Um certo frasco de vidro está completamente cheio, com 50cm³ de mercúrio a temperatura de 50°C considerando o coeficiente de dilatação linear do vrdro tem um valor igual a 8,0 elevado a -6 ºC-1 eo coeficiente de dilatação volumetrica do mercurio vale 1,8 elevado a -4ºC-1. Determine em cm³ a quantidade de mercurio que transbordara do recipiente se a temperatura for elevada a 100ºC
Copyright © 2024 QUIZLS.COM - All rights reserved.
Answers & Comments
Verified answer
ΔVap = ΔVreal - ΔVrec
ΔVap = Vo.(coef.Hg).ΔT - Vo.(3.coef.rec).ΔT
ΔVap = 50.(1,8.10^-4).(100 - 50) - 50.(3.8.10^-6).(100 - 50)
ΔVap = 4500.10^-4 - 60000.10^-6
ΔVap = 0,45 - 0,06
ΔVap = 0,39 cm³
OBS.: O coeficiente do recipiente é multiplicado por 3 pois o coeficiente de dilatação volumétrica é 3 vezes maior que o coeficiente de dilatação linear.
A quantidade de mercúrio que transborda é de 0,39 cm³.
Cara, creio que você digitou a questão errado, deve ser 0,8.10^-6 e 1,8.10^-4 (o "^" representa "elevado a...".
Outra coisa, vou chamar o alfa de A e o gama de G. Chamaremos também o beta de B, embora ele só vá aparecer na fórmula...
Bem... Começaremos:
A maioria das questões de dilatação de lÃquidos usam volume, e como ele deu a quantidade das substâncias em unidade de volume (cm³), você deverá usar a constante volumétrica, ou seja, o G.
Porém, a questão te deu o A e você precisará achar o G. Para isso você usará a seguinte relação:
-----------------------
| A/1 = B/2 = G/3 |
-----------------------
Agora ficou fácil, só igualar os valores e resolver duas equações:
- Primeiro transformar o A do mercúrio em G:
1,8.10^-4 = G/3 ----> G = 5,4 . 10^-4
- Agora o A do fraco em G:
8.10^-6 = G/3 ------> G = 24 . 10^-6
Já temos o gama de ambos os elementos que serão dilatados, para substituir os valores, faremos primeiro a equação literal do que está acontecendo, com intuito de facilitar a equação.
A dilatação de lÃquidos ocorre da seguinte maneira:
Por estarem ambos sendo aquecidos o frasco e o recipiente, o único volume que irá transbordar será o quanto de lÃquido dilatou a mais do que o fraco, ou seja, o resultado da subtração entre a dilatação do lÃquido e a dilatação do frasco.
Ambas as dilatações podem ser expressas pelas seguinte fórmula:
--------------------------------
| DeltaV = V0.G.DeltaT |
--------------------------------
Onde, por V ser o volume, DeltaV é a variação de volume ( V - V0), V0 é o volume inicial, G o coeficiente de dilatação volumétrico e Delta T a variação de temperatura.
Logo, para equacionar os valores, vamos reduzir um DeltaV do outro, como dito anteriormente:
Volume Transbordado(VT) = V0(mercúrio).G(mercúrio).DeltaT - V0(frasco).G(frasco).DeltaT
Mas, ambos os volumes são iguais e a variação de temperatura também, então podemos por os dois em evidência.
VT = V0.DeltaT(G(mercúrio) - G(frasco))
----------------------------------------
| VT = V0.DeltaT.G(aparente) |
----------------------------------------
Essa subtração entre "G"s é o coeficiente de dilatação aparente, ou seja, é uma ferramenta que a fÃsica criou para facilitar as contas, mas ele não é difÃcil de ser calculado, basta reduzir o G de um lÃquido o G de seu recipiente.
Então para calcular o G(aparente), diminuiremos os valores achados no inÃcio da questão.
G(aparente) = 5,4.10^-4 - 24.10^-6
G(aparente) = 5,4.10^-4 - 0,24.10^-4
G(aparente) = 5,16.10^-4
Agora, substituindo na fórmula:
VT = V0.DeltaT.G(aparente)
VT = 50. (100-50).5,16.10^-4
VT = 2500 . 5,16.10^-4
VT = 25. 5,16.10^-2
VT = 129.10^-2
VT = 1,29cm³
-----------------------------------------------------------------
| Resposta: O volume transbordado é 1,29cm³ |
-----------------------------------------------------------------
Bem... é isso. Deu trabalho, mas espero ter ajudado. Tentei, além de fazer a questão, ensinar a matéria e demonstrar a fórmula ^^
Bons estudos!