PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 90 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Dilatação térmica

Com a frequente adulteração de combustíveis, além de fiscalização, há necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustível. Para isso, nas bombas de combustível existe um densímetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vidro fechado fica imerso no combustível, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referência, que deve ficar abaixo ou no nível do combustível para indicar que sua densidade está adequada. Como o volume do líquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura.

Esquema de um densímetro de combustível composto por um tubo de vidro fechado parcialmente submerso em um reservatório com combustível. No fundo do tubo há várias esferas identificadas como "Bolinhas de Chumbo"; ao centro, sobe uma haste vertical identificada como "Mercúrio". Uma linha tracejada horizontal marca a superfície do líquido combustível, coincidindo com o topo da coluna de mercúrio.

De acordo com o texto, a coluna vertical de mercúrio, quando aquecida,

  1. A
    indica a variação da densidade do combustível com a temperatura.
  2. B
    mostra a diferença de altura da coluna a ser corrigida.
  3. C
    mede a temperatura ambiente no momento do abastecimento.
  4. D
    regula a temperatura do densímetro de acordo com a do ambiente.
  5. E
    corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O densímetro funciona pelo empuxo: o tubo flutua e afunda mais ou menos conforme a densidade do combustível. Quanto menos denso o líquido, mais o tubo afunda. A coluna de referência indica se a densidade está adequada, quando seu topo fica abaixo ou no nível do líquido.

O problema é a temperatura. O texto diz que o volume do líquido varia com a temperatura mais que o do vidro. Com o calor, o combustível se dilata e sua densidade diminui (d = m/V, com V maior e m constante). Assim, o tubo afundaria mais só por causa do calor, e o combustível poderia parecer adulterado sem estar.

É aí que entra o mercúrio. Ao ser aquecido, ele também se dilata e sobe na coluna vertical. Com isso, a altura de referência se desloca e compensa a diminuição da densidade causada pela temperatura.

O mercúrio, portanto, não mede a temperatura (a coluna não está ali para isso) nem regula a temperatura do aparelho. Ele corrige a altura de referência de acordo com a variação da densidade do líquido.

Isso corresponde à alternativa E.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AQuem indica a densidade é a altura de flutuação do tubo; o mercúrio apenas compensa o efeito da temperatura.
  • BO mercúrio não mostra uma diferença a ser corrigida, ele mesmo faz a correção da referência.
  • CEmbora se dilate com o calor, a coluna não tem a função de medir a temperatura ambiente, e sim de compensá-la.
  • DO mercúrio não regula nem altera a temperatura do densímetro, apenas se dilata com ela.

Assuntos: Dilatação térmica, Empuxo e princípio de Arquimedes.

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