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Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s2 . 1,0 cal = 4,2 J = 4,2×107 erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm3. Massa específica do ar: 1,2 kg/m3. Velocidade do som no ar: 340 m/sBalão com gás Hélio inicialmente a 27◦C de temperatura e pressão de 1,0 atm, as mesmas do ar externo, sobe até o topo de uma montanha, quando o gás se resfria a −23◦C e sua pressão reduz-se a 0,33 de atm, também as mesmas do ar externo. Considerando invariável a aceleração da gravidade na subida, a razão entre as forças de empuxo que atuam no balão nestas duas posições é

Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s2
.
1,0 cal = 4,2 J = 4,2×107
erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm3.
Massa específica do ar: 1,2 kg/m3. Velocidade do som no ar: 340 m/s

Balão com gás Hélio inicialmente a 27C de temperatura e pressão de 1,0 atm, as mesmas
do ar externo, sobe até o topo de uma montanha, quando o gás se resfria a −23C e sua pressão reduz-se
a 0,33 de atm, também as mesmas do ar externo. Considerando invariável a aceleração da gravidade na
subida, a razão entre as forças de empuxo que atuam no balão nestas duas posições é

Resposta:

A alternativa correta é C)

Para resolver esse problema, precisamos aplicar a fórmula de estado dos gases ideais, que é dada por:

PV = nRT, onde P é a pressão do gás, V é o volume do gás, n é a quantidade de substância em mols, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura em Kelvin.

Primeiramente, vamos calcular a razão entre as pressões iniciais e finais do balão:

Pi / Pf = 1,0 atm / 0,33 atm = 3,0

Em seguida, vamos calcular a razão entre as temperaturas iniciais e finais do balão:

Ti / Tf = (27°C + 273,15) / (-23°C + 273,15) = 300 K / 250 K = 1,2

Agora, vamos aplicar a fórmula de estado dos gases ideais:

PiVi / PfVf = niRiTi / nfRfTf

Como o número de mols de gás é o mesmo em ambas as situações, podemos simplificar a equação:

PiVi / PfVf = Ti / Tf

Substituindo os valores, temos:

3,0 = Vi / Vf = 1,2

Portanto, a razão entre as forças de empuxo que atuam no balão nestas duas posições é:

Fi / Ff = Vi / Vf = 1,2 / 1,0 = 1,0

A resposta correta é C) 1,0.

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