Em um cilindro isolado termicamente por um pistão de peso desprezível encontra-se m = 30 g de água a uma temperatura de 0°C. A área do pistão é S = 512 cm^2 , a pressão externa é p = 1 atm. Determine a que altura, aproximadamente, eleva-se o pistão, se o aquecedor elétrico, que se encontra no cilindro, desprende Q = 24 200 J.
Dados: Despreze a variação do volume de água; 1 cal = 4,2 J; R = 0,082 atm.L/mol.K; MH2O = 18 g/mol); cágua = 1,0 cal/gºC; e Lvapor = 540 cal/g.
a) 1,6 cm
b) 8,0 cm
c) 17,0 cm
d) 25,0 cm
e) 32,0 cm
preciso das contas pffffffffff
Soluções para a tarefa
Q = m.c.ΔT ⇔ Q = 30.4,2.1.100 = 12.600 J.
Observe que este valor é menor do que a energia que o aquecedor desprende.
Depois, vamos determinar qual a energia que sobra do processo anterior, então temos que consider que o cilindro está isolado termicamente.
Q[sobra] = Q[fornecido] – Q[aquecimento da água] = 24.200 – 12.600 = 11.600 J.
Agora vamos calcular a massa de água que a energia que sobra permite vaporizar.
Q = m.L ⇔ m = Q/L = 11.600/(540.4,2) = 5,1 g
Calcular o n.º de mols de vapor de água;
n = m/M = 5,1/18 = 0,28 mol
Usando a lei de Clay Peron, calculamos o volume do vapor;
P.V = n.R.T
Isolando o que queremos achar;
V = n.R.T/P = 0,28.0,082.(100 + 273)/1 = 8,6 L
Por fim, calcular a altura do cilindro com V = 8,6 L = 8,6 dm³ = 8600 cm³ e área da base Ab = 512 cm²;
V = Ab.h
Isolando o que queremos encontrar;
h = V/Ab = 8600/512 = 16,7 cm ≈ 17 cm
Pode-se dizer que eleva-se o pistão a uma altura de c) 17,0 cm .
Para responder corretamente esse exercício, devemos levar em consideração que é necessário saber o valor da energia necessária para elevar os 30 g de água até as 100 °C:
Q = m.c.ΔT
Q = 30.4,2.1.100
Q= 12.600 Joule. --> Este valor é menor do que a energia que o aquecedor desprende.
A energia que sobra do processo anterior, considerando que o cilindro está isolado termicamente:
Q[sobra] = Q[fornecido] – Q[aquecimento da água]
Q[sobra] = 24.200 – 12.600
Q[sobra] = 11.600 Joule.
-A massa de água que vaporiza:
Q = m.L
m = Q/L
= 11.600/(540.4,2)
= 5,1 g
- n.º de mols de vapor de água;
n = m/M
n= 5,1/18
n= 0,28 mol
- pela lei de ClayPeron, teremos o volume do vapor;
P.V = n.R.T
V = n.R.T/P
V= 0,28.0,082.(100 + 273)/1
V = 8,6 L
-A altura do cilindro :
V = Ab.h
h = V/Ab
h= 8600/512
h= 16,7 cm
h≈ 17 cm
Leia mais em:
https://brainly.com.br/tarefa/17474653
