Fuvest 2025 - Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um cur
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(Fuvest 2025) Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um curioso estudo sobre a pressão interna de “foguetes de garrafa PET”, propulsionados a partir da reação química entre ácido acético e bicarbonato de sódio.[1]
Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, CH3COOH) com bicarbonato de sódio (NaHCO3) produz gás carbônico (CO2) por meio da reação química representada pela seguinte equação:
CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2 + H2O
A reação ocorre no interior de uma garrafa PET de 2 L de volume útil total, da qual foi retirado todo o ar. Insere-se na garrafa um volume inicial Vvin de vinagre líquido e bicarbonato de sódio, sendo a garrafa posteriormente selada com uma tampa acoplada a um manômetro. A reação produzirá gás carbônico que ocupará um volume VCO2 e exercerá uma pressão PCO2 sobre a tampa da garrafa, medida pelo manômetro, como mostra a figura.
[1] FONSECA et al, RBEF, vol. 40, nº 3, e3504 (2018). Disponível em http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-R....
Considere agora um outro experimento feito em condições semelhantes, em que o manômetro indica uma pressão de 5 atm e, sem que a pressão no interior da garrafa se altere, ele é cuidadosamente substituído por uma rolha de 10 g de massa e 2 cm de diâmetro (igual ao diâmetro interno do bocal da garrafa). Logo após a rolha ser encaixada no local, ela é expelida devido à pressão interna da garrafa ser maior que a pressão atmosférica.
A aceleração da rolha no momento em que ela é expelida é de, aproximadamente,
Note e adote:
• Assuma que a pressão atmosférica seja de 1 atm = 105 Pa.
• Utilize π = 3.
• Considere que as forças relevantes atuando sobre a rolha no momento em que é expelida são apenas aquelas relativas à diferença de pressão entre os seus lados interno e externo.
a) 12 m/s².
b) 120 m/s².
c) 1200 m/s².
d) 12000 m/s².
e) 120000 m/s².
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Confira a playlist completa de Resolução da Fuvest 2025 1ª fase:
👉 • Fuvest 2025 - No dia 26 de março de 2024, ...
Professor Thales Quirino Medeiros
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