Exercícios de Física - UEL 2014 - O sistema de esgoto... - Stoodi
O sistema de esgoto projetado pelas sociedades modernas ainda preserva a mesma estrutura básica dos sistemas construídos durante a Roma antiga, chamado de Cloaca Máxima. Com a criação dos sistemas de galerias subterrâneas, parte dos problemas de infraestrutura urbana e saúde pública foi solucionada, restando, no entanto, fatores que preocupam os responsáveis pela manutenção dessas galerias, dentre eles o confinamento de gases. Por se tratar de ambiente com pouca circulação de ar e por conter matéria orgânica em decomposição, produz, entre outros, o gás sulfídrico (H2S), que é inflamável (limite inferior de explosão 4,3 g de H2S(g) em 100 cm3 de espaço confinado), tornando importante o trabalho de manutenção dessas redes, pois seu entupimento sazonal pode causar sérios acidentes.
(Adaptado de:. Acesso em: 23 abr. 2013.)
Em uma hipotética situação, uma rede de esgoto obstruída permaneceu fechada por dois dias, criando uma câmara de 1m3 contendo 4 mol de gás H2S a uma pressão de 2 atm. Em um dia quente (25 °C), ao fazer a manutenção, um funcionário está prestes a utilizar um maçarico para cortar a tubulação no local obstruído.
Dados: Massas molares (g/mol): H = 1; S = 32.
a pressão parcial do H2S é dependente da pressão do ar presente na câmara, aumentando o efeito explosivo do H2S e tornando inseguro o trabalho do funcionário com o maçarico.
a quantidade de matéria de H2S gasoso no ambiente, nas condições indicadas, ocupa o espaço inferior da câmara e possibilita ao funcionário fazer o corte pela parte superior, sem manter contato com o gás.
o funcionário trabalhará em condições normais de segurança ao tentar cortar a tubulação obstruída da rede de esgoto com o maçarico, considerando a concentração do limite inferior de explosão do H2S.
o H2S gasoso forma ligações de hidrogênio com a água contida no esgoto, reduzindo significativamente a quantidade de matéria de H2S no sistema, tornando o trabalho com o maçarico seguro para o funcionário.
o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional à sua pressão, sendo o volume de gás alto o suficiente para oferecer riscos ao trabalho do funcionário.