Questão 7 (Valor 3): As partículas se misturam de forma não linear, isto é, de forma caótica formando redemoinhos. Além disso, em rios cujo leito é irregular, esse tipo de escoamento favorece a limpeza de águas poluídas em rios.
A sentença acima refere-se a:
a) escoamento linear
b) Escoamento turbulento
c) pressão hidrostática
d) escoamento laminar
e) fluxo capilar

Passo 1

O enunciado fornece uma sentença descrevendo um tipo de escoamento e pergunta qual alternativa a identifica. Dados e pistas do enunciado:
  • As partículas se misturam de forma não linear, isto é, de forma caótica.
  • Formam redemoinhos.
  • Em rios com leito irregular, esse tipo de escoamento favorece a limpeza de águas poluídas (melhora a mistura e diluição de poluentes).
    As alternativas são:
    a) escoamento linear
    b) Escoamento turbulento
    c) pressão hidrostática
    d) escoamento laminar
    e) fluxo capilar

Passo 2

O que significa “mistura caótica” e “redemoinhos”? Vou explicar de modo bem calmo: quando um fluido (água, ar) tem movimento com bolhas, redemoinhos e movimentos em várias escalas (grandões e pequenininhos) dizemos que o movimento é caótico no sentido de que partículas seguem trajetórias complicadas e misturam-se rapidamente. Esses redemoinhos são chamados de vórtices ou “eddies” em inglês. A presença desses vórtices indica que a energia do movimento passa entre escalas diferentes (do grande para o pequeno), promovendo mistura eficiente.

Passo 3

Explicação didática sobre escoamento laminar (alternativa d):
  • Escoamento laminar é um movimento ordenado das camadas do fluido, onde partículas seguem trajetórias suaves e paralelas, sem grande mistura transversal.
  • Exemplos: fluxo lento e suave de xarope num tubo fino; camada de ar bem calma sobre uma superfície lisa.
  • Em escoamento laminar não existem redemoinhos caóticos e a mistura entre camadas é muito pequena.

Passo 4

Explicação didática sobre escoamento turbulento (alternativa b):
  • Escoamento turbulento é o oposto do laminar: é desordenado, com redemoinhos e flutuações rápidas da velocidade em tempo e espaço.
  • Turbulência causa mistura intensa e rápida de propriedades do fluido (temperatura, concentração de poluentes, etc.).
  • Um indicador usado em engenharia é o número de Reynolds, definido por
Re = \frac{\rho V L}{\mu},
onde \rho é a densidade do fluido, V é uma velocidade característica, L é um comprimento característico (por exemplo, diâmetro do tubo ou profundidade do rio) e \mu é a viscosidade dinâmica. Em termos práticos, fluxos com Re grande tendem a ser turbulentos; por exemplo, em escoamento em tubos costuma-se observar laminar para Re \lesssim 2000 e turbulento para Re \gtrsim 4000.
  • A turbulência é justamente responsável pelos redemoinhos e pela mistura eficiente — por isso ajuda a “limpar” ou diluir poluentes em rios com leito irregular, onde o fluxo encontra obstáculos e gera separações e vórtices.

Passo 5

Breve sobre as outras alternativas para eliminar confusões:
  • Alternativa a) “escoamento linear”: esse termo não é usual como categoria física oposta a laminar/turbulento; pode referir-se formalmente à linearidade das equações, mas não descreve mistura caótica com redemoinhos.
  • Alternativa c) “pressão hidrostática”: refere-se à variação de pressão com a profundidade em fluidos em repouso; não tem nada a ver com redemoinhos ou mistura.
  • Alternativa e) “fluxo capilar”: trata de fluido subindo em tubos finos por efeitos de tensão superficial; é um fenômeno de pequena escala e ordenado, não caótico nem gerador de redemoinhos significativos.

Passo 6

Compare as características do enunciado com cada definição:
  • O enunciado fala explicitamente em mistura não linear, caótica e formação de redemoinhos — exatamente características do escoamento que tem flutuações e vórtices e promove mistura rápida.
  • Também diz que em rios de leito irregular esse escoamento favorece a limpeza de águas poluídas — novamente característica típica da turbulência, que aumenta transporte e difusão de poluentes.
  • As demais alternativas (pressão hidrostática, escoamento laminar, fluxo capilar) não apresentam simultaneamente essas características.

Passo 7

Conclusão: as descrições dadas (mistura caótica, redemoinhos, melhor mistura em rios irregulares) correspondem às propriedades do escoamento cuja definição inclui turbulência e vorticidade intensa.

Resposta

b) Escoamento turbulento

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