Question

1) 570 °C d) 330 °C
15 (Fuvest-SP) Um congelador domestico ("freezer")
está regulado para manter a temperatura de seu interior
a -18 °C. Sendo a temperatura ambiente igual a 27°C (ou
seja, 300 K), o congelador é aberto e, pouco depois, fe-
chado novamente. Suponha que o "freezer" tenha boa
vedação e que tenha ficado aberto o tempo necessário
para o ar em seu interior ser trocado por ar ambiente.
Quando a temperatura do ar no "freezer" voltar a atingir
-18 °C, a pressão em seu interior será:
a) cerca de 150% da pressão atmosférica;
b) cerca de 118% da pressão atmosférica;
c) igual à pressão atmosférica;
d) cerca de 85% da pressão atmosférica;
e) cerca de 67% da pressão atmosférica.
​

Answer 1

Para resolver este exercício, comparamos a situação inicial com a situação final por meio da equação de Clapeyron (pV = nRT).

Temos:

$\frac{p_iV_i}{n_iT_i} = \frac{p_fV_f}{n_fT_f}$

Quando o freezer está aberto, a pressão "$p_i$" dentro do congelador equivale à pressão atmosférica $(p_a)$ e a temperatura no interior do freezer é $T_i$ = 27 °C = 300 K.

Depois de ser fechado, o interior do freezer passa a ter temperatura $T_f$ = -18 °C = 255 K. O volume, o número de mols permanecem constantes. Somente a pressão varia.

Então:

$\frac{p_iV_i}{n_iT_i} = \frac{p_fV_f}{n_fT_f}\\\\\frac{p_aV}{n.300} = \frac{p_fV}{n.255}\\\\\frac{p_a}{300} = \frac{p_f}{255}\\\\p_f = \frac{255p_a}{300}\\\\p_f = \frac{85p_a}{100}\\\\p_f = 0,85(p_a)$

Logo, a pressão no interior do freezer será cerca de 85% da pressão atmosférica.

Resposta: letra d).