Fuvest 2007 · Segunda fase · Discursiva

Física · Pressão, Termologia

Para medir a temperatura T0 do ar quente expelido, em baixa velocidade, por uma tubulação, um jovem utilizou uma garrafa cilíndrica vazia, com área da base S = 50 cm2 e altura H = 20 cm. Adaptando um suporte isolante na garrafa, ela foi suspensa sobre a tubulação por alguns minutos, para que o ar expelido ocupasse todo o seu volume e se estabelecesse o equilíbrio térmico a T0 (Situação 1). A garrafa foi, então, rapidamente colocada sobre um recipiente com água mantida à temperatura ambiente TA = 27∘^\circ C. Ele observou que a água do recipiente subiu até uma altura h = 4 cm, dentro da garrafa, após o ar nela contido entrar em equilíbrio térmico com a água (Situação 2). Estime

  1. o volume VA, em cm3 , do ar dentro da garrafa, após a entrada da água, na Situação 2.
  2. a variação de pressão Δ\DeltaP, em N/m2 , do ar dentro da garrafa, entre as Situações 1 e 2.

  3. a temperatura inicial T0, em ∘^\circC, do ar da tubulação, desprezando a variação de pressão do ar dentro da garrafa.

    NOTE E ADOTE PV = nRT

    T (K) = T (∘^\circC) + 273

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