Question

Essa imagem mostra um sistema gasoso confinado em um cilindro dotado de um êmbolo de massa 12 kg e área de secção reta de 60 cm2. O sistema, nas condições descritas, está em equilíbrio na situação A. Em seguida, inverte-se o cilindro para a situação B, mostrada na figura, mantendo-se constante a temperatura do conjunto. Sabendo-se que a pressão atmosférica local vale 1.105 Pa, pode-se afirmar que,

(Use g = 10 m/s2.)

Escolha uma:
a. em ambos os casos, a pressão do gás será de 1 atm.
b. ao passar da situação A para a situação B, o gás ocupará o mesmo volume.
c. na posição B, o valor de h será de 36 cm.
d. na posição B, a pressão do gás passa a ser de 0,8.105 Pa.
e. na posição B, o equilíbrio não será mantido, pois o gás empurra o êmbolo para baixo e escapa para a atmosfera.

Answer 1

D) caso B p = patm - m.g / A =1.10^5-12.10 / 6.10^ -3 = 1.10^5-0,2.10^5 = 0,8.10^5.correto

Answer 2

Bom eu no começo , achava que o gabarito era a alternativa (d) sim.
Só que há um detalhe em falta é que que a pressão da fórmula é a pressão '' sobre o gás ''
E o vetor da força peso da segunda situação continua para baixo , se fosse para cima e opostamente á atmosfera, neste caso seria a (d)
Eu me informei com um amigo meu estudando do IME a respeito dessa questão e inclusive cheguei a achar ela na internet e chequei que era a (e) mesmo .

Resolução :

Alternativa (e) --> O sistema sai da posição de equilíbrio inicialmente e vai para outro , onde o volume aumenta para  uma altura '' h '' , estando o gás sobre a pressão de 1 atm.
(a), (b), (d) Erradas

Pressão inicial sobre o gás :

P(i) = P(atm) + P(Bloco ) 
P(i) = 10⁵ + 12.10 / 6.10-³
P(i) = 10⁵ + 0,2.10⁵ 
--P(i) = 1,2.10⁵ N / m ²  ( Pressão sobre o gás ) 

--P(f) = 10⁵ N / m²

V(i) = 20.60
--V(i)=12.10-¹ m³ 


1,2.10⁵ . 1,2 = 10⁵ . V(f)
--V(f) = 1,44 m³

1,44 = h.6.10-³
h=24 cm 0,24 m   (c) --> Errada