OBF 2025 (1ª fase, Nível I) — questão 18 de Física
Enunciado em texto
Normalmente, quanto maior a altitude, menor é a temperatura do ar. No entanto, cidades situadas em vales ou próximas a montanhas podem apresentar um fenômeno chamado inversão térmica, no qual a temperatura do ar próximo ao solo é menor do que a das camadas de ar mais altas.
Em regiões urbanas ou industriais, esse fenômeno pode agravar a poluição atmosférica. Veja a figura.
[Figura: uma cidade com prédios e uma fábrica com chaminés soltando fumaça, no fundo de um vale entre montanhas; o vale está preenchido por uma camada indicada como “Ar Frio”, e acima dela uma seta horizontal indica a “Corrente de Ar Quente”; a fumaça fica presa dentro da camada de ar frio.]
Com base no texto e em seus conhecimentos de Física, analise as sentenças a seguir:
I. O fenômeno é mais comum no verão, pois a maior incidência solar aquece as camadas superiores da atmosfera.
II. O ar frio permanece preso nas camadas mais baixas, pois é mais denso que o ar quente das camadas superiores.
III. A fumaça de escapamentos e chaminés, ao subir, pode esfriar e se tornar mais densa que o ar quente acima, dificultando sua dispersão para fora do vale.
São fisicamente corretas as sentenças:
(a) Nenhuma
(b) I e II
(c) I e III
(d) II e III
(e) Todas
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: por que na inversão térmica o ar frio fica embaixo e a poluição fica presa.
Passo 1 — ar quente sobe, ar frio desce. Ar mais quente é menos denso (as partículas estão mais afastadas) e tende a subir; ar mais frio é mais denso e tende a descer. No dia a dia, o ar perto do chão é o mais quente, sobe e leva a fumaça junto. Na inversão térmica, a camada de baixo é a fria: ela não sobe, e a fumaça fica presa nela.
Passo 2 — sentença I. Errada. A inversão é mais comum no inverno. Nas noites longas e frias, de céu limpo, o chão perde muito calor e esfria o ar logo acima dele; esse ar frio escorre das encostas e se acumula no fundo do vale. No verão, o Sol aquece bem o chão, o ar de baixo fica quente e sobe com facilidade, desfazendo a inversão.
Passo 3 — sentença II. Correta. O ar frio, mais denso, fica embaixo, e o ar quente, menos denso, fica em cima, como óleo sobre água. Essa situação é estável: não há nada que faça o ar frio subir.
Passo 4 — sentença III. Correta. A fumaça sai quente e sobe, mas vai esfriando ao se misturar com o ar frio do vale. Quando chega à camada de ar quente lá em cima, ela já está mais fria e mais densa que esse ar, e não consegue atravessá-lo: fica presa no vale, como mostra a figura.
⚠️ A armadilha: aceitar a I pensando que “mais Sol esquenta o ar de cima”. O Sol aquece principalmente o chão, e o chão aquece o ar de baixo: no verão, isso favorece a subida do ar e atrapalha a inversão.
A ideia em uma frase: na inversão térmica o ar frio e denso fica embaixo, a camada quente funciona como uma tampa, e a poluição não se dispersa.
Resposta: alternativa D (II e III).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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