Logo do Site - Banco de Questões
Continua após a publicidade..

Um reservatório de água quente, mantido a uma temperatura de 45 °C, está conectado por um canal subterrâneo a um outro reservatório de água fria, mantido a uma temperatura de 5 °C. Ambos os reservatórios têm superfície livre em contato com ar e estão submetidos a mesma pressão atmosférica.

Considerando-se que o canal está a uma profundidade h da superfície livre do reservatório frio e que o coeficiente de dilatação térmica da água é de 1,3times10−4(°C)−1, é correto afirmar que a profundidade do canal em relação à superfície livre do reservatório quente será igual a7

Continua após a publicidade..

Resposta:

A alternativa correta é letra D) 1,0052 h.

Notem que no reservatório quente de água, a densidade do líquido rho é menor do que no reservatório frio.  Isso porque a maior temperatura do líquido quente expande o volume de água.  Lembrando que a densidade é dada por:

   

rho=frac{m}{V}tag 1

 

Onde m é a massa do líquido e V é o seu volume.  Podemos perceber que para um volume maior teremos uma densidade menor.  E qual seria o valor da densidade da água quente em função da densidade da água fria?

 

Considerando a dilatação de volume da água quente temos que:

 

V=V_o+V_ocdotgammaDelta{T}

 

V=V_o+V_ocdot1,3times10^{-4}cdot(45-5)

 

V=(1+52times10^{-4})V_o=1,0052V_o

 

Obs:  V é o volume da água quente e V_o o volume da água fria.

 

Logo a densidade da água quente será igual a:

   

rho=frac{m}{1,0052V_o}

 

rho=frac{rho_{o}'}{1,0052}

 

Onde rho_o' é a densidade da água fria.  Portanto, utilizando a definição de pressão equivalente à coluna de água para ambos os lados quente e frio teremos :

 

frac{rho_{o}'}{1,0052}cdot gcdot h_q=rho_o'cdot gcdot h_f

 

frac{1}{1,0052}cdot h_q=h_f

 

boxed{h_q=1,0052h_f}

 

Gabarito: Letra D  

Continua após a publicidade..
Continua após a publicidade..

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *