Questão 25
AFA 2022
(AFA - 2022 - Modelo A - Questão 25)
Para encher o pneu de sua bicicleta, um ciclista, conforme a figura a seguir, dispõe de uma bomba em formato cilíndrico, cuja área de seção transversal (A) é igual a 20cm2. A mangueira de conexão (M) é indeformável e tem volume desprezível.
O pneu dianteiro da bicicleta tem volume de 2,4 L e possui, inicialmente, uma pressão interna de 0,3 atm. A pressão interna de bomba, quando o êmbolo (E) está todo puxado à altura (H) de 36 cm, é igual a 1 atm (pressão atmosférica normal).
Considere que, durante a calibragem, o volume do pneu permanece constante e que o processo é isotérmico, com temperatura ambiente de 27ºC.
Nessas condições, para elevar a pressão do pneu até 6,3 atm, o número de repetições que o ciclista deverá fazer, movendo o êmbolo até o final do seu curso, é
20
50
80
95
Gabarito:
20
Resolução:
Primeiramente vamos calcular a quantidade de mols que é mandada para o pneu cada vez que o êmbolo é empurrado até o final, usando a lei dos gases ideias e colocando tudo na mesma unidade, lembrando que na instrução foi dado o R=8J/(mol.K) então temos:
Substituindo os valores:
Dessa forma cada vez que o garoto empurra o êmbolo, ele entrega essa quantidade de mols para a bicicleta.
Agora vamos calcular quantos mols é necessário para que esta bicicleta fique nessa pressão, como o volume e a temperatura são constantes, vamos calcular a variação da pressão resultando a uma variação na quantidade de mols:
Logo é necessário 20 ciclos para encher a bicicleta.