PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 15 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2012
Considere o esquema apresentado a seguir, em que um experimento é executado do seguinte modo: um ovo cozido e sem casca, colocado sobre o bocal de uma garrafa à temperatura ambiente, não passa para seu interior em virtude de seu diâmetro ser levemente maior que o do bocal, conforme desenho A. Em seguida o ovo é retirado e a garrafa é aquecida à 60\text{ }^\text{o}\text{C}, conforme desenho B. Com a garrafa ainda aquecida, o ovo é recolocado sobre o bocal da garrafa e, durante o processo de resfriamento da garrafa, ele passa para seu interior conforme desenho C.
Explique o fenômeno que ocorre no experimento descrito e justifique por que o ovo, após o resfriamento, passa pelo bocal da garrafa.
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) O fenômeno é a variação da pressão de um gás com a temperatura, em volume praticamente constante (transformação isocórica, lei de Gay-Lussac), combinada com a pressão atmosférica externa.
No aquecimento a 60\ \text{°C}, o ar dentro da garrafa se expande e parte dele escapa pelo bocal, que está aberto. Quando o ovo é colocado sobre o bocal, a garrafa fica fechada, com uma quantidade de ar menor do que a inicial. Nesse momento a pressão interna é igual à atmosférica.
Durante o resfriamento, a temperatura do ar preso diminui. Como o número de mols e o volume são praticamente constantes, vale
ou seja, a pressão interna diminui junto com a temperatura. Assim, a pressão interna fica menor que a pressão atmosférica externa.
A diferença de pressão gera uma força resultante de fora para dentro sobre o ovo. Ele é cozido e, por isso, deformável. A força o empurra contra o bocal, ele se deforma, passa pelo gargalo e cai dentro da garrafa, como mostra o desenho C.
O ovo não é "sugado" pelo vácuo. Quem o empurra é a pressão atmosférica, maior que a pressão do ar rarefeito e resfriado dentro da garrafa.
Resposta: ao resfriar, o ar confinado na garrafa tem a pressão reduzida (P/T constante, com n e V praticamente constantes); a pressão atmosférica externa, maior, empurra o ovo deformável para dentro da garrafa.
Assunto: Estudo dos gases e equação de Clapeyron.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2012 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗