Física II(ENEM 2015 PPL) Comportamento Anômalo da Água Tópico resolvido

Termologia, Óptica e Ondas.

Moderador: [ Moderadores TTB ]

Avatar do usuário
Autor do Tópico
Lars
Avançado
Mensagens: 144
Registrado em: Seg 19 Nov, 2018 16:02
Última visita: 19-10-20
Out 2020 17 10:09

(ENEM 2015 PPL) Comportamento Anômalo da Água

Mensagem não lida por Lars »

Sabe-se que nas proximidades dos polos do planeta Terra é comum a formação dos icebergs, que são grandes blocos de gelo, flutuando nas águas oceânicas. Estudam mostram que a parte de gelo que fica emersa durante a flutuação corresponde aproximadamente 10% do seu volume total. Um estudante resolveu simular essa situação introduzindo um bloquinho de gelo no interior de um recipiente contendo água, observando a variação de seu nível desde o instante de introdução até o completo derretimento do bloquinho.

Com base nessa simulação, verifica-se que o nível da água no recipiente

A) Subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível subirá ainda mais.
B) Subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível descerá, voltando ao seu valor inicial.
C) Subirá com a introdução do bloquinho de gelo e, após o derretimento total do gelo, esse nível permanecerá sem alteração.
D) Não sofrerá alteração com a introdução do bloquinho de gelo, porém, após seu derretimento, o nível subirá devido a um aumento em torno de 10% no volume de água.
E) Subirá em torno de 90% do seu valor inicial com a introdução do bloquinho de gelo e, após seu derretimento, o nível descerá apenas 10% do valor inicial.
Resposta

C
O volume não deveria descer depois de descongelar? Ja que a água solida possui um volume maior do que a liquida?
Abraço

Última edição: MateusQqMD (Sáb 17 Out, 2020 10:51). Total de 1 vez.
Razão: arrumar diagramação do texto.



Avatar do usuário
AnthonyC
4 - Sabe Tudo
Mensagens: 528
Registrado em: Sex 09 Fev, 2018 19:43
Última visita: 09-10-20
Out 2020 17 17:09

Re: (ENEM 2015 PPL) Comportamento Anômalo da Água

Mensagem não lida por AnthonyC »

Vamos pensar em termos de massa. Por definição sabemos que:
[tex3]\rho\equiv{m\over V}[/tex3]
[tex3]V={m\over\rho}[/tex3]
[tex3]~~~~[/tex3] Quando colocarmos o bloco, ele subirá, já que estamos introduzindo um novo volume. Suponha que o copo tenha um volume de água [tex3]V_C[/tex3]. Após colocar o bloco, de volume [tex3]V_{b,g}[/tex3] e massa [tex3]m[/tex3], sabemos que 90% desta massa fica submersa, ou seja, [tex3]0,9m[/tex3] , portanto, o volume inicial será: [tex3]V_i=V_C+0,9{m\over\rho_g}[/tex3].


[tex3]~~~~[/tex3] Quando o bloco derreter, ocupará um volume menor, porém, aquele 10% que não estava submerso agora estará. O volume original de água ainda é o mesmo, [tex3]V_C[/tex3] , mas como toda a água está submersa, temos que o volume final é [tex3]V_f=V_C+{m\over \rho_a}[/tex3].
[tex3]~~~~[/tex3] A densidade da água é [tex3]\rho_a=1{\text{g}\over \text{cm}^3}[/tex3], enquanto a do gelo é de [tex3]\rho_g=0,9 {\text{g}\over \text{cm}^3}[/tex3]. Se substituirmos esses valores nas equações de volume inicial e final:
[tex3]V_i=V_C+0,9{m\over {0,9 {\text{g}\over \text{cm}^3}}}[/tex3]
[tex3]V_i=V_C+{m}{\text{cm}^3\over \text{g}}[/tex3]

[tex3]V_f=V_C+{m\over {1{\text{g}\over \text{cm}^3}}}[/tex3]
[tex3]V_f=V_C+{m}~{\text{cm}^3\over\text{g} }[/tex3]

Comparando o lado direito de ambas as equações, podemos ver que:
[tex3]V_i=V_f[/tex3]

Portanto, o volume ocupado após o bloco ser colocado será o mesmo após ele derreter.
Lars escreveu:
Sáb 17 Out, 2020 10:09
O volume não deveria descer depois de descongelar? Ja que a água solida possui um volume maior do que a liquida?
O motivo disso não acontecer é por que nem todo o gelo está submerso. Se todo ele estivesse, o volume diminuiria. Mas como apenas uma parte afunda, só essa parte altera o nível, e como demonstrei antes, é o mesmo volume que ocupa após derreter. Em outras palavras, o fato do volume diminuir pelo aumento de densidade é contrabalanceado pelo fato de que tem mais volume submerso. Assim, essas duas mudanças no sistema se anulam, mantendo o volume igual.



[tex3]\color{YellowOrange}\textbf{Não importa o quanto se esforce ou evolua, você sempre estará abaixo do Sol}[/tex3]
[tex3]\textbf{Escanor}[/tex3]

Avatar do usuário
Autor do Tópico
Lars
Avançado
Mensagens: 144
Registrado em: Seg 19 Nov, 2018 16:02
Última visita: 19-10-20
Out 2020 20 08:44

Re: (ENEM 2015 PPL) Comportamento Anômalo da Água

Mensagem não lida por Lars »

Perfeito, muito obrigado!!




Responder
  • Tópicos Semelhantes
    Respostas
    Exibições
    Última msg
  • Nova mensagem ENEM PPL 2015- Soluções
    por Júlia030412 » » em Físico-Química
    1 Respostas
    1032 Exibições
    Última msg por Planck
  • Nova mensagem (Enem PPL 2015) Ligação estranha
    por anastacialina » » em Química Orgânica
    2 Respostas
    96 Exibições
    Última msg por anastacialina
  • Nova mensagem Calorimetria - Troca De Calor - Água Quente x Água Fria
    por ismaelmat » » em Física II
    1 Respostas
    520 Exibições
    Última msg por Augustus
  • Nova mensagem Enem - expressão que indica o volume de água
    por IGFX » » em Pré-Vestibular
    1 Respostas
    3736 Exibições
    Última msg por csmarcelo
  • Nova mensagem Enem 2017 | Escoamento da água da piscina
    por IGFX » » em Pré-Vestibular
    1 Respostas
    649 Exibições
    Última msg por Auto Excluído (ID:20809)

Voltar para “Física II”