1. Enunciado do problema: Um balão meteorológico contém 10 m³ de He(g) a 27 °C e pressão constante de 1 atm. Ao subir para uma altitude onde a temperatura cai para –33 °C, qual será o volume do balão?
2. Fórmula usada: Como a pressão é constante, aplicamos a Lei de Charles, que relaciona volume e temperatura em Kelvin:
$$\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}$$
3. Conversão das temperaturas para Kelvin:
$$T_1 = 27 + 273 = 300\,K$$
$$T_2 = -33 + 273 = 240\,K$$
4. Substituindo os valores conhecidos na fórmula:
$$\frac{10}{300} = \frac{V_2}{240}$$
5. Isolando $V_2$:
$$V_2 = \frac{10 \times 240}{300}$$
6. Simplificando a fração:
$$V_2 = 10 \times \frac{\cancel{240}}{\cancel{300}} = 10 \times \frac{24}{30}$$
7. Calculando o volume final:
$$V_2 = 10 \times 0.8 = 8\,m^3$$
Resposta final: O volume do balão na altitude onde a temperatura é –33 °C será de 8 m³.
Volume Temperatura 6762Aa
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