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Durante uma operação de extração de petróleo em alto-mar, técnicos da equipe de manutenção realizam testes no sistema de segurança dos dutos de gás. Um dos procedimentos envolve a compressão controlada de um gás, utilizando um pistão que se move lentamente dentro de uma câmara cilíndrica. Sabe-se que o pistão possui uma área de seção transversal de A=0,020 m², e que ele se desloca 0,15 m para dentro do cilindro, sob ação de uma pressão externa constante de P e x t = 3.10 − 5 P a , exercida por um sistema hidráulico. Considerando que o processo é suficientemente lento para que a pressão externa seja considerada constante durante todo o deslocamento e que trabalho positivo indica energia transferida para o gás (trabalho sobre o gás), assinale a alternativa que caracteriza o processo de compressão: A 45 J de trabalho motor realizado pelo gás. B 900 J de trabalho realizado pelo gás, pois ele exerce pressão contra o pistão. C 900 J de trabalho realizado sobre o gás durante a compressão. D
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Marcos Fernandes

há 4 semanas

Respostas

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há 4 semanas

Para resolver essa questão, precisamos entender como calcular o trabalho realizado em um processo de compressão de gás. O trabalho (W) realizado sobre um gás em um cilindro pode ser calculado pela fórmula: \[ W = P \times \Delta V \] onde \( P \) é a pressão e \( \Delta V \) é a variação de volume. Primeiro, vamos calcular a variação de volume (\( \Delta V \)): - A área da seção transversal do pistão é \( A = 0,020 \, m² \). - O deslocamento do pistão é \( d = 0,15 \, m \). Assim, a variação de volume é: \[ \Delta V = A \times d = 0,020 \, m² \times 0,15 \, m = 0,003 \, m³ \] Agora, precisamos da pressão. A pressão externa é dada como \( P = 3 \times 10^{-5} \, Pa \). Agora, podemos calcular o trabalho: \[ W = P \times \Delta V = 3 \times 10^{-5} \, Pa \times 0,003 \, m³ = 9 \times 10^{-8} \, J \] No entanto, parece que houve um erro na interpretação da pressão, pois o valor parece muito baixo para um sistema hidráulico. Vamos considerar que a pressão correta deve ser maior, mas como não temos essa informação, vamos analisar as alternativas. Analisando as alternativas: A) 45 J de trabalho motor realizado pelo gás. - Não é consistente com o cálculo. B) 900 J de trabalho realizado pelo gás, pois ele exerce pressão contra o pistão. - Não é consistente com o cálculo. C) 900 J de trabalho realizado sobre o gás durante a compressão. - Esta opção parece ser a mais correta, pois o trabalho é realizado sobre o gás durante a compressão. D) (não foi fornecida a descrição). Dado que a opção C é a única que menciona trabalho realizado sobre o gás e considerando que o trabalho é positivo quando é realizado sobre o gás, a alternativa correta é: C) 900 J de trabalho realizado sobre o gás durante a compressão.

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