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Leis dos gases

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Mensagem por Camila23 Sex 17 Fev 2017, 18:52

Olá, pessoal! Alguém poderia me ajudar com as perguntas dessa questão e me explicar por que a lata descrita sofre uma implosão, e não uma explosão?

[UFG] Uma lata de refrigerante tem o volume total de 350 ml. Essa lata está aberta e contém somente o ar atmosférico, e é colocada dentro de um forno a 100°C. Após a lata atingir essa temperatura, ela é fechada. A seguir, tem sua temperatura reduzida a 25°C. Com o decréscimo da temperatura, ocorre uma redução da pressão interna da lata que leva a uma implosão. Ante o exposto, calcule a pressão no interior da lata no momento imediatamente anterior à implosão e o volume final após a implosão.

Camila23
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Mensagem por igorrudolf Sex 17 Fev 2017, 19:34

Olá, boa tarde!

A lata sofre uma implosão porque ela é resfriada, como Volume e temperatura são grandezas proporcionais, uma diminuição de temperatura (à pressão constante) gera uma diminuição do volume.

A lata não explode no momento que é aquecida dentro do forno pois ainda está aberta, assim as moléculas tem para onde ''escapar'' e não precisam ''empurrar'' a parede do recipiente até ele explodir

Após a lata ser fechada, temos a seguinte condição inicial:
Po = 1atm; To = 100ºC (373K); Vo = 350ml 

Quando sua temperatura é reduzida e antes da implosão temos a seguinte condição:
Pf = ?; Tf = 25ºC (298k); Vf = 350ml (Já que esse é o momento imediatamente antes da implosão)

Portanto estamos diante de uma transformação isocórica e assim segue:

Po/To = Pf/Tf → 1/373 = Pf/298 → Pf ≈ 0,8 atm

Agora para o cálculo do volume final da lata:

Temos que a pressão é constante, daí segue:
Vo/To = Vf/Tf → 350/373 = Vf/298 → Vf ≈ 279,6 ml  👽

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Mensagem por Camila23 Sáb 11 Mar 2017, 11:20

Muito obrigada, Igor! Então, deixe-me ver se eu entendi: nesse caso, como é a temperatura que varia, a pressão e o volume não tem relação entre si? Quero dizer, não é a diminuição da pressão que afeta o volume, e sim a redução da temperatura?

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Mensagem por igorrudolf Sáb 11 Mar 2017, 11:35

Camila23 escreveu:Muito obrigada, Igor! Então, deixe-me ver se eu entendi: nesse caso, como é a temperatura que varia, a pressão e o volume não tem relação entre si? Quero dizer, não é a diminuição da pressão que afeta o volume, e sim a redução da temperatura?

Olá Camila, 

A temperatura, a pressão e o volume são 3 grandezas que estão relacionadas entre si, lembra da fórmula pv=nRT? 
A diminuição da temperatura implica numa diminuição da energia cinetica das moléculas, isto é, as moléculas que antes estavam doidas, cheia de energia, batendo no recipiente :LS: perdem energia e passam a colidir menos com o recipiente. Como elas colidem menos há uma diminuição na pressão dentro do interior da lata.
Agora lembre que nossa atmosfera empurra a lata por todas as direções com uma força bem grande, quando a lata não implode, significa que a pressão lá dentro do recipiente se iguala a pressão atmosférica. Já com essa diminuição brusca de pressão no interior da lata (gerada pela diminuição da temperatura), a atmosférica "vence" a pressão interna e finalmente consegue "esmagar" a lata.

Espero que fique um pouco mais claro, caso não entenda, não hesite em perguntar

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Mensagem por Camila23 Sáb 11 Mar 2017, 15:44

Ficou, sim, bem mais claro! Sua explicação ajudou muito, obrigada!

Camila23
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