(ITA-1960) Um tubo de vidro de 1,00 m de comprimento

Nas questões abaixo, cada proposição da coluna da esquerda (algarismos romanos) tem relação com uma ou mais da coluna da direita (letras A, B, ...). Escolha na coluna da direita as frases mais relacionadas com cada item da esquerda e assinale com um "X" os retângulos que lhe correspondem na parte da Folha de Respostas reservada para este teste.
 
3.8 – Um tubo de vidro de 1,00 m de comprimento, fechado numa extremidade e aberto na outra, é cheio de mercúrio e emborcado numa cuba também cheia de mercúrio, em posição vertical, de modo a ficar um espaço livre na extremidade superior. Em seguida coloca-se no interior do tubo um pouco de água, que não se vaporiza totalmente. Abaixa-se ou levanta-se o tubo e varia-se a temperatura, realizando assim novas condições de equilíbrio, conforme indicam as figuras abaixo, havendo sempre água e vapor d’água acima do mercúrio. Despreza-se a variação da densidade do mercúrio com a temperatura.

I) VIDE FIGURA	----------------------	A) h aumenta, x aumenta
II) VIDE FIGURA		B) h não se altera, x diminui
III) VIDE FIGURA		C) h não se altera, x aumenta
IV) VIDE FIGURA		D) h aumenta, x diminui
		E) h diminui, x aumenta
		F) h aumenta, x não se altera
		G) nenhuma das respostas acima serve

 

Spoiler:

ET = Devido ao DESENHO ORIGINAL estar um pouco comprometido, tentei fazer uma RÉPLICA, obedecendo as dimensões originais.

§-A coluna de mercúrio exerce uma pressão sobre a superfície livre do recipiente que vou representar por P(0).Tal pressão está diretamente associada com h , de modo que quanto maior h , maior P.
§-A pressão total exercida sobre a superfície livre do recipiente (que é igual á pressão atmosférica local) é igual a Ptotal(0)=Pvap(0)+P(0).
§-De tudo isso podemos partir para a questão:

-Na situação (I) não houve deslocamento do tubo , apenas variação de temperatura , como a temperatura aumentou , a pressão de vapor d'água aumentou para Pvap(I).Como não houve variação volumétrica , tal aumento de pressão só pode ocorrer com diminuição da quantidade de água existente , assim x diminui. A nova pressão total é igual a Ptotal(I)=Pvap(I)+P(I) , como Ptotal(I)=Ptotal(0) e Pvap(I) é maior que Pvap(0) então P(I) é menor que P(0) e assim h também diminui.

-Na situação (IV) não houve variação de temperatura , apenas deslocamento do tubo. Dessa forma , Pvap(IV)=Pvap(0) e como Ptotal(IV)=Ptotal(0) então P(IV)=P(0) , ou seja , h não varia. Como o tubo foi deslocado para cima , houve aumento de volume do espaço livre acima da coluna de mercúrio , tal fato leva a uma diminuição imediata de Pvap , que é compensada por um aumento de moléculas de água na fase valor e , portanto , por uma diminuição de água no estado líquido , assim ocorre diminuição de x.

-Na situação (III) não há variação de temperatura , apenas deslocamento do tubo. de modo análogo ao caso (IV) : Pvap(III)=Pvap(0) e P(III)=P(0) e assim h não varia. Como o tubo foi deslocado para baixo , há diminuição de volume , tal fato leva a um aumento imediato de Pvap , que é compensado por uma diminuição de água vapor , e portanto , por um aumento de água líquida , assim ocorre aumento de x.

-Na situação (II) há variação de temperatura e há deslocamento do tubo. Como todos os processos são físicos reversíveis , podemos partir da situação (III) para analisar a situação (II). Observe que houve apenas diminuição de temperatura na situação (II) , em comparação com a situação (III) , dessa forma: Pvap(II) é menor que Pvap(III) e assim Pvap(II) é menor que Pvap(0) , mas como Ptotal(0)=Ptotal(II) então P(2) é maior que P(0) , dessa forma h aumenta. Como h aumenta e Pvap diminui , esses dois fatos levam , conjuntamente a um aumento de x.

Assim fica: (1)G , (2)A , (3)C , (4)B
Infelizmente não tenho acesso ao gabarito , então estou sujeito a erros e peço desculpas por isso.