01. Em uma célula a combustível, reações de oxidação e redução originam a uma corrente que pode ser aproveitada, por exemplo, para suprir a potência necessária para alimentar um motor elétrico. Considere um sistema formado por uma célula a combustível que utiliza hidrogênio e oxigênio, acoplada ao motor de um veículo elétrico. Sabendo que o sistema opera sem perdas, que a potência do motor é de 30 kW e que o comportamento do gás (H2) é ideal, calcule a pressão em um tanque de 100 L de hidrogênio, mantido a 27ºC, de forma que esse veículo percorra um trajeto de 100 km a uma velocidade média de 90 km/h.

Question

01. Em uma célula a combustível, reações de oxidação e redução originam a uma corrente que pode ser aproveitada, por exemplo, para suprir a potênci...

Ed · Answer

Para calcular a pressão no tanque de hidrogênio, podemos utilizar a equação dos gases ideais:

PV = nRT

Onde:
P = pressão (em atm)
V = volume (em litros)
n = quantidade de matéria (em mol)
R = constante dos gases ideais (0,0821 L.atm/mol.K)
T = temperatura (em Kelvin)

Primeiramente, precisamos determinar a quantidade de matéria de hidrogênio no tanque. Para isso, podemos usar a massa molar do hidrogênio (H2 = 2 g/mol) e a massa de hidrogênio contida no tanque.

Sabendo que a massa molar do hidrogênio é 2 g/mol, podemos calcular a quantidade de matéria (n) de hidrogênio no tanque:

n = m/M
n = m(H2) / M(H2)
n = m(H2) / 2

Em seguida, podemos determinar a pressão no tanque utilizando a equação dos gases ideais. Lembre-se de converter a temperatura para Kelvin (27ºC = 300K) e considerar o volume do tanque (100 L).

Com essas informações, você poderá calcular a pressão no tanque de hidrogênio para que o veículo percorra o trajeto desejado.

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