Um mergulhador prende a respiração a 10 m de profundidade e sobe sem expirar. Explique, usando a lei de Boyle, por que isso pode causar lesões nos pulmões.
Passo 1
O enunciado diz que um mergulhador prende a respiração a 10 m de profundidade e sobe sem expirar. O conteúdo é a lei de Boyle, que relaciona pressão e volume de um gás mantido a temperatura constante.
Passo 2
A pressão absoluta no mergulho a 10 m é
onde
,
,
,
,
,
e
,
. Calculando,
logo
Pela lei de Boyle, a temperatura constante implica
No fundo temos
,
e volume
. Ao chegar à superfície,
,
, então
Passo 3
Se o mergulhador não expelir ar durante a subida, o volume de gás nos pulmões tende a dobrar. Como o tecido pulmonar tem limite elástico, essa expansão forçada gera sobrepressão nos alvéolos. A sobrepressão pode romper alvéolos, provocando barotrauma pulmonar, com possíveis desfechos como pneumotórax, enfisema intersticial ou embolia gasosa arterial.
Resposta
Ao subir sem expirar, a queda de pressão de ~2 atm para 1 atm faz o volume de ar nos pulmões dobrar (lei de Boyle), o que pode romper os alvéolos e causar barotrauma pulmonar.