Question

Uma baleia, nadando na superfície do oceano, onde a temperatura é T_s e a pressão atmosférica P_s, enche seus pulmões de ar e submerge a uma profundidade de 10 metros. Ao atingir essa profundidade, a baleia tem o volume dos pulmões reduzido pela metade sem mudar sua temperatura. A relação entre a pressão P a uma profundidade de 10 metros e a pressão da superfície P_s é

Answer 1

Pela equação geral dos gases ideais, temos que:

P0V0/T0 = PV/T

A situação de índice 0 é quando a baleia está na superfície, com temperatura Ts, pressão Ps, e volume dos pulmões em Vs. Quando ela submerge a 10 metros de profundidade, sua temperatura continua a mesma (Ts = T) e o volume dos seus pulmões é reduzida pela metade (V = Vs/2). Substituindo estes valores, temos:

PsVs/Ts = PVs/2Ts

Ps = P/2

P = 2Ps

A pressão a 10 metros de profundidade é duas vezes a pressão na superfície.