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Exercícios de Gases

(Fuvest 2025) Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um curioso estudo sobre a pressão interna de “foguetes de garrafa PET”, propulsionados a partir da reação química entre ácido acético e bicarbonato de sódio.[1] Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, CH3COOH) com bicarbonato de sódio (NaHCO3) produz gás carbônico (CO 2 ) por meio da reação química representada pela seguinte equação:

A reação ocorre no interior de uma garrafa PET de 2 L de volume útil total, da qual foi retirado todo o ar. Insere-se na garrafa um volume inicial V vin de vinagre líquido e bicarbonato de sódio, sendo a garrafa posteriormente selada com uma tampa acoplada a um manômetro. A reação produzirá gás carbônico que ocupará um volume V CO2 e exercerá uma pressão P CO2 sobre a tampa da garrafa, medida pelo manômetro, como mostra a figura. [1] FONSECA et al, RBEF, vol. 40, nº 3, e3504 (2018). Disponível em http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF2017-0340.

Considere agora um outro experimento feito em condições semelhantes, em que o manômetro indica uma pressão de 5 atm e, sem que a pressão no interior da garrafa se altere, ele é cuidadosamente substituído por uma rolha de 10 g de massa e 2 cm de diâmetro (igual ao diâmetro interno do bocal da garrafa). Logo após a rolha ser encaixada no local, ela é expelida devido à pressão interna da garrafa ser maior que a pressão atmosférica. A aceleração da rolha no momento em que ela é expelida é de, aproximadamente, Note e adote: Assuma que a pressão atmosférica seja de 1 atm = 105 Pa. Utilize π = 3. a) 12 m/s 2 . b) 120 m/s 2 . c) 1200 m/s 2 . d) 12000 m/s 2 . e) 120000 m/s 2 . Resolução: Na figura estão representadas as forças que atuam na rolha quando é expelida. Aplicando o Princípio Fundamental da Dinâmica: Alternativa correta: E

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