Questão 40149

(Uff 2010)  Um cilindro de volume V, inicialmente aberto, é colocado sobre uma balança. A tara da balança é então ajustada para que a leitura seja zero. O cilindro é fechado e ligado a uma bomba com um manômetro acoplado para medir a pressão do ar no seu interior. É, então, bombeado ar para o interior desse cilindro e a pressão (P) como função da variação da massa m registrada através da  leitura da balança é ilustrada no gráfico.

Considere o ar, durante toda a experiência, como um gás ideal cuja massa molecular é M. O volume V e a temperatura T do cilindro são mantidos constantes durante toda a experiência, e a pressão atmosférica é P₀.

a) Determine a massa inicial de ar (m₀) no interior do cilindro em termos de P₀ , M, V, T e da constante universal dos gases R.

b) Determine o valor de m, correspondente a P = 0, onde a reta ilustrada na figura corta o eixo horizontal.

c) Mostre como ficaria o gráfico P x m, se a experiência fosse realizada a uma temperatura T₁ < T, aproveitando a figura do enunciado para esboçar o novo resultado.