Ano 2023#physics

Sobre o tema

A lei dos gases ideais é fundamental para entender o comportamento de gases em diversas situações, como no balonismo. O balão de ar quente utiliza o aquecimento do ar para alterar sua densidade e controlar a subida e descida. A equação de estado PV = nRT relaciona pressão, volume, temperatura e número de mols. Nesta questão, aplicamos essa lei para calcular a quantidade de ar quente dentro de um balão, conhecendo volume, temperatura e pressão atmosférica. Compreender essa relação é essencial para resolver problemas de termodinâmica e para aplicações práticas na aeronáutica e engenharia.

Tópicos relacionados

  • Lei dos gases ideais
  • Cálculo de número de mols
  • Constante universal dos gases
  • Aplicações em balonismo
  • Termodinâmica básica

Enunciado

Leia o texto a seguir para responder a questão.
O balonismo, um esporte aeronáutico com adeptos em todo o
mundo, oferece um belo espetáculo para os observadores no
solo. Um maçarico é usado para aquecer o ar no interior do
balão, o que faz variar a densidade do ar, permitindo o controle
do movimento de subida e descida do balão
Um balão tem um volume V = 1,6 × 103 m3 de ar quente no
seu interior na temperatura T = 400 K e na pressão atmosférica
p = 1,0 atm = 1,0 x 105 Pa. Sabendo-se que o ar quente se
0
comporta como um gás ideal e que a constante universal dos
gases é R ≅ 8 J/mol.K, quantos mols de ar n há no interior do
balão?

Alternativas

  • A)

    5,0 x 10-1 mol

  • B)

    4,0 x 100 mol

  • C)

    5,0 x 104 mol

  • D)

    4,0 x 105 mol.

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Perguntas frequentes

O que é a lei dos gases ideais?

A lei dos gases ideais é uma equação de estado que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria de um gás ideal, expressa como PV = nRT.

Como a temperatura afeta a densidade do ar em um balão?

Ao aquecer o ar, sua temperatura aumenta, o que reduz sua densidade (a pressão constante), pois o volume se expande. Isso faz o balão subir.

Qual é o valor da constante universal dos gases R em unidades do SI?

A constante R vale aproximadamente 8,314 J/(mol·K), mas neste problema foi aproximada para 8 J/(mol·K).

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