Fuvest 2001 · Segunda fase · Questão 8 · Discursiva

Física · Gases, Hidrodinâmica

Um compartimento cilíndrico, isolado termicamente, é utilizado para o transporte entre um navio e uma estação submarina. Tem altura H0 = 2,0 m e área da base S0 = 3,0 m2 . Dentro do compartimento, o ar está inicialmente à pressão atmosférica (Patm) e a 27∘^\circC, comportando-se como gás ideal. Por acidente, o suporte da base inferior do compartimento não foi travado e a base passa a funcionar como um pistão, subindo dentro do cilindro à medida que o compartimento desce lentamente dentro d'água, sem que ocorra troca de calor entre a água, o ar e as paredes do compartimento. Considere a densidade da água do mar igual à densidade da água. Despreze a massa da base. Quando a base inferior estiver a 40 m de profundidade, determine:

  1. A pressão P do ar, em Pa, dentro do compartimento
  2. A altura H, em m, do compartimento, que permanece não inundado.

  3. A temperatura T do ar, em ∘^\circC, no compartimento.

    Curvas PxV para uma massa de ar que, à Patm e 27ºC, ocupa 1 m3 : (A) isobárica, (B) isotérmica, (C) sem troca de calor, (D) volume constante. Patm = 10510^5 Pa ; 1 Pa = 1 N/m2

Questão discursiva: a fonte não traz resolução.

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