(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 8)Um compartimen

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questão 8)

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 (P_atm) e a 27°C, 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:

a) A pressão P do ar, em Pa, dentro do compartimento

b) A altura H, em m, do compartimento, que permanece não inundado.

c) A temperatura T do ar, em °C, no compartimento.

Curvas PxV para uma massa de ar que, à P_atm e 27ºC, ocupa 1 m³ : (A) isobárica, (B) isotérmica, (C) sem troca de calor, (D) volume constante. P_atm = \(10^5\) Pa ; 1 Pa = 1 N/m²