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Termodinâmica

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Questão 10/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta O hidrogênio é considerado um dos principais combustíveis do futuro, sendo armazenado em tanques pressurizados para utilização em células de combustível em veículos e usinas de energia sustentável. Durante o abastecimento e utilização, o gás sofre variações de temperatura e volume que impactam a eficiência do sistema. Em um experimento realizado em um tanque de armazenamento de hidrogênio, o gás sofre uma expansão isobárica a pressão constante de 2 atm. Inicialmente, o gás ocupa um volume de 3 litros e sua temperatura sobe de 27ºC para 227ºC. Sabendo que o gás se comporta como um gás ideal, determine o trabalho realizado pelo sistema. Assinale a alternativa correta: A 152,6 J B 214,1 J C 306,2 J D 405,3 J E 528,2 J
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Sir Fogaça

há 3 dias

Respostas

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há 3 dias

Vamos resolver passo a passo. Dados do problema: - Processo isobárico (pressão constante): P = 2 atm - Volume inicial: V₁ = 3 litros - Temperatura inicial: T₁ = 27ºC = 27 + 273 = 300 K - Temperatura final: T₂ = 227ºC = 227 + 273 = 500 K - Gás ideal Queremos calcular o trabalho realizado pelo sistema na expansão isobárica. Passo 1: Converter pressão para SI (Pa) e volume para m³ - 1 atm = 1,013 × 10^5 Pa - P = 2 atm = 2 × 1,013 × 10^5 = 2,026 × 10^5 Pa - V₁ = 3 litros = 3 × 10^-3 m³ Passo 2: Calcular volume final V₂ usando a relação do gás ideal em pressão constante P constante → V/T = constante → V₂ = V₁ × (T₂ / T₁) V₂ = 3 × 10^-3 × (500 / 300) = 3 × 10^-3 × 5/3 = 5 × 10^-3 m³ Passo 3: Calcular trabalho realizado pelo gás Trabalho em processo isobárico: W = P × ΔV = P × (V₂ - V₁) ΔV = 5 × 10^-3 - 3 × 10^-3 = 2 × 10^-3 m³ W = 2,026 × 10^5 × 2 × 10^-3 = 405,2 J Resposta correta: D) 405,3 J (aproximadamente) --- Resposta final: D) 405,3 J

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