Questão 26
ITA 2009
(ITA - 2009 - 2ª fase)
Para ilustrar os princípios de Arquimedes e de Pascal, Descartes emborcou na água um tubo de ensaio de massa m, comprimento L e área da seção transversal A. Sendo g a aceleração da gravidade, p a massa específica da água, e desprezando variações de temperatura no processo, calcule:
a) o comprimento da coluna de ar no tubo, estando o tanque aberto sob pressão atmosférica Pa, e
b) o comprimento da coluna de ar no tubo, de modo que a pressão no interior do tanque fechado possibilite uma posição de equilíbrio em que o topo do tubo se situe no nível da água (ver figura).
Gabarito:
Resolução:
Sendo x a altura de gás submersa parcialmente e y a altura submersa completamente:
No equilíbrio, a força resultante sobre o tubo é nula:
Para a transformação isotérmica deste gás:
No "novo" equilíbrio, o volume total do gás está imerso: