Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre os vasos comunicantes, recipientes geralmente em formato de U que são utilizados para análise de densidade de líquidos ou gases.
Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior em Exercícios de Física
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Questão 1
(Uncisal) Em um laboratório, as substâncias são identificadas no rótulo pelo nome e por algumas propriedades químicas. No intuito de descobrir qual a substância armazenada num frasco no qual o rótulo foi retirado, um estudante aplicado de física propôs um experimento. Foram colocados num sistema constituído por vasos comunicantes o líquido desconhecido e álcool. Como são líquidos imiscíveis, é possível estimar a densidade do líquido medindo a altura das colunas líquidas a partir da superfície de separação desses líquidos. Esses valores são mostrados na figura a seguir. Consultando a tabela com os valores das densidades de alguns líquidos, disponível nesse laboratório, é provável que o líquido desconhecido seja:
a) a nitroglicerina.
b) o hexano.
c) o mercúrio.
d) a água.
e) o benzeno.
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Questão 2
(Unifesp) O sistema de vasos comunicantes da figura contém água em repouso e simula uma situação que costuma ocorrer em cavernas: o tubo A representa a abertura para o meio ambiente exterior e os tubos B e C representam ambientes fechados, onde o ar está aprisionado.
Sendo pA a pressão atmosférica ambiente, pB e pC as pressões do ar confinado nos ambientes B e C, pode-se afirmar que é válida a relação:
a) pA = pB > pC.
b) pA > pB = pC.
c) pA > pB > pC.
d) pB > pA > pC.
e) pB > pC > pA.
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Questão 3
Em um recipiente em formato de U foram colocadas determinadas quantidades de água e óleo. Após haver equilíbrio no sistema, as alturas das colunas de água e óleo a partir de um determinado referencial foram determinadas, sendo 100 mm para o óleo e 70 mm para a água. Sabendo que a densidade da água é 1000 kg/m3, determine a densidade do óleo em kg/m3.
a) 500
b) 650
c) 600
d) 700
e) 800
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Questão 4
As seguintes afirmações são feitas a respeito de dois líquidos de densidades diferentes colocados juntos em um tubo em formato de U.
I) A determinação da densidade ou altura das colunas de líquido é feita a partir da lei de Stevin.
II) A pressão atmosférica só fará diferença se pelo menos uma das extremidades do recipiente estiver fechada.
III) A menor coluna de líquido sempre será daquele que possui menor densidade.
IV) A pressão para pontos de mesma altura será a mesma.
Marque a alternativa correta.
a) As afirmações I, III e IV são verdadeiras.
b) As afirmações II e III são falsas.
c) Todas as afirmações são verdadeiras.
d) Somente I é verdadeira.
e) As afirmações I, II e IV são verdadeiras.
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Respostas
Resposta Questão 1
Letra E
Aplicando a lei de Stevin para o caso dos vasos comunicantes, o produto das alturas das colunas de líquido, determinadas de um mesmo ponto, pela densidade dos líquidos deve ser igual. Assim, podemos escrever que:
ρÁLCOOL. h1 = ρ . h2
0,79 . 0,270 = ρ . 0,237
0,2133 = ρ . 0,237
ρ = 0,9 g/cm3
O líquido desconhecido é o benzeno.
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Resposta Questão 2
Letra D
Quanto maior a pressão sobre os líquidos, maiores serão os desníveis entre os vasos comunicantes. O nível mais baixo tem ação da maior pressão, logo:
pB > pA > pC
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Resposta Questão 3
Letra D
Aplicando a lei de Stevin para o caso dos vasos comunicantes, o produto das alturas das colunas de líquido, determinadas de um mesmo ponto, pela densidade dos líquidos deve ser igual. Assim, podemos escrever que:
ρÁGUA. hÁGUA = ρÓLEO .hÓLEO
1000. 70 = ρÓLEO 100
70.000 = ρÓLEO 100
ρÓLEO = 700 kg/m3
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Resposta Questão 4
E
I) Verdadeira: as análises feitas para os vasos comunicantes baseiam-se no cálculo da pressão de um líquido feito pela chamada lei de Stevin.
II) Verdadeira: se as duas extremidades estiverem abertas ou fechadas, a pressão atmosférica poderá ser desprezada.