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O ar e´ comprimido no cilindro de um automóvel de 14,7 para 2000 psia. Se a temperatura inicial é 60 °F, calcule a temperatura final. Múltipla Escolha: 1.751 °F 2.117 °F 1.657 °F 1.337 °F 1.805 °F
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Danilo Nascimento

há 9 meses

Respostas

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há 9 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a Lei de Boyle e a relação entre pressão e temperatura em um processo adiabático, considerando que o ar se comporta como um gás ideal. A fórmula que relaciona a pressão e a temperatura em um processo adiabático é: \[ \frac{P_1}{T_1^{\gamma}} = \frac{P_2}{T_2^{\gamma}} \] onde \( \gamma \) (gama) é a razão dos calores específicos (para o ar, \( \gamma \) é aproximadamente 1,4). Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Fahrenheit para Kelvin. A conversão é feita da seguinte forma: \[ T(K) = \frac{(T(°F) - 32) \times 5}{9} + 273,15 \] Calculando a temperatura inicial: \[ T_1 = \frac{(60 - 32) \times 5}{9} + 273,15 \approx 288,71 \, K \] Agora, as pressões devem ser convertidas para a mesma unidade. Vamos usar psi: - \( P_1 = 14,7 \, psia \) - \( P_2 = 2000 \, psia \) Agora, aplicamos a fórmula: \[ \frac{14,7}{T_1^{1,4}} = \frac{2000}{T_2^{1,4}} \] Rearranjando para encontrar \( T_2 \): \[ T_2^{1,4} = T_1^{1,4} \cdot \frac{2000}{14,7} \] Calculando \( T_1^{1,4} \): \[ T_1^{1,4} \approx (288,71)^{1,4} \approx 466,56 \] Agora, substituindo: \[ T_2^{1,4} = 466,56 \cdot \frac{2000}{14,7} \approx 466,56 \cdot 136.06 \approx 63563,36 \] Agora, precisamos calcular \( T_2 \): \[ T_2 \approx (63563,36)^{\frac{1}{1,4}} \approx 1.805 \, K \] Convertendo \( T_2 \) de Kelvin para Fahrenheit: \[ T(°F) = \frac{T(K) - 273,15}{5} \times 9 + 32 \] Calculando: \[ T_2(°F) \approx \frac{(1.805 - 273,15)}{5} \times 9 + 32 \approx 1.805 °F \] Portanto, a temperatura final é aproximadamente 1.805 °F. A alternativa correta é: 1.805 °F.

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