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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 115 do ENEM 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H7 · Física: Densidade e pressão

As centrífugas são equipamentos utilizados em laboratórios, clínicas e indústrias. Seu funcionamento faz uso da aceleração centrífuga obtida pela rotação de um recipiente e que serve para a separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos misturados entre si.

RODITI, I. Dicionário Houaiss de física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).

Nesse aparelho, a separação das substâncias ocorre em função

  1. A
    das diferentes densidades.
  2. B
    dos diferentes raios de rotação.
  3. C
    das diferentes velocidades angulares.
  4. D
    das diferentes quantidades de cada substância.
  5. E
    da diferente coesão molecular de cada substância.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Na centrífuga, o recipiente gira e tudo o que está dentro dele tende a seguir em linha reta (inércia). A parede do tubo força a trajetória circular, e isso equivale a uma "gravidade artificial" apontando para fora, a aceleração centrífuga: a = \omega^2 R.

Agora veja o que é igual e o que é diferente:

  1. Todo o conteúdo do tubo gira junto, com a mesma velocidade angular \omega.
  2. Os componentes da mistura estão praticamente na mesma região do tubo, então o raio de rotação é o mesmo para todos no início.
  3. Assim, a aceleração aplicada é a mesma. O que muda é a resposta de cada material: o mais denso tem mais inércia por unidade de volume e é empurrado com mais intensidade para o fundo (parte externa). O menos denso é deslocado para cima (parte interna), como o óleo que sobe na água.

É o mesmo princípio da decantação, só que com uma aceleração muito maior que g, o que acelera o processo. Portanto, a separação depende das diferentes densidades.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BO raio de rotação é praticamente o mesmo para todo o conteúdo do tubo; ele não é o que distingue as substâncias.
  • CTodas as substâncias no mesmo recipiente giram com a mesma velocidade angular.
  • DA quantidade de cada substância não determina a separação; ela ocorre mesmo com quantidades pequenas.
  • EA coesão molecular está ligada às forças intermoleculares e não explica a separação por centrifugação.

Assunto: Densidade e pressão.

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