Um termômetro de gás é constituído por dois bulbos com gás imersos em recipientes com água. A diferença de pressão entre os dois bulbos é medida por um manômetro de mercúrio. Reservatórios
apropriados, que não aparecem na figura, mantêm constante o volume de gás nos dois bulbos. Não há diferença de pressão quando os dois recipientes estão no ponto triploda água. A diferença de pressão é de 0,158 atm quando um recipiente
está no ponto triplo e o outro está no ponto de ebulição da água, e é de
0,121 atm quando um recipiente está no ponto triplo da água e o outro
em uma temperatura desconhecida a ser medida. Qual é a temperatura
desconhecida?
apropriados, que não aparecem na figura, mantêm constante o volume de gás nos dois bulbos. Não há diferença de pressão quando os dois recipientes estão no ponto triploda água. A diferença de pressão é de 0,158 atm quando um recipiente
está no ponto triplo e o outro está no ponto de ebulição da água, e é de
0,121 atm quando um recipiente está no ponto triplo da água e o outro
em uma temperatura desconhecida a ser medida. Qual é a temperatura
desconhecida?
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Resposta:
Para resolver esse problema, podemos utilizar a lei dos gases ideais, que relaciona pressão, volume e temperatura de um gás.
Vamos considerar os seguintes dados:
Diferença de pressão quando um recipiente está no ponto triplo e o outro está no ponto de ebulição da água: ΔP1 = 0,158 atm.
Diferença de pressão quando um recipiente está no ponto triplo da água e o outro em uma temperatura desconhecida: ΔP2 = 0,121 atm.
Sabemos que a diferença de pressão é diretamente proporcional à diferença de temperatura entre os dois pontos, desde que o volume seja mantido constante.
A fórmula que relaciona essas grandezas é:
ΔP1/ΔT1 = ΔP2/ΔT2
Podemos substituir os valores conhecidos na fórmula:
0,158/ΔT1 = 0,121/ΔT2
Agora, podemos resolver essa equação para encontrar a temperatura desconhecida (ΔT2).
ΔT2 = (0,121 * ΔT1) / 0,158
No entanto, ainda precisamos determinar o valor de ΔT1 para prosseguir. Para isso, utilizaremos a informação de que não há diferença de pressão quando os dois recipientes estão no ponto triplo da água.
Portanto, podemos estabelecer uma igualdade entre as diferenças de pressão nesse ponto:
ΔP1 = ΔP2
0,158 = 0,121/ΔT2
Agora, podemos resolver essa equação para encontrar ΔT2:
ΔT2 = 0,121/0,158
ΔT2 ≈ 0,766
A temperatura desconhecida, representada por ΔT2, é aproximadamente 0,766. Portanto, essa é a temperatura que precisamos medir. Vale ressaltar que a unidade dessa temperatura dependerá do sistema utilizado (Celsius, Kelvin, etc.).
Explicação:
dnd