Explique com detalhe:
Se adicionar sal à água de um recipiente, onde um ovo se encontra no fundo, misturando bem para garantir a dissolução. O que acontece com a densidade do líquido e porque o ovo sobe no líquido?

Passo 1

O enunciado diz que temos um ovo afundado no fundo de um copo com água e, ao adicionar e dissolver sal, o ovo acaba subindo até flutuar. O conteúdo aqui é densidade de soluções e princípio de Arquimedes. Para resolver, vamos precisar entender como a massa e o volume da água mudam com o sal dissolvido, e como isso altera a força de empuxo que age no ovo.

Passo 2

Definimos densidade como razão entre massa e volume:
\rho = \frac{m}{V}.
Ao adicionar uma certa massa de sal m_{\text{sal}} à água de massa m_{\text{água}}á, o novo total de massa fica
m_{\text{solução}} = m_{\text{água}} + m_{\text{sal}}.çãá
O volume da solução não aumenta na mesma proporção da massa (os íons se acomodam entre as moléculas de água), de modo que o volume final V_{\text{solução}}çã aumenta pouco. Logo, a densidade da solução salina
\rho_{\text{solução}} = \frac{m_{\text{água}} + m_{\text{sal}}}{V_{\text{solução}}}çãáçã
torna-se maior que a densidade inicial da água pura \rho_{\text{água}}á.

Passo 3

Pelo princípio de Arquimedes, a força de empuxo F_b que age sobre o ovo é igual ao peso do volume de líquido deslocado:
F_b = \rho_{\text{solução}}\;g\;V_{\text{deslocado}},çã
onde g é a aceleração da gravidade e V_{\text{deslocado}} é o volume do ovo imerso na solução.

Passo 4

O ovo tem peso
P_{\text{ovo}} = m_{\text{ovo}}\;g
e densidade \rho_{\text{ovo}} = m_{\text{ovo}}/V_{\text{ovo}}. Enquanto \rho_{\text{solução}} < \rho_{\text{ovo}}çã, temos F_b < P_{\text{ovo}} e o ovo afunda. Conforme dissolvemos sal, \rho_{\text{solução}}çã aumenta até ultrapassar \rho_{\text{ovo}}. No instante em que
\rho_{\text{solução}} \ge \rho_{\text{ovo}},çã
a força de empuxo passa a ser maior ou igual ao peso do ovo, fazendo-o subir até flutuar parcialmente.

Resposta

Ao adicionar sal, a massa da solução aumenta mais que o volume, elevando sua densidade \rho_{\text{solução}}çã. Pelo princípio de Arquimedes, isso aumenta a força de empuxo sobre o ovo. Quando a densidade da solução ultrapassa a densidade do ovo, a força de empuxo supera o peso do ovo, fazendo-o subir até flutuar.

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