A bomba de vácuo é um dispositivo criado para remover as moléculas de ar ou qualquer outro gás, deixando um vácuo parcial dentro de determinado vasilhame. Constitui uma importante invenção, pois foi um dos primeiros instrumentos projetados para resolver problemas ligados a outros projetos científicos, que dependiam dos efeitos do vácuo. Uma bomba de vácuo consegue, em cada sucção, retirar 2% do gás existente em um recipiente. Com base nisso é possível afirmar que para retirar cerca de 67% do gás existente neste recipiente serão necessários uma quantidade aproximada de Escolha uma: a. 18 sucções b. 20 sucções c. 7 sucções d. 49 sucções e. 55 sucções
Seja \(Q_0\) a quantidade inicial de gás existente em um recipiente. Se cada sucção remove 2% do gás existente, a quantidade removida por sucção é:
\[2\% \text{ de } Q_0=2\% \times Q_0=0,02 Q_0\]
A quantidade que se mantém no recipiente após a primeira sucção é:
\[Q=(1-0,02)Q_0\]
A quantidade que se mantém no recipiente após \(n\) sucções é:
\[Q=(1-0,02)^nQ_0\]
Se após \(n\) sucções for retirado 67% do gás presente inicialmente, a quantidade que resta no recipiente é:
\[Q=(1-0,67)Q_0\]
Assim, o número \(n\) de sucções para o qual 67% do gás é retirado é tal que:
\[(1-0,02)^nQ_0=(1-0,67)Q_0\]
\[0,98^nQ_0=0,33Q_0\]
\[0,98^n=0,33\]
Assim:
\[n=\log_{0,98}0,33\]
\(n=\dfrac{\log 0,33}{\log 0,98}\) ou
\[n=\dfrac{\ln 0,33}{\ln 0,98}\]
Donde se calcula:
\(n=54,9 \approx55\).
Portanto são necessárias 55 sucções. A alternativa correta é E) 55 sucções.
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