ENEM 2013 · Ciências da Natureza · Física · energia
Questão 57 do ENEM 2013
Resposta: letra A. Uma garrafa PET cheia, furada em três alturas, não vaza com a tampa e vaza sem ela; pede-se como a pressão atmosférica interfere em cada situação.
Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia d´água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água conforme ilustrado na figura.
Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente?
- AImpede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água.Resposta correta
- BImpede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.
- CImpede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.
- DImpede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica.
- EImpede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água.
Como resolver a questão 57 passo a passo?
O conceito que resolve
Com a garrafa fechada, a pressão atmosférica sobre os furos supera a pressão da coluna de água interna (que fica menor por causa do vácuo parcial no topo) e impede a saída. Aberta, a pressão atmosférica atua dentro e fora, e a velocidade de saída depende só da altura da coluna de água.
Como chegar na resposta
- Tampada: a pressão do ar fora (atmosférica) é maior que a pressão no interior ao nível do furo, e a água não sai.
- Destampada: a pressão atmosférica age na superfície da água e no furo; elas se compensam.
- A velocidade de escoamento depende então só da pressão da coluna de água, maior nos furos mais baixos (como na figura).
Por que cada alternativa
- ACorreta: tampada, a pressão atmosférica impede a saída; destampada, a velocidade só depende da coluna de água.
- BA velocidade de escoamento não é proporcional à pressão atmosférica: ela age nos dois lados.
- CA pressão atmosférica não 'impede a entrada de ar' por ser menor que a interna; o ar entra pela abertura.
- DA velocidade não depende só da pressão atmosférica; depende da altura da coluna de água.
- ENão há 'entrada de ar' impedida na garrafa tampada, e a pressão atmosférica não é menor que a interna.
Onde essa questão derruba a maioria
Com a garrafa aberta, a pressão atmosférica atua dentro e fora e se anula: o que importa é a altura da coluna de água.
O que estudar se você errou
Revise pressão atmosférica, pressão hidrostática (Teorema de Stevin) e escoamento (Torricelli).
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