Questão 119 Enem 2020 - dia 2 - Ciências da natureza e suas tecnologias

Questão 119

Pressão de um Líquido

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 $p = 1 000 kg m^{- 3}$ .

Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?

a)	100
b)	80
c)	60
d)	40
e)	20

Resolução

Vejamos a variação de pressão a que o mergulhador ficará submetido ao ir do bolsão de ar para a superfície.

A superfície da água no bolsão de ar se encontra, aproximadamente, a 50 m abaixo do nível da água. O ar no interior do bolsão deve ter a mesma pressão que a superfície do líquido (caso não tivesse, a superfície do líquido no interior do bolsão não estaria em equilíbrio).

A pressão no interior do bolsão dever ser, então, a soma da pressão atmosférica com a pressão hidrostática da coluna de água acima. Na superfície, por sua vez, a pressão corresponde apenas a pressão atmosféria.

Assim, a variação de pressão é dada por:

$|∆ P| = |P_{f} - P_{i}| \Rightarrow$

$|∆ P| = |P_{a t m} - P_{a t m} - P_{h i d r o}| \Rightarrow$

$|∆ P| = ρ \cdot g \cdot H \Rightarrow$

$|∆ P| = 10^{3} \cdot 10 \cdot 50 = 500 \cdot 10^{3} Pa \Rightarrow$

$|∆ P| = 500 kPa .$

A partir do gráfico fornecido, podemos encontrar o intervalor corresponde ao tempo de descompressão para a variação de pressão encontrada acima:

Portanto, o tempo de descompressão para uma variação de pressão de 500 kPa é de 60 minutos.