UFRGS 2013 — questão 18 de Física
Enunciado em texto
Um dos grandes problemas ambientais decorrentes do aumento da produção industrial mundial é o aumento da poluição atmosférica. A fumaça, resultante da queima de combustíveis fósseis como carvão ou óleo, carrega partículas sólidas quase microscópicas contendo, por exemplo, carbono, grande causador de dificuldades respiratórias. Faz-se então necessária a remoção destas partículas da fumaça, antes de ela chegar à atmosfera. Um dispositivo idealizado para esse fim está esquematizado na figura abaixo.
[Foto: fumaça saindo de uma chaminé.]
[Esquema: uma chaminé vista em corte. Embaixo entra o “gás com poluentes” (seta para cima). Ele passa por uma “grade metálica negativamente carregada” (linha tracejada) — etapa 1: “poluentes adquirem carga elétrica negativa”. Mais acima, nas paredes, ficam as “placas coletoras positivamente carregadas” — etapa 2: “poluentes são atraídos pelos coletores positivamente carregados”. Sob as placas, recipientes recolhem o pó — etapa 3: “coletores são sacudidos para remover os poluentes”. No alto sai o “gás ~livre de poluentes”.]
A fumaça poluída, ao passar pela grade metálica negativamente carregada, é ionizada e posteriormente atraída pelas placas coletoras positivamente carregadas. O ar emergente fica até 99% livre de poluentes. A filtragem do ar idealizada neste dispositivo é um processo fundamentalmente baseado na
(A) eletricidade estática.
(B) conservação da carga elétrica.
(C) conservação da energia.
(D) força eletromotriz.
(E) conservação da massa.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2013, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o princípio físico que faz o filtro funcionar.
Passo 1 — o que acontece no aparelho. As partículas de fuligem ganham carga negativa ao passar pela grade. Depois, as placas positivas atraem essas partículas carregadas, que grudam nelas e são retiradas.
Passo 2 — o princípio. Tudo se resume a eletrizar as partículas e usar a atração entre cargas de sinais opostos (força elétrica, lei de Coulomb). É eletrostática: cargas paradas nas placas atraindo cargas nas partículas. O aparelho real se chama, justamente, precipitador eletrostático.
Por que não as outras: a carga, a energia e a massa se conservam nesse processo, como em qualquer outro, mas nenhuma dessas conservações explica por que as partículas vão para as placas; força eletromotriz é coisa de gerador e circuito, não é o mecanismo da coleta.
⚠️ A armadilha: a (B). A carga se conserva, sim, mas uma lei de conservação não “separa” nada. O que tira a fuligem do gás é a força de atração elétrica.
A ideia em uma frase: o filtro carrega as partículas com um sinal e as captura com placas de sinal oposto: é eletricidade estática trabalhando.
Resposta: alternativa A (eletricidade estática).
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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