Questão 135 do ENEM 2022 — Ciências da Natureza

Para resolvermos essa questão, precisamos analisar o fenômeno eletrostático descrito no enunciado: a polarização das partículas poluentes induzida pelo fio de cobre carregado.

O que é a polarização?

Quando uma partícula neutra (como as partículas poluentes do gás) é colocada na presença de um campo elétrico gerado por um corpo carregado (neste caso, o fio de cobre conectado ao polo positivo da fonte), ocorre uma separação de cargas no interior dessa partícula.

Os elétrons da partícula poluente são atraídos pelo fio positivo, acumulando-se na região da partícula que está mais próxima do fio. Consequentemente, a região mais afastada da partícula fica com um excesso de carga positiva. Esse fenômeno é chamado de polarização induzida.

A força elétrica resultante

Agora, temos duas forças elétricas atuando sobre a partícula polarizada:

1. Uma força de atração entre o fio positivo e o lado negativo da partícula.
2. Uma força de repulsão entre o fio positivo e o lado positivo da partícula.

Como o campo elétrico gerado por um fio cilíndrico não é uniforme — ele é mais intenso perto do fio e vai enfraquecendo à medida que nos afastamos dele —, a força elétrica depende da distância.

Como o lado negativo da partícula está mais próximo do fio do que o lado positivo, a força de atração será maior do que a força de repulsão ($F_{\text{atração}} > F_{\text{repulsão}}$).

Conclusão

Devido a essa diferença de intensidade entre as forças, a força elétrica resultante sobre a partícula aponta em direção ao fio. Portanto, as partículas poluentes são atraídas e acabam se acumulando no fio carregado, sendo assim removidas do gás que será lançado na atmosfera.

Isso nos leva diretamente à alternativa que afirma que as partículas são atraídas e se acumulam no fio carregado.