Question

Você já deve ter notado como é difícil abrir a porta de um freezer logo após tê-la fechado, sendo necessário aguardar alguns segundos para abri-la novamente. Considere um freezer vertical cuja porta tenha 0,60 m de largura por 1,0 m de
altura, volume interno de 150 L e que esteja a uma temperatura interna de – 18ºC, num dia em que a temperatura externa seja de 27ºC temperatura interna de e a pressão, 1,0 x 105 N/m2.
Suponha que você tenha aberto a porta do freezer por tempo suficiente para que todo o ar frio do seu interior fosse substituído por ar a 27ºC e que, fechando a porta do freezer, quisesse abri-la novamente logo em seguida. Considere que, nesse curtíssimo intervalo de tempo, a temperatura média do ar no interior do -3ºC. Determine a intensidade da força resultante sobre a porta do freezer.

Answer 1

Olá, @amoooorim12. Tudo certo?

Resolução:

Transformações gasosas

                                 $\boxed{\dfrac{P.V}{T}=constante }$

Em que:

P₁=pressão inicial

V₁=volume inicial

T₁=temperatura absoluta inicial  

P₂=pressão final

V₂=volume final

T₂=temperatura absoluta final

Dados:

T₁=27 °C = 300 K

T₂=-3 °C= 270 K

P₁=10⁵ N/m²

P₂=?

Primeiro vamos encontrar o valor final de pressão no interior freezer:

                                  $\dfrac{P_1.V_1}{T_1}=\dfrac{P_2.V_2}{T_2}$

Bom, as dimensões do refrigerador não muda, então a transformação é isovolumétrica (a volume constante)...,

                                  $\dfrac{P_1}{T_1}=\dfrac{P_2}{T_2}$

Isola ⇒ (P₂), fica,

                                  $P_2=\dfrac{P_1.T_2}{T_1}$

Colocando os dados,

                                  $P_2=\dfrac{10^5_X 270}{300}\\\\P_2=\dfrac{2,7.10^{7}}{300}\\\\P_2=9.10^{4}\ N/m^{2}$

______________________________________________

A intensidade da força resultante sobre a porta do freezer:

Sabemos também que pressão poder ser escrito como força sobre área,

                                  $P=\dfrac{F}{A}$

Onde:

P=Pressão ⇒ [N/m² ou Pa]

F=Força ⇒ [N]

A=área ⇒ [m²]

Dados:

L=0,6 m

h= 1 m

P₁=10⁵ N/m²

P₂=9.10⁴ N/m²

F=?

                                  $P=\dfrac{F}{A} \to F=\Delta P.A\\\\F=P_1-P_2.h.L$

Substituindo os dados:

                                 $F=(10^{5}-9.10^{4})_X1_X0,6\\\\F=10^{4}\ _X\ 0,6\\\\\boxed{\boxed{F=6.10^{3}\ N}}$

Bons estudos!!!