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
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
onde
é a densidade do fluido,
é uma velocidade característica,
é um comprimento característico (por exemplo, diâmetro do tubo ou profundidade do rio) e
é a viscosidade dinâmica. Em termos práticos, fluxos com
grande tendem a ser turbulentos; por exemplo, em escoamento em tubos costuma-se observar laminar para
e turbulento para
.
- 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