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Exercícios sobre vasos comunicantes

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.

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.

III) Falsa: a menor coluna de líquido sempre será daquele que possui menor densidade.

IV) Verdadeira: a lei de Stevin mostra que pontos de mesma altura possuem mesma pressão.

 

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