(UFU - 2015 - 1ª FASE)
Em um recipiente de vidro, coloca-se água aquecida a 80°C, até 90% do volume do frasco. Logo após, ele é tampado com uma tampa não deformável, a qual não é rosqueada, e sim facilmente encaixada. Tal tampa possui apenas um anel de vedação, que não permite a troca entre o ar externo e interno. Após deixar o frasco por um certo tempo à temperatura ambiente de 25°C, ao se tentar retirar a tampa, percebe-se que ela não mais se solta facilmente.
Com base no descrito, a dificuldade em retirar a tampa ocorre porque houve
uma pequena contração volumétrica do frasco, aumentando sua pressão interna.
aproximadamente uma transformação a volume constante, reduzindo a pressão interna no frasco.
aproximadamente uma transformação isobárica, mantendo a pressão interna no frasco.
uma pequena dilatação do volume de água do frasco, passando a haver maior ação da gravidade sobre ele.
Gabarito:
aproximadamente uma transformação a volume constante, reduzindo a pressão interna no frasco.
No início, o sistema recipiente-água-tampa está em equilíbrio térmico à temperatura de 80°C, com a massa de ar que ocupa os 10% restantes do volume do frasco. Ao resfriar o cunjunto até 25°C, o sistema líquido-frasco-tampa tende a sofrer uma redução de volume que, para o intervalo de temperatura suposto, pode ser considerado aproximadamente igual. Com isso, o volume ocupado pela massa de ar é praticamente o mesmo, caracterizando uma transformação isocórica (aproximadamente). Sabemos que a pressão é diretamente proporcional à temperatura. Dessa forma, como a temperatura sofre uma redução, a pressão exercida pela massa de ar (pressão interna) também irá reduzir e isso dificulta a abertura do frasco, pois a pressão externa (atmosférica) será maior do que a interna.