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Física Aplicada - Folha 4 (Gases ideais)
1 - Uma garrafa de ar para mergulho submarino autónomo, tem um volume típico de 11,0 L (0,0110 m3) e, quando cheio, uma pressão típica de 2,10x107 Pa. O tanque "vazio" contém 11,0 L de ar a 21°C e a 1 atm
(1,013x105 Pa). Quando se enche o tanque com ar quente de um compressor, a temperatura é de 42°C e a pressão medida no manómetro é de 2,10x107 Pa. Qual foi a massa de ar adicionado?
(O ar é uma mistura de gases com 28% N, 21% O, 1% diversos; a sua massa molar média é de 28,8 g mol-1 = 28,8x10-3 kg mol-1)
2 - Um recipiente de 3,00 L contém ar a 3,00 atm e 20,0º C. O recipiente encontra-se selado e é arrefecido até a pressão no seu interior ter um valor de 1,00 atm.
a) qual é a temperatura final, em graus Celsius ? (Considerar que o volume do recipiente se mantém constante) b) se se mantiver a temperatura constante no valor encontrado em (a), e se se comprimir o gás, qual vai ser o volume quando a pressão atingir, de novo, o valor de 3,00 atm?
3 - a) Usando a equação de estado dos gases ideais, estimar qual é o número de moléculas de ar na sala de aula, considerando que o ar é só formado por azoto (N2), com massa molar de 14,007 g mol-1.
b) Calcular a densidade de partículas na sala (número de moléculas de N2 por cm3)
4 - Um Jaguar XK8 possui um motor de 8 cilindros. Um dos cilindros, no início do movimento de compressão, contém 499 cm3 de ar à pressão atmosférica (1,01x105 Pa) e a uma temperatura de 27,0°C.
No fim da compressão o ar é comprimido até um volume de 46,2 cm3 e a pressão aumenta até 2,72x106
Pa. Calcular a temperatura final do ar.
5 - O gás dentro de um balão está sempre à pressão atmosférica uma vez que se encontra em equilíbrio com com a pressão aplicada no seu exterior. Se encher um balão com hélio (gás ideal) até um volume de 0,600
L e à temperatura de 19°C, qual será o volume do balão se o arrefecer até à temperatura de ebulição do azoto líquido (77,3 K)?
6 - O volume total dos