Um acquanauta vive em um apartamento submerso a 100 m da superfície do oceano. Compare as temperaturas dos pontos de solidificação e de ebulição da água no apartamento do aquanauta com os correspondentes valores na superfície. Eles são maiores, menores ou iguais? Explique.
Passo 1
Fala Aí, beleza ? Bora resolver juntos essa questão!
Para resolvermos essa questão precisamos calcular a pressão a 100 m a abaixo da superfície da água. Utilizaremos a fórmula da pressão em um líquido P= + . O é a pressão atmosférica, g a aceleração da gravidade, é a densidade da água e h a altura da coluna de água. Depois de calculada a pressão usaremos o diagrama de fase para ver quais são os pontos de fusão e ebulição na região de pressão P, onde o aquanauta vive.
Informações importantes
=1 atm101325 pa
1000
h= 100 m
Passo 2
Vamos calcular o P a 100 m da superfície.
P= +
A parcela é a pressão que a coluna de água faz sobre o aquanauta, e como você pode observar ela depende da altura h. Vamos calculá-la:
=1000==9,67 atm
Obs: para converter uma pressão de pascal para atm, basta dividir a pressão em pa por 101325
A pressão absoluta sobre o acquanauta é P= +
P= + P=1 atm + 9,67 atm=10,67 atm
Passo 3
Agora vamos analisar o diagrama de fase da água.
As curvas do diagrama de fase representam os pontos de fronteira de um estado físico para o outro.
Cada ponto da curva é representado por uma temperatura e uma pressão. Por exemplo, a temperatura de ebulição da água ao nível do mar é , essa temperatura de ebulição da água é específica para a pressão de 1 atm. Agora, ao invés de 1 atm a água está a sobre 10,67 atm de pressão, vemos no gráfico que suas temperaturas de fusão e ebulição são diferentes das temperaturas de fusão e ebulição na superfície. Eu ilustrei os pontos de fusão e ebulição na superfície com pontilhados azuis e os pontos de fusão e ebulição a 100 m da superfície com pontilhados vermelhos. Podemos desta forma, observar que ao aumentar a pressão sobre a água , suas temperaturas de fusão diminuem e de ebulição aumentam. Isso explica o motivo de usarmos panela de pressão para cozinhar alimentos mais rápidos.
Resposta
Ebulição aumenta e fusão diminui.