Uma bolha de ar de 20 cm³ está no fundo de um

Prévia do material em texto

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
________________________________________________________________________________________________________ 
Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 21 – A Teoria Cinética dos Gases 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 21 - A TEORIA CINÉTICA DOS GASES 
 
19. Uma bolha de ar de 20 cm3 está no fundo de um lago, a 40 m de profundidade, onde a 
temperatura é 4,0oC. Ela se solta e vai para a superfície, onde a temperatura é 20oC. Considere a 
temperatura da bolha como sendo a mesma da água à sua volta e encontre seu volume no exato 
momento em que alcança a superfície - ainda na água. 
 (Pág. 227) 
Solução. 
Considere o seguinte esquema da situação: 
 
Como a quantidade de ar no interior da bolha é constante, vale a relação: 
 0 0
0
p V pV
T T
= 
 ( )atm 0
0
p gh V pV
T T
ρ+
= 
Logo: 
 ( )atm 0
0
p gh V T
V
VT
ρ+
= 
 
( ) ( )( )( ) ( )( )
( )( )
5 3 3 2 6 3
5
1,01 10 Pa 1,0 10 kg/m 9,81 m/s 40 m 20 10 m 293,15 K
1,01 10 Pa 277,15 K
V
− × + × × =
×
 
 3103,3434 mV =  
 3100 mV ≈ 
 
p , V T0 0 0, 
p p V T = , , atm
ρ h