A figura representa um termômetro a gás, constituído por um balão com gás ideal conectado a um sistema de vasos comunicantes que contém mercúrio. Para aferir a temperatura de um determinado líquido colocado em um recipiente, o balão, com 0,25 mol de gás, foi mergulhado nesse líquido até que o equilíbrio térmico entre o gás e o líquido fosse atingido, estabilizando o desnível entre as colunas de mercúrio em 152 mm, conforme a figura. Considere que, nessa medição, as capacidades térmicas do balão e dos vasos comunicantes sejam desprezíveis.
Sabendo que, na situação de equilíbrio, o volume ocupado pelo gás foi de , que a pressão atmosférica no local do experimento era de , e considerando o valor de 8 J/mol·K para a constante universal dos gases ideais, a temperatura obtida para o líquido, nesse experimento, foi de
a) |
350 K. |
b) |
380 K. |
c) |
370 K. |
d) |
360 K. |
e) |
340 K. |
Em um vaso comunicante, dois pontos pertencentes a um mesmo fluido que estejam no mesmo nível possuem a mesma pressão. Dessa forma, podemos afirmar que os pontos A e B da figura abaixo possuem pressões iguais:
A pressão sobre o ponto A é igual à pressão do gás, enquanto a pressão sobre o ponto B é igual à soma da pressão hidrostática do mercúrio (152 mmHg) com a pressão atmosférica (760 mmHg):
Dado que 760mmHg correspondem a 1,0.105 Pa, temos
Finalmente, utilizando a equação de estado dos gases perfeitos, temos