Questão do ENEM 2020

Ciências da Natureza · habilidade 17Caderno Cinza · Questão 119

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 $\mathrm{m\ s^{-2}}$ e que a densidade da água seja de $\rho = 1\,000\ \mathrm{kg\ m^{-3}}$ .

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

Alternativa A: 100
Justificativa
Esta alternativa está errada. Esse tempo corresponde a uma variação de pressão de 700 kPa, valor maior que o real. Ele resulta de somar a pressão atmosférica a uma pressão que já a continha.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: 80
Justificativa
Esta alternativa está errada. Esse tempo corresponde a 600 kPa, que é a pressão total no bolsão, e não a variação. É preciso subtrair a pressão atmosférica de 100 kPa, pois o corpo do mergulhador retorna a essa pressão.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: 60 gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. A pressão no bolsão é a atmosférica mais a da coluna de água de 50 m: $p = 1,0 \cdot 10^5 + 1\,000 \cdot 10 \cdot 50 = 6,0 \cdot 10^5$ Pa. Voltando à pressão atmosférica de $1,0 \cdot 10^5$ Pa, a variação é $5,0 \cdot 10^5$ Pa, ou 500 kPa. No gráfico, a 500 kPa o tempo de descompressão é de 60 minutos.
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Alternativa D: 40
Justificativa
Esta alternativa está errada. O tempo de 40 minutos vale para uma variação de 400 kPa. Esse valor surge ao usar os 30 m da largura do bolsão no lugar da profundidade de 50 m, que é a medida relevante para a pressão hidrostática.
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Alternativa E: 20
Justificativa
Esta alternativa está errada. O tempo de 20 minutos corresponde a variações de pressão de 100 a 200 kPa, muito menores que as 500 kPa que o mergulhador enfrenta. Ele não leva em conta a pressão da coluna de água de 50 m.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 84444
Código da prova: 599
Arquivo do PDF: ENEM_2020_P1_CAD_06_DIA_2_CINZA.pdf