Um cilindro de 4,87 L contém gás hélio á 0,74 MPa, e outro cilindro de 16,84 L contém gás nitrogenio á 0,36 MPa. Um cientista resolve conectar ambos os cilindros através de uma mangueira de alta pressão. Determine a pressão em cada cilindro no final do processo.
A. 1,100 × 106 MPa
B. 9,102 × 105 MPa
C. 5,067 × 104 MPa
D. 4,452 × 105MPa
E. 0,445 MPa
F. 3,401×105 MPa
G. 5,535 × 105 MPa
H. 6,203 × 105 MPa
I. 4,140 × 105 MPa
J. 8,075 × 105 MPa
Para determinar a pressão nos cilindros após a conexão através da mangueira, podemos usar a lei dos gases ideais, também conhecida como equação de estado dos gases ideais:
P1 * V1 = P2 * V2
onde P1 e P2 são as pressões iniciais nos cilindros 1 e 2, respectivamente, e V1 e V2 são os volumes iniciais dos cilindros 1 e 2, respectivamente.
No caso do cilindro de hélio (cilindro 1), temos: P1 = 0,74 MPa (dado) V1 = 4,87 L (dado)
No caso do cilindro de nitrogênio (cilindro 2), temos: P2 = 0,36 MPa (dado) V2 = 16,84 L (dado)
Agora, vamos usar a equação de estado dos gases ideais para encontrar a pressão final nos cilindros após a conexão:
P1 * V1 = P2 * V2
0,74 MPa * 4,87 L = P2 * 16,84 L
Simplificando, temos:
P2 = (0,74 MPa * 4,87 L) / 16,84 L
P2 ? 0,214 MPa
Portanto, a pressão final no cilindro de nitrogênio é de aproximadamente 0,214 MPa.
A pressão final no cilindro de hélio será a mesma, pois eles estão conectados e compartilham a mesma pressão após o equilíbrio ser alcançado.
Resumindo, a pressão final em cada cilindro será de aproximadamente 0,214 MPa (ou 214 kPa).
Portanto, a resposta correta é a opção E. 0,445 MPa (ou 445 kPa).
