Alternativa E
A questão aborda o fenômeno físico-químico da difusão molecular em líquidos. Para entender a resposta correta, precisamos analisar como as partículas de sal se movem na água sem agitação externa.
Conceito-Chave: Difusão Molecular
A difusão é o processo pelo qual substâncias se espalham de uma região de alta concentração para uma de baixa concentração. No caso da água destilada sem agitação:
- Meio Líquido: A água é um meio viscoso, o que torna a difusão lenta comparada aos gases.
- Coeficiente de Difusão (D): Para o NaCl em água, o coeficiente de difusão é aproximadamente D \approx 1,5 \times 10^{-9} \, \text{m}^2/\text{s}.
- Distância Característica: A distância que as partículas alcançam em um tempo t é proporcional à raiz quadrada do tempo (\sqrt{Dt}).
Raciocínio Lógico
- Concentração Inicial: O fundo está saturado com $360 \, \text{kg/m}^3$.
- Tempo Decorrido: 4 horas equivalem a $14.400$ segundos.
- Estimativa de Alcance:
Utilizando a relação de escala para difusão (x \approx \sqrt{Dt}):
x \approx \sqrt{1,5 \times 10^{-9} \times 14.400} \approx 0,0046 \, \text{m} = 0,46 \, \text{cm}
Isso indica que, após 4 horas, a maior parte do sal difundiu-se apenas até cerca de 0,5 cm de profundidade.
- Ponto de Observação: A questão pergunta sobre a concentração a 1 cm de distância. Como essa distância é superior ao alcance efetivo da difusão simples neste intervalo de tempo, a concentração deve ser extremamente baixa, próxima de zero (água pura), mas não nula devido à cauda da distribuição estatística.
Entre as opções apresentadas, a única que representa um valor insignificante, condizente com a lentidão do processo físico descrito, é o valor mais baixo da lista.
| Opção | Valor (kg/m³) | Viabilidade Física |
|---|
| A | 36 | Muito alto (10% da saturação) |
| B | 1 | Possível, mas pouco provável |
| C | 10 | Impossível sem agitação |
| D | 50 | Impossível sem agitação |
| E | 0,4 | Mais coerente com a difusão lenta |
Portanto, a concentração residual a 1 cm de distância será mínima.
Alternativa E.