O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa

O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa do aumento dos ...

O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) mostra que uma parcela significativa do aumento dos níveis dos oceanos vem da expansão térmica da água. Essa expansão ocorre principalmente nas camadas superiores dos oceanos, até cerca de 700 m de profundidade.

O gráfico a seguir mostra a variação da razão v(T) / v(T = 6°C) onde v(T) é o volume de 1 g de água (em cm3) à pressão ambiente (também chamado de volume específico) em função da temperatura T expressa em graus Celsius.

a) Se uma coluna de água inicialmente a uma temperatura de 1°C for aquecida até 3°C, sua altura aumenta ou diminui? Justifique com base nos dados do gráfico.

b) Considere uma coluna de água cuja altura a 6°C é de 700 m. Assumindo que toda a expansão volumétrica ocorra na direção vertical e que sua massa não varie, estime, com base nos dados do gráfico, a variação de altura da coluna quando esta é aquecida de 6°C até 9°C. Expresse seu resultado em centímetros.

c) Considere uma coluna de água de 700 m de altura que sofre um aumento de temperatura de 2°C. Assumindo que a massa dessa coluna de água não varie, desprezando a variação da massa específica da água com a temperatura e admitindo que esta seja constante e igual a 1 g/cm³, calcule o calor absorvido pela coluna por unidade de área de superfície. Expresse seu resultado em J/m².

Note e adote:

Considere que o volume específico da água (definida pelo inverso da massa específica) não varie com a profundidade. 

Calor específico da água: 4,2 J/(g°C).

QUESTÃO ANTERIOR:

- Duas esferas de massa m, ambas carregadas eletricamente com a mesma carga q, estão localizadas nas extremidades de fios isolantes, de comprimento L, presos ao teto, e formam o arranjo estático mostrado na figura.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) Entre as temperaturas de 0°C e 4°C, o gráfico mostra que o volume da água diminui com o aumento da temperatura. Para a variação de temperatura de 1°C até 3°C, o volume ocupado pela água diminui. Então, a altura da coluna de água também diminui.

b) A razão entre os volumes final v, a 9°C, e inicial v0, a 6°C, de água é dada por

Sendo A a área da base da coluna, suposta constante, vem

Entre 6°C e 9°C, obtemos do gráfico a razão 

Para uma altura h0 de 700 m, temos:

c) Da Equação Fundamental da Calorimetria, temos:

Considerando-se

μ = 1 g/cmm³ = 1 . 10m³ kg/m³

c = 4,2 J/g°C = 4,2 . 10³ J/kg°C

Temos

GABARITO:

a) A altura diminui.

b) 11,2 cm

c) 5,88 . 10⁹ J/m²

PRÓXIMA QUESTÃO:

- Para se obter o café descafeinado, sem que ocorra a perda dos compostos de sabor e aroma, pode ser realizada a extração seletiva.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2022 (2ª fase) com Resolução