Leis dos gases
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Leis dos gases
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.
[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- Iniciante
- Mensagens : 35
Data de inscrição : 16/12/2016
Idade : 22
Localização : Guarulhos, São Paulo, Brasil
Re: Leis dos gases
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
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
igorrudolf- Jedi
- Mensagens : 434
Data de inscrição : 10/09/2014
Idade : 27
Localização : São Paulo - São Paulo
Re: Leis dos gases
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?
Camila23- Iniciante
- Mensagens : 35
Data de inscrição : 16/12/2016
Idade : 22
Localização : Guarulhos, São Paulo, Brasil
Re: Leis dos gases
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
igorrudolf- Jedi
- Mensagens : 434
Data de inscrição : 10/09/2014
Idade : 27
Localização : São Paulo - São Paulo
Re: Leis dos gases
Ficou, sim, bem mais claro! Sua explicação ajudou muito, obrigada!
Camila23- Iniciante
- Mensagens : 35
Data de inscrição : 16/12/2016
Idade : 22
Localização : Guarulhos, São Paulo, Brasil
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