UFRJ-Um gás ideal em equilíbrio...

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UFRJ-Um gás ideal em equilíbrio...

Mensagem por Milicoafa em Qui Mar 31 2016, 21:45

um gás ideal em equilíbrio termodinâmico está armazenado em um tubo cilíndrico fino de altura L=10 Cm e área transversal A= 1 cm²,provido de um êmbolo móvel perfeitamente ajustado às paredes do tubo.suponha que a massa do conjunto móvel composto por êmbolo,haste e suporte seja desprezível e,portanto,a pressão no interior do tubo seja inicialmente igual a pressão atmosférica=1.10^5 N/m².Uma massa m=0,5kg é então colocada sobre o suporte(veja a figura).Sob ação do peso da massa m,o êmbolo desce uma altura x,e o gás volta a atingir o equilíbrio termodinâmico com a mesma temperatura do estado inicial.suponha que a aceleração da gravidade seja g=10 m/s².calcule o valor de x.

me expliquem detalhadamente por favor,pois estou entrando nesse assunto agora e queria uma base boa para outras questões desse tipo.grato. 

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Re: UFRJ-Um gás ideal em equilíbrio...

Mensagem por laurorio em Qui Mar 31 2016, 23:08

A pressão inicial dentro do cilindro será apenas à pressão atm.

Pi = 10^5 N/m²

Vi = Sb . h = 10^-4 . 10^-2 = 10^-5 m³

A pressão final será a soma da pressão atm com a pressão feita pelo objeto de peso igual a 5 N

Pobj. = F / A = 5 / 10^-4 = 5.10^4 N/m²

Pi.Vi / T = P'V' / T' ---> V' = 10^5 . 10^-5 / 15.10^4 = 10^-4/15

V' = Sb . h --> h = 10^-4 / 15 . 10^-4 = 1/15 ~ 6,6 cm

10 - 6,6 = 3,4 cm = x
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Re: UFRJ-Um gás ideal em equilíbrio...

Mensagem por Milicoafa em Sab Abr 02 2016, 10:13

laurorio,não entendi a resolução.organiza melhor por favor a parte em que você acha a pressão do objeto pro fim?
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Re: UFRJ-Um gás ideal em equilíbrio...

Mensagem por Giovana Martins em Sab Abr 02 2016, 10:50

- Do enunciado, obtemos a informação que a pressão inicial (Pi) é igual a pressão atmosférica (Patm).

- Ao colocar o peso sobre o êmbolo, este irá descer uma altura x.

Apliquemos, então, a Lei Geral dos Gases:

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- Do enunciado, a temperatura inicial é igual a final, então:

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O êmbolo só desce, pois o peso exerce uma força sobre o mesmo. Esta força exerce uma pressão. Se observamos a imagem, vemos que a parte de cima do cilindro não tem "tampa", ou seja, é aberto. Então, o êmbolo está submetido tanto a pressão atmosférica quanto a pressão exercida pelo peso. Daí, temos a pressão final:

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Espero ter ajudado!
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