(Química 2, Martha Reis) Os balões meteorológicos carregam um pequeno aparelho que transmite informações sobre umidade relativa do ar, temperatura e altitude. Numa altitude de aproximadamente 30 km, eles explodem e o aparelho cai com o auxílio de um paraquedas com as informações obtidas. Entre 10 km e 20 km acima da superfície, a temperatura é praticamente constante.
a) Explique por que o balão explode.
b) Qual o nome da transformação que ocorre com o gás?
Resolução
a) A massa de gás contida no balão está submetida a pressão atmosférica antes do lançamento. A medida que o balão sobre, a pressão sobre ele vai diminuindo. Sabe-se que a temperatura diminui nas camadas imediatamente superiores a atmosfera. Então, considerando que essa variação ocorra somente a partir de 20 km, como indicado no texto, teremos a partir deste ponto a pressão e a temperatura diminuindo.
De acordo com a lei de Boyle, o volume de um gás é inversamente proporcional a sua pressão, a temperatura constante. Já a lei de Charles diz que o volume é diretamente proporcional a temperatura. Como a massa de gás contida no balão permanece constante, podemos combinar as duas leis, obtendo a lei geral dos gases:
Assim, temos que o volume do gás contido no balão aumenta devido a diminuição da pressão, e diminui com o decréscimo da temperatura. Então, o balão explode porque a expansão se sobrepõe a contração do volume da massa de gás.
b) Acho que essa questão foi mal elaborada, talvez a intenção seria escrever o último parágrafo da seguinte maneira: “…Entre 10 km e 30 km acima da superfície, a temperatura é praticamente constante”.
Assim, a uma altitude de 30 km, quando o balão explode, consideraríamos a temperatura constante, com o gás passando por uma transformação isotérmica, ou seja, uma transformação onde o volume aumenta com a diminuição da pressão, a temperatura constante.
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