Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 18.Problemas - Ex. 47
(a) Calcule a variação na pressão do ar que você experimenta se subir em uma montanha de 1.000 m, supondo que a temperatura e a densidade do ar não mudam a essa distância e que elas sejam 22 ºC e 1,2 kg/m3, respectivamente, na base da montanha. (Nota: o resultado do Exemplo 18.4 não se aplica, pois, a expressão deduzida naquele exemplo considera a variação da densidade do ar com a altitude, e isso está sendo ignorado aqui.) (b) Se você respirasse 0,5 L de ar na base da montanha e o segurasse até alcançar o topo, qual seria o volume desse ar quando você o exalasse no alto da montanha?
Passo 1
Faaaaala meu povo, bora pra mais uma questão do nosso livro!
Para essa questão, primeiramente temos que:
Ao subir uma montanha haverá uma variação de pressão diminuída de , essa variação de pressão afetada pela densidade do ar , a aceleração da gravidade e definitivamente a altura da montanha. e esta relação empregada por:
Onde, é igual a , é igual a e a altura é igual a . O sinal negativo da equação representa a diminuição da pressão.
Agora vamos seguir na nossa resolução.
Passo 2
Letra a)
Com todos os valores obtidos, temos que a variação de pressão é:
Desprezamos o efeito da mudança na densidade e na temperatura como dado no problema!
Passo 3
Letra b)
Agora você respira o ar com um volume de quando está na base da montanha antes de subir e segurar até o topo da montanha e é pedido para calcular o novo volume dessa respiração.
Devemos saber que a pressão no fundo é a pressão atmosférica que é igual a . Vamos fazer a diferença e considerar o volume e a pressão no fundo como e , respectivamente onde e .
Na letra (a), como calculamos a mudança na pressão depois de subir a montanha, temos:
Belezinha? Agora para encontrar o volume da respiração no topo da montanha, queremos encontrar uma relação entre e e podemos obtê-la pela lei do gás ideal:
Onde, teremos a seguinte relação:
Resolvendo em função de , temos:
Conforme mostrado no resultado, o volume aumentou à medida que a pressão diminuiu em uma determinada altura e isso afetará o processo respiratório!
E assim a gente finaliza mais uma questãozinha.
Tudo certo? Te vejo na próximaaaaa!
Resposta
Letra a)
Letra b)