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Questão 130 — Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar de que maneira os raios coloridos cont…

ENEM 2020 Questão 130

Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar de que maneira os raios coloridos contribuem para o aquecimento. Para isso, ele projetou sobre um anteparo o espectro solar obtido com um prisma, colocou termômetros nas diversas faixas de cores e verificou nos dados obtidos que um dos termômetros iluminados indicou um aumento de  temperatura maior para uma determinada faixa de frequências. SAYURI, M.; GASPAR, M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado). Para verificar a hipótese de Herschel, um estudante montou o dispositivo apresentado na figura. Nesse aparato, cinco recipientes contendo água, à mesma temperatura inicial, e separados por um material isolante térmico e refletor são posicionados lado a lado (A, B, C, D e E) no interior de uma caixa de material isolante térmico e opaco. A luz solar, ao entrar na caixa, atravessa o prisma e incide sobre os recipientes. O estudante aguarda até que ocorra o aumento da temperatura e a afere em cada recipiente.

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SAYURI, M.; GASPAR, M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado).

Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?

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Resolução

Resposta correta: Letra A — A.

A questão aborda um experimento clássico sobre a absorção de energia em diferentes faixas do espectro solar, inspirado pelo trabalho de Herschel, que descobriu o infravermelho. O prisma decompõe a luz solar em suas cores (espectro visível), e cada recipiente recebe uma faixa diferente desse espectro. O objetivo é identificar em qual faixa ocorre maior aquecimento. Conceitos-chave: espectro eletromagnético, absorção de energia, radiação infravermelha e transferência de calor. Herschel percebeu que o maior aumento de temperatura ocorre logo após a faixa vermelha, onde está o infravermelho, que não é visível, mas carrega mais energia térmica. No experimento, o recipiente A está posicionado além do vermelho, recebendo o infravermelho. Portanto, a água em A terá maior temperatura ao final, pois absorve mais energia térmica dessa radiação.

Comentários por alternativa

  1. A A.
    A alternativa A está correta porque o recipiente A está posicionado logo após o vermelho no espectro, onde incide a radiação infravermelha. O infravermelho transporta mais energia térmica, resultando em maior aumento de temperatura da água.
  2. B B.
    A alternativa B está incorreta porque o recipiente B está em uma faixa do espectro visível (provavelmente vermelho), que recebe menos energia térmica do que o infravermelho.
  3. C C.
    A alternativa C está incorreta pois o recipiente C está em uma faixa intermediária do visível (como verde ou amarelo), que absorve ainda menos energia térmica do que o infravermelho.
  4. D D.
    A alternativa D está errada porque o recipiente D está em uma faixa de alta frequência (azul ou violeta), que tem menos efeito de aquecimento comparado ao infravermelho.
  5. E E.
    A alternativa E está incorreta, pois o recipiente E está provavelmente no extremo oposto do espectro (além do violeta), onde a energia térmica absorvida é menor do que na faixa do infravermelho.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que é espectro eletromagnético?
É a faixa completa de todas as frequências de radiação eletromagnética, incluindo rádio, micro-ondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X e gama.
2. Por que o infravermelho aquece mais que a luz visível?
O infravermelho é absorvido mais eficientemente pelas moléculas de água e outros materiais, convertendo-se em energia térmica.
3. Como Herschel descobriu o infravermelho?
Ele mediu a temperatura além do vermelho do espectro solar e observou aumento de temperatura, indicando radiação invisível (infravermelho).
4. O que acontece quando a luz branca passa por um prisma?
Ela se decompõe em várias cores (espectro visível) devido à dispersão, separando as diferentes frequências.
5. Qual a relação entre frequência e energia na radiação eletromagnética?
A energia de um fóton é dada por $E = h \cdot f$, onde $h$ é a constante de Planck e $f$ a frequência, mas o efeito térmico depende da absorção pelo material.
6. Por que a água absorve mais infravermelho que luz visível?
A água possui bandas de absorção no infravermelho, facilitando a conversão dessa radiação em calor.
7. O que é um material isolante térmico?
É um material que dificulta a transferência de calor entre ambientes, minimizando perdas térmicas no experimento.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.