UFU 2016-2 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Em Los Angeles, Estados Unidos, fumaça e outros poluentes atmosféricos constituem o smog, que fica aprisionado sobre a cidade, devido a um fenômeno chamado “Inversão de temperatura”. Isso ocorre quando o ar frio e de baixa altitude, vindo do oceano, é retido sob o ar quente que se move por cima das montanhas, vindo do deserto de Mojave. O fenômeno é representado no esquema a seguir:
[Esquema: à esquerda, o “Oceano frio”; o terreno sobe até a cidade de Los Angeles e depois até montanhas, à direita. Setas indicam o “Ar frio do oceano” entrando, rente ao solo, sobre a cidade. Por cima das montanhas, setas indicam o “Ar quente do deserto” vindo da direita e passando por cima, em camada mais alta. Entre as duas camadas, linhas tracejadas horizontais marcam a “Inversão de temperatura”. Abaixo delas, sobre a cidade, uma nuvem de pontinhos representa o “Smog”, preso na camada de ar frio.]
HEWITT, P. G. Física Conceitual. 11ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2011.
A principal propriedade física do smog, que dificulta sua dispersão, é
A) sua umidade relativa.
B) seu calor específico.
C) sua densidade.
D) seu coeficiente de dilatação volumétrico.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2016-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: a propriedade que mantém o smog preso sobre a cidade.
Passo 1 — como a poluição normalmente se dispersa. Em geral, o ar perto do solo é mais quente que o de cima. Ar quente é menos denso, sobe (convecção) e leva os poluentes para o alto, onde eles se espalham.
Passo 2 — o que muda na inversão. Na inversão térmica, a camada de baixo (ar frio do oceano, com o smog) é mais fria que a de cima (ar quente do deserto). Ar mais frio é mais denso. Uma camada mais densa embaixo de uma menos densa está em equilíbrio estável: ela não sobe, as correntes de convecção param e o ar poluído fica parado, como uma tampa sobre a cidade.
Passo 3 — a propriedade. O que impede a subida é a densidade do ar poluído, maior que a do ar quente acima dele.
Por que não as outras: a umidade relativa, o calor específico e o coeficiente de dilatação não decidem se uma camada de ar sobe ou fica embaixo. Quem decide é a comparação de densidades (o empuxo).
⚠️ A armadilha: marcar (D), lembrando que o ar frio “se contrai”. A contração é a causa da diferença, mas a propriedade que segura o smog embaixo é a densidade resultante.
A ideia em uma frase: na inversão térmica, o ar poluído e frio fica mais denso que o ar quente de cima e não consegue subir.
Resposta: alternativa C (sua densidade).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.