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A lei dos gases ideais é uma função que relaciona as grandezas de temperatura (T), pressão (P) e volume (V) de um gás ideal. Expressando essa lei como a função T(P, V) = (PV)/k onde k é uma constante dada, considere um gás com o volume de 150m ^ 3 sob uma pressão de 10N / (m ^ 2) O volume está aumentando a uma taxa de 2m ^ 3 / s e a pressão está decrescendo a uma taxa de 0, 2N / (m ^ 2) por segundo. A ^ + Assinale a alternativa que representa a taxa de variação da temperatura considerando as informações anteriores. (Use k = 10 )
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ano passado

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ano passado

Para resolver essa questão, vamos usar a função dada para a temperatura \( T(P, V) = \frac{PV}{k} \) e aplicar a regra da cadeia para encontrar a taxa de variação da temperatura em relação ao tempo. Dado: - \( V = 150 \, m^3 \) - \( P = 10 \, N/m^2 \) - \( \frac{dV}{dt} = 2 \, m^3/s \) (volume aumentando) - \( \frac{dP}{dt} = -0,2 \, N/m^2/s \) (pressão diminuindo) - \( k = 10 \) Primeiro, vamos calcular a temperatura inicial: \[ T = \frac{PV}{k} = \frac{10 \times 150}{10} = 150 \, K \] Agora, para encontrar a taxa de variação da temperatura \( \frac{dT}{dt} \), usamos a regra da cadeia: \[ \frac{dT}{dt} = \frac{\partial T}{\partial P} \frac{dP}{dt} + \frac{\partial T}{\partial V} \frac{dV}{dt} \] Calculamos as derivadas parciais: \[ \frac{\partial T}{\partial P} = \frac{V}{k} = \frac{150}{10} = 15 \] \[ \frac{\partial T}{\partial V} = \frac{P}{k} = \frac{10}{10} = 1 \] Agora, substituímos na equação da taxa de variação: \[ \frac{dT}{dt} = 15 \cdot (-0,2) + 1 \cdot 2 \] \[ \frac{dT}{dt} = -3 + 2 = -1 \, K/s \] Portanto, a taxa de variação da temperatura é \(-1 \, K/s\). Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

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