Questão 20

(UNESP - 2016 - 2 fase)

Determinada massa de nitrogênio é armazenada a 27 °C dentro de um cilindro fechado em sua parte superior por um êmbolo de massa desprezível, sobre o qual está apoiado um corpo de 100 kg. Nessa situação, o êmbolo permanece em repouso a 50 cm de altura em relação à base do cilindro. O gás é, então, aquecido isobaricamente até atingir a temperatura de 67 °C, de modo que o êmbolo sofre um deslocamento vertical Δh, em movimento uniforme, devido à expansão do gás.

Desprezando o atrito, adotando g = 10 m/s² e sabendo que a área do êmbolo é igual a 100 cm², que a pressão atmosférica local vale  N/m² e considerando o nitrogênio como um gás ideal, calcule o módulo, em N, da força vertical que o gás exerce sobre o êmbolo nesse deslocamento e o trabalho realizado por essa força, em J, nessa transformação.