Questão 59

FUVEST 2002

Física

(FUVEST - 2002 - 1a fase)

Um equipamento possui um sistema formado por um pistão, com massa de 10 kg, que se movimenta, sem atrito, em um cilindro de secção transversal $S = 0,01 m^2$ . Operando em uma região onde a pressão atmosférica é de 10,0×10⁴Pa (1 Pa = 1 N/m²), o ar aprisionado no interior do cilindro mantém o pistão a uma altura H = 18 cm.

Quando esse sistema é levado a operar em uma região onde a pressão atmosférica é de 8,0×10⁴Pa, mantendo-se a mesma temperatura, a nova altura H no interior do cilindro passa a ser aproximadamente de

5,5 cm.

14,7 cm.

20 cm.

22 cm.

36 cm.

Gabarito:

22 cm.

Resolução:

Perceba que a questão trata de uma transformação isotérmica, na qual variamos a pressão sobre o sistema e consequentemente, seu volume. Equacionando :

$PV=nRT=const.$

$left(P_{atm,inicial}+frac{M_{pistao}g}{S} ight) (Hcdot S) = left(P_{atm,final}+frac{M_{pistao}g}{S} ight )(H_{f}cdot S)$

$left(1cdot 10^5+frac{10cdot 10}{0,01} ight) (18) = left(0,8 cdot 10^5+frac{10cdot 10}{0,01} ight )(H_{f})$

$H_f = frac{1,1cdot 18}{0,9} = 22cm$

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