UFU 2018-2 — questão 11 de Física
Enunciado em texto
Em uma sala de aula, um professor de física realiza o seguinte experimento: enrola um pedaço de papel na forma de um canudo e o coloca atravessando um orifício feito na parte superior de uma garrafa plástica, transparente, vazia e sem tampa, como ilustrado na figura. Em seguida, ateia fogo na extremidade do canudo que está do lado de fora da garrafa. O que se observa como resultado é que a fumaça do lado de fora da garrafa movimenta-se para cima, enquanto, na outra extremidade do canudo, do lado de dentro da garrafa, a fumaça flui para baixo (figura).
[Figura: uma garrafa plástica em pé, com o gargalo aberto em cima (rótulo “Garrafa plástica”). Um canudo de papel horizontal (rótulo “canudo de papel”) atravessa a parede da garrafa perto do topo: uma ponta fica dentro da garrafa e a outra fora. Na ponta de fora há uma chama (rótulo “fogo”) e dela sobe um filete de fumaça (rótulo “Fumaça subindo”). Na ponta de dentro, um filete de fumaça desce em direção ao fundo da garrafa (rótulo “Fumaça descendo”).]
Um estudante, que acompanha o experimento, faz as seguintes afirmações:
I. A fumaça, independentemente de estar do lado de fora ou de dentro da garrafa, possui densidade menor que a do ar atmosférico que a envolve.
II. A fumaça do lado de dentro da garrafa desce, porque o ar atmosférico que entra pela abertura superior da garrafa sem tampa a arrasta para baixo.
III. A fumaça do lado de dentro da garrafa desce por estar em temperatura próxima à do ambiente e, por ser uma suspensão de partículas, possui maior densidade que o ar atmosférico.
Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.
A) I – V; II – F; III – F.
B) I – V; II – V; III – V.
C) I – F; II – V; III – F.
D) I – F; II – F; III – V.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2018-2, 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: explicar por que a mesma fumaça sobe de um lado do canudo e desce do outro.
Passo 1 — a fumaça de fora. Ela sai direto da chama, muito quente. Gás quente se expande e fica menos denso que o ar em volta; o empuxo do ar supera o peso e a fumaça sobe (é a mesma razão por que o balão de ar quente sobe).
Passo 2 — a fumaça de dentro. Para chegar à outra ponta, a fumaça percorre o canudo de papel e troca calor com as paredes dele e com o ar da garrafa: chega lá praticamente à temperatura ambiente. Sem a vantagem do calor, sobra o fato de que a fumaça é ar carregado de partículas sólidas e gotículas (fuligem, alcatrão), uma suspensão mais densa que o ar puro. Mais densa, o peso vence o empuxo e ela desce.
Passo 3 — julgando:
I. A fumaça de dentro é mais densa que o ar, tanto que desce. A afirmação vale só para a de fora. Falsa.
II. Não há corrente de ar entrando pelo gargalo e empurrando a fumaça para baixo: a garrafa está aberta, mas o ar dentro dela está parado. A fumaça desce por ser mais densa, por conta própria. Falsa.
III. É exatamente a explicação do Passo 2. Verdadeira.
Conferindo: F, F, V, alternativa D.
⚠️ A armadilha: achar que “fumaça sempre sobe” e marcar I como verdadeira. O que sobe é o gás quente; a fumaça só sobe enquanto a temperatura compensa o peso das partículas. Fumaça fria, como a de um incêndio que esfriou, desce e se acumula perto do chão.
A ideia em uma frase: quente, a fumaça é menos densa que o ar e sobe; resfriada no canudo, as partículas a tornam mais densa que o ar e ela desce.
Resposta: alternativa D (I – F; II – F; III – V).
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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