#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

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Exercício resolvido 3 (Enem) 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? a) Impede 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. Paulo Manzi/Arquivo da editora b) Impede 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. c) Impede 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. d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. e) Impede a saída de água, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. Resolução I. Com a garrafa tampada a pressão atmosférica exerce uma força de fora para dentro da garrafa, impedindo que a água saia pelos orifícios laterais. II. Com a garrafa destampada a pressão atmosférica continua exercendo uma força de fora para dentro da garrafa, tanto através dos orifícios laterais como na extremidade superior. Como são forças idênticas em direções contrárias, elas se anulam, e a água sai dos orifícios devido apenas à pressão da coluna líquida contida na garrafa. Alternativa a. Exercícios atenção! Não escreva no seu livro! X 13 (Enem) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura? a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele. X 14 (Etec-SP) “Os estudos dos efeitos da altitude sobre a performance física começaram a ser realizados depois dos Jogos Olímpicos de 1968. A competição realizada na Cidade do México, a 2 400 metros, registrou nas corridas de média e longa distância o triunfo de atletas de países montanhosos, como Tunísia, Etiópia e Quênia, enquanto australianos e americanos, os favoritos, mal conseguiam alcançar a linha de chegada.” Disponível em: . Acesso em: 12 set. 2010. Os americanos e australianos não tiveram sucesso nas provas, pois, nas condições atmosféricas da Cidade do México, não estavam adaptados: a) à diminuição da pressão atmosférica e à consequente rarefação do ar. b) ao aumento da pressão atmosférica e à consequente diminuição do oxigênio. c) à diminuição da resistência do ar e ao consequente aumento da pressão atmosférica. O estudo da Química e as grandezas físicas 25

X d) à diminuição da pressão atmosférica e ao consequente aumento da oxigenação do sangue. e) ao aumento da insolação no clima de montanha e ao consequente aumento de temperatura no verão. 15 (Pasusp) Com a finalidade de estudar o comportamento térmico de substâncias, foram aquecidas diferentes quantidades de água e óleo. Elas foram colocadas sob a ação de uma chama, com fluxo de calor constante, e nas mesmas condições ambientais. A tabela abaixo contém os dados obtidos no experimento. Tempo (s) t (°C) Água/200 g t (°C) Água/400 g t (°C) Óleo/200 g 0 18 18 18 30 23 20 28 60 27 23 40 90 32 25 50 120 36 27 59 150 40 29 69 Tendo como base os dados apresentados na tabela, assinale a alternativa INCORRETA: a) Nas mesmas condições de aquecimento e para a mesma massa, a temperatura do óleo aumenta mais rapidamente do que a da água. b) Para uma dada massa de água, a temperatura varia proporcionalmente ao tempo de aquecimento. c) Para uma dada massa de água, a temperatura varia de modo proporcional ao calor recebido da chama. d) Para a mesma quantidade de calor recebido, quanto maior a massa da substância aquecida, maior é a variação de temperatura por ela sofrida. e) O tipo de substância e a massa são fatores que influem na variação da temperatura durante o aquecimento. 16 A pressão é definida como “força aplicada por unidade de área” e expressa em N/m 2 . Outra unidade de medida de força comumente utilizada (embora não seja do SI) é o quilograma-força (kgf). Por definição, o kgf é a força com que a Terra atrai uma massa de 1 kg. A rigor, 1 kgf = 9,80665 N ou 1 kgf ≃ 10 N (0,1 kgf q1 N). Para saber qual é a força que o ar atmosférico exerce sobre nosso corpo, no nível do mar, teríamos de calcular quantos N/m 2 são equivalentes a 760 mmHg. Fator de conversão: 1 N/m 2 = 7,5 ∙ 10 –3 mmHg: 1 N/m 2 7,5 ∙ 10 –3 mmHg x 760 mmHg 760 ∙ 1 x = V x = 101 333 7,5 ∙ 10 –3 N/m2 mmHg Considerando a área média do corpo humano igual a ≃ ≃ 1 m 2 : 101 333 N m 2 m2 V 101 333 N ou 10 133,3 kgf. A força que o ar atmosférico exerce sobre nosso corpo é de cerca de 10 000 kg ou 10 toneladas. Explique por que não somos esmagados por essa força imensa. 17 Lorde Kelvin verificou experimentalmente que, quando um gás é resfriado de 0 °C para –1 °C, por exemplo, ele perde uma fração de sua pressão igual a 1/273,15. Raciocinou então que na temperatura de –273,15 °C a pressão do gás se tornaria nula, ou seja, a energia cinética das partículas do gás seria Lorde Kelvin igual a zero. Kelvin denominou a temperatura –273,15 °C de zero absoluto. Os cientistas já conseguiram obter temperaturas muito próximas ao zero absoluto e observaram que os materiais adquirem propriedades realmente interes santes nessas condi ções. Por exem plo, um material numa temperatura próxima ao zero absoluto pra ticamente não oferece resistência à passagem de corrente elétrica porque a energia cinética de suas partículas se torna extrema mente baixa; é assim que se obtém um supercondutor. Identifique a alternativa em que a conversão de unidades é INCORRETA: a) 0 °C é igual a 273,15 K. b) –100 °C é igual a 173,15 K. X c) 26,85 K é igual a 300 °C. d) 500 K é igual a 226,85 °C. e) 300 K é igual a 26,85 °C. 18 Faça as conversões de unidade pedidas a seguir em relação à temperatura e à pressão: a) 100 °C para K. b) 298 K para °C. c) 31,16 kPa para mmHg (pressão atmosférica no topo do monte Everest: 8 882 m de altitude). d) 0,69 atm para kPa (pressão atmosférica em Quito, no Equador: 2 851 m de altitude). Royal Astronomical Society/SPL/Latinstock 26 Capítulo 1

Exercício resolvido<br />

3 (Enem) Para realizar um experimento com uma garrafa<br />

PET cheia d'água, perfurou-se a lateral da garrafa<br />

em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa<br />

tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e,<br />

com a garrafa destampada, observou-se o escoamento<br />

da água conforme ilustrado na figura.<br />

Como a pressão atmosférica interfere no escoamento<br />

da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada<br />

respectivamente?<br />

a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão<br />

interna; altera a velocidade de escoamento, que é<br />

proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.<br />

Paulo Manzi/Arquivo da editora<br />

b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão<br />

interna; altera a velocidade de escoamento, que é<br />

proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.<br />

c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão<br />

interna; altera a velocidade de escoamento, que é<br />

proporcional à pressão atmosférica na altura do<br />

furo.<br />

d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão<br />

interna; regula a velocidade de escoamento, que só<br />

depende da pressão atmosférica.<br />

e) Impede a saída de água, por ser menor que a pressão<br />

interna; não muda a velocidade de escoamento, que<br />

só depende da pressão da coluna de água.<br />

Resolução<br />

I. Com a garrafa tampada a pressão atmosférica exerce<br />

uma força de fora para dentro da garrafa, impedindo<br />

que a água saia pelos orifícios laterais.<br />

II. Com a garrafa destampada a pressão atmosférica<br />

continua exercendo uma força de fora para dentro da<br />

garrafa, tanto através dos orifícios laterais como na<br />

extremidade superior. Como são forças idênticas em<br />

direções contrárias, elas se anulam, e a água sai dos<br />

orifícios devido apenas à pressão da coluna líquida<br />

contida na garrafa.<br />

Alternativa a.<br />

Exercícios<br />

atenção!<br />

Não escreva no seu livro!<br />

X<br />

13 (Enem) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras<br />

“calor” e “temperatura” de forma diferente de como<br />

elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente,<br />

calor é identificado como “algo quente” e temperatura<br />

mede a “quantidade de calor de um corpo”.<br />

Esses significados, no entanto, não conseguem explicar<br />

diversas situações que podem ser verificadas na prática.<br />

Do ponto de vista científico, que situação prática<br />

mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor<br />

e temperatura?<br />

a) A temperatura da água pode ficar constante durante<br />

o tempo em que estiver fervendo.<br />

b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê<br />

para verificar a temperatura da água.<br />

c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar<br />

a temperatura da água em uma panela.<br />

d) A água quente que está em uma caneca é passada<br />

para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.<br />

e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de<br />

água que está em seu interior com menor temperatura<br />

do que a dele.<br />

X<br />

14 (Etec-SP) “Os estudos dos efeitos da altitude sobre<br />

a performance física começaram a ser realizados depois<br />

dos Jogos Olímpicos de 1968. A competição realizada na<br />

Cidade do México, a 2 400 metros, registrou nas corridas<br />

de média e longa distância o triunfo de atletas de países<br />

montanhosos, como Tunísia, Etiópia e Quênia, enquanto<br />

australianos e americanos, os favoritos, mal conseguiam<br />

alcançar a linha de chegada.”<br />

Disponível em: . Acesso em: 12 set. 2010.<br />

Os americanos e australianos não tiveram sucesso nas<br />

provas, pois, nas condições atmosféricas da Cidade do<br />

México, não estavam adaptados:<br />

a) à diminuição da pressão atmosférica e à consequente<br />

rarefação do ar.<br />

b) ao aumento da pressão atmosférica e à consequente<br />

diminuição do oxigênio.<br />

c) à diminuição da resistência do ar e ao consequente<br />

aumento da pressão atmosférica.<br />

O estudo da Química e as grandezas físicas 25

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