Questão 7) Uma massa de ar está a 500 m acima do nível do mar e sua temperatura é de 20^circ C. Sabendo que essa massa de ar se move verticalmente para 1000 metros acima do nível do mar, qual seria a sua temperatura em 1000 metros? Considere processo adiabático. Sobre o referido processo, marque em verdadeiro e falso os itens abaixo (3 pontos), JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA:
() A temperatura da massa de ar em 1000 metros estaria entre 10 e 15^circ C.
() A temperatura da massa de ar em 1000 metros estaria acima de 20^circ C.
( ) A temperatura da massa de ar em 1000 metros é menor que a temperatura da massa de ar em 500 metros
() A temperatura da massa de ar em 500 metros é superior que a temperatura da massa de ar em 1000 metros e inferior a temperatura da massa de ar ao nível do mar (1 atm).

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente achar a temperatura de uma massa de ar que está a 500 m de altitude com 20^circ C e sobe adiabaticamente até 1000 m. O conteúdo é Termodinâmica atmosférica (processo adiabático seco) e vamos precisar da taxa de lapso adiabático seco, Gammadapprox9,8;K/km (ou arredondando para 10;K/km).

Passo 2

Processo adiabático significa que não rola troca de calor com o ambiente ( Q=0). Nessa situação a temperatura varia com a altitude segundo
dTdz ;=; -,Gammad,
onde Gammad=tfracgcpapprox9,8;K/km. Em palavras, a cada 1000 m que a parcela de ar sobe, a temperatura cai cerca de 9,8^circ C.

Passo 3

A gente sobe de 500 m para 1000 m, ou seja De<a z=500,m=0,5,km.
De<a T = -,Gammad,De<a z approx -,9,8;Kkmtimes0,5,km = -4,9;K
Portanto
T2 = 20^circ C -4,9^circ C approx 15,1^circ C,
que a gente arredonda pra 15^circ C se usar Gammad=10;K/km.

Passo 4

Agora, conferindo cada afirmação:
  1. Entre 10 e 15^circ C?
    Como deu 15^circ C (ou 15,1^circ C), cai nesse intervalo. → Verdadeiro.
  2. Acima de 20^circ C?
    Nada disso, a temperatura cai ao subir. → Falso.
  3. Em 1000 m é menor que em 500 m?
    Sim: 15^circ C<20^circ C. → Verdadeiro.
  4. Em 500 m ( 20^circ C) é maior que em 1000 m ( 15^circ C) e menor que ao nível do mar?
    Se a gente descer de 500 m para 0 m, esquenta uns 4,9^circ C, dando cerca de 25^circ C. Portanto 20^circ C fica entre 15^circ C e 25^circ C. → Verdadeiro.

Resposta

(V), (F), (V), (V)

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