Considere que um cilindro de aço, contendo um fluido altamen...
Considere que um cilindro de aço, contendo um fluido altamente tóxico e poluente, está submerso no porão de um navio naufragado a 100m de profundidade. Na tentativa de resgatar o navio, o cilindro foi avariado, rompendo-se a válvula de contenção do fluido. Se a pressão interna do cilindro é de 5 atmosferas aproximadamente, a partir de qual distância abaixo da superfície da água, começará a haver vazamento do fluido?
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Vamos analisar a questão apresentada, que envolve conceitos de mecânica dos fluidos, especificamente a pressão em fluidos e a diferença de pressão entre o interior e o exterior de um cilindro submerso.
Para resolver a questão, precisamos entender que o fluido começará a vazar quando a pressão externa for menor que a pressão interna do cilindro. A pressão interna do cilindro é dada como 5 atmosferas.
A cada 10 metros de profundidade, a pressão na água aumenta em aproximadamente 1 atmosfera devido ao peso da coluna de água. Assim, a pressão externa a uma profundidade de 100 metros seria de aproximadamente 10 atmosferas (considerando 1 atmosfera de pressão atmosférica ao nível do mar).
Para que o fluido comece a vazar, a pressão interna (5 atmosferas) precisa ser igual à pressão externa. Isso ocorre a uma profundidade onde a pressão da água é de 4 atmosferas (pois 1 atmosfera já está presente na superfície).
Calculando essa profundidade: 4 atmosferas equivalem a 40 metros de coluna de água. Então, a profundidade total da superfície para que a pressão total seja 5 atmosferas (incluindo 1 atmosfera ao nível do mar) é 50 metros.
Portanto, a alternativa correta é a B - 50m.
Vamos agora discutir por que as outras alternativas estão incorretas:
A - 100m: Nesta profundidade, a pressão externa seria de aproximadamente 11 atmosferas (10 da água + 1 atmosférica), o que é muito maior que a pressão interna.
C - 25m: A pressão nessa profundidade seria de aproximadamente 3,5 atmosferas (2,5 da água + 1 atmosférica), insuficiente para igualar a pressão interna de 5 atmosferas.
D - 80m: A pressão externa seria aproximadamente 9 atmosferas (8 da água + 1 atmosférica), ainda maior que a pressão interna.
E - Não haverá vazamento: Incorreta, pois a situação permite o vazamento a partir de 50 metros de profundidade.
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