Questão 134 do ENEM 2018Ciências da Natureza

ENEM 2018Ciências da Natureza1ª aplicação

Talvez você já tenha bebido suco usando dois canudinhos iguais. Entretanto, pode-se verificar que, se colocar um canudo imerso no suco e outro do lado de fora do líquido, fazendo a sucção simultaneamente em ambos, você terá dificuldade em bebê-lo.

Essa dificuldade ocorre porque o(a)
A
força necessária para a sucção do ar e do suco simultaneamente dobra de valor
B
densidade do ar é menor que a do suco, portanto, o volume de ar aspirado é muito maior que o volume de suco.
C
velocidade com que o suco sobe deve ser constante nos dois canudos, o que é impossível com um dos canudos de fora.
D
peso da coluna de suco é consideravelmente maior que o peso da coluna de ar, o que dificulta a sucção do líquido.
pressão no interior da boca assume praticamente o mesmo valor daquela que atua sobre o suco.
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para entender o que acontece nessa situação, precisamos primeiro compreender a física por trás do ato de beber com um canudo em condições normais.

Como funciona um canudo?

No nosso dia a dia, costumamos pensar que fazemos força para "puxar" o líquido para cima. No entanto, na física, o que realmente acontece é um jogo de pressões. Quando você suga o ar pelo canudo, você está retirando o ar de dentro dele e da sua boca, o que faz com que a pressão interna na sua boca (PbocaP_{\text{boca}}) diminua.

Enquanto isso, a pressão atmosférica (PatmP_{\text{atm}}) continua atuando sobre a superfície do líquido que está no copo. Como a pressão atmosférica passa a ser maior que a pressão dentro da sua boca (Patm>PbocaP_{\text{atm}} > P_{\text{boca}}), é a própria atmosfera que "empurra" o líquido para baixo no copo, forçando-o a subir pelo canudo até a sua boca.

O que muda com o segundo canudo?

Quando você coloca um segundo canudo solto no ar e tenta sugar pelos dois ao mesmo tempo, você cria um "curto-circuito" no sistema. O ar é um fluido muito mais leve e flui com muito mais facilidade do que o suco.

Ao tentar sugar, o ar do ambiente entra livremente pelo canudo que está de fora. Por causa dessa entrada contínua de ar, você não consegue diminuir a pressão dentro da sua boca. O canudo aberto funciona como uma válvula que equaliza as pressões, fazendo com que a pressão no interior da sua boca fique praticamente igual à pressão atmosférica externa (PbocaPatmP_{\text{boca}} \approx P_{\text{atm}}).

Conclusão

Como a pressão que atua sobre a superfície do suco no copo é a pressão atmosférica e a pressão dentro da sua boca também se manteve igual à pressão atmosférica, não há uma diferença de pressão (ΔP=0\Delta P = 0). Sem essa diferença, não há força resultante para empurrar o líquido contra a gravidade, e o suco não sobe.

Portanto, a dificuldade em beber o suco ocorre porque a pressão no interior da boca assume praticamente o mesmo valor daquela que atua sobre o suco.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2018 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.