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ENEM 2020 · questão 134

Física · pressão hidrostática · leitura de gráfico

Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou. Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi necessário que o mergulhador passasse por um processo de descompressão antes de retornar à superfície para que seu corpo ficasse novamente sob pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre os tempos de descompressão recomendados para indivíduos nessa situação e a variação de pressão.

Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 m s−² e que a densidade da água seja de ρ = 1 000 kg m−³. Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?

O que a prova mostra

Duas figuras.

A primeira, no começo da questão, é o corte de uma caverna no mar, visto de lado:

direita e no alto à direita, uma área cinza-escura rotulada Rocha;

p_atm = 1,0 × 10⁵ Pa;

apontado por uma seta. Ele fica abaixo do nível da superfície;

da superfície da água até a altura da base do bolsão de ar;

medindo da parede da caverna até o bolsão — é uma distância horizontal, não uma profundidade.

A segunda é um gráfico, com moldura e grade tracejada. O eixo vertical diz Tempo de descompressão (min), com marcas em 20, 40, 60, 80 e 100; o horizontal diz Variação de pressão (kPa), com marcas de 100 em 100, de 100 a 700. Uma curva contínua atravessa o gráfico — sem nenhum valor escrito sobre ela. Os pontos abaixo foram lidos do desenho pela grade:

kPa100150200250300350400450500550600650700
min191718212632405060708090100

A curva começa baixa e quase plana (passa por um mínimo raso perto de 150 kPa), e de 400 kPa em diante vira uma reta, subindo 20 min a cada 100 kPa, até terminar exatamente no cruzamento de 700 kPa com 100 min.

  1. A

    100

  2. B

    80

  3. C

    60

  4. D

    40

  5. E

    20

Resposta: C

O bolsão está a 50 m de profundidade: 500 kPa a mais que na superfície. No gráfico, 500 kPa pedem 60 minutos de descompressão.

Por que a C é a certa

O ar do bolsão fica com a pressão da água no nível em que ela o toca, a 50 m de profundidade. Pela hidrostática, a diferença para a superfície é ρ · g · h = 1 000 × 10 × 50 = 500 000 Pa = 500 kPa. Essa é a variação de pressão que o mergulhador vai sofrer ao subir. No gráfico, 500 kPa corresponde a 60 minutos. A cota de 30 m é horizontal e não entra na conta.

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Precisava saber

pressão hidrostática (ρ · g · h)

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