclo o pistão vai ter se fechado, e, por ser uma câmara rígida, o volume inicial e final será igual a 2L.Isso porque, mesmo sendo expulso 0,2L de gás, a principal propriedade do gás é que ele se expande e ocupa o volume de todo o recipiente, logo, ao expulsar 0,2 L de gás, o que está variando na câmara é o número de mols do gás e não seu volume ocupado.
Dessa forma, podemos usar a fórmula:
PV/nT=PV/nT
Observe que a temperatura e o volume vão ser constantes, como já explicado, logo podemos afirmar que:
P/n=P/n
O número de mols é diretamente proporcional a massa, e lembrando que:
d=m/V
m=dV
Com essa relação, podemos afirmar que a massa inicialmente na câmara é m=2d e a massa expulsa é m=0,2d, já que o volume na câmara é 2L e o volume expulso é 0,2L.
A partir disso, com uma regra de três percebemos após um ciclo é expulso 10% da massa que há na câmara.
Logo, podemos afirmar que:
P/n=P/n
33/n=P/0,9n ( já que, se foi expulso 10%, sobrou 90%, isso é, 0,9)
Logo, resolvendo essa equação temos que:
P= 30Pa
:)
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Explicação: