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
.
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
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
- A)0,33.
- B)0,40.
- C)1,0.
- D)2,5.
- E)3,0.
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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