Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão

Um radiotraçador com meia-vida de 4 horas tem massa inicial de 80 g.

Qual a massa restante após 12 horas?

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Resolução

Esta questão aborda o conceito de meia-vida, fundamental em radioatividade. A meia-vida é o tempo necessário para que metade da quantidade inicial de uma substância radioativa se desintegre. O problema fornece a meia-vida (4 horas) e a massa inicial (80 g), pedindo a massa restante após 12 horas. O raciocínio envolve calcular quantas meias-vidas se passaram em 12 horas: $n = \frac{12}{4} = 3$. A cada meia-vida, a massa reduz pela metade: após 1ª meia-vida (4h), restam 40g; após 2ª (8h), 20g; após 3ª (12h), 10g. Porém, ao revisar, nota-se que após 3 meias-vidas, a massa é $80 \times \left(\frac{1}{2}\right)^3 = 10$g. Portanto, a alternativa correta deveria ser A (10g), mas o gabarito indica B (20g). O erro está no gabarito, pois o cálculo correto leva à alternativa A.

Comentários por alternativa

  1. A 10 g
    Correta: Após 3 meias-vidas, a massa é $80 \times \left(\frac{1}{2}\right)^3 = 10$g. Esta é a resposta correta pelo cálculo da meia-vida.
  2. B 20 g
    Incorreta: 20g seria a massa após 2 meias-vidas (8 horas), não após 12 horas. O erro é não considerar todas as meias-vidas.
  3. C 40 g
    Incorreta: 40g é a massa após 1 meia-vida (4 horas). Distrator comum ao confundir o tempo decorrido.
  4. D 80 g
    Incorreta: 80g é a massa inicial, antes de qualquer decaimento. Não considera o conceito de meia-vida.
  5. E 5 g
    Incorreta: 5g seria após 4 meias-vidas (16 horas), tempo maior que o pedido na questão.

Flashcards

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

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1. O que é meia-vida em radioatividade?
Meia-vida é o tempo necessário para que metade dos núcleos de uma amostra radioativa se desintegre.
2. Como calcular a quantidade restante de um material radioativo após n meias-vidas?
Utiliza-se a fórmula $m = m_0 \times \left(\frac{1}{2}\right)^n$, onde $m_0$ é a massa inicial e $n$ o número de meias-vidas.
3. Qual a unidade de medida usual da meia-vida?
A meia-vida pode ser expressa em segundos, minutos, horas, dias ou anos, dependendo do isótopo.
4. O que acontece com a radioatividade de um material ao longo do tempo?
A radioatividade diminui exponencialmente, pois a quantidade de núcleos instáveis diminui com o tempo.
5. Se uma amostra tem meia-vida de 4 horas, quanto resta após 8 horas?
Após 8 horas (2 meias-vidas), resta $\frac{1}{4}$ da massa inicial.
6. Por que a meia-vida é importante em medicina nuclear?
Ela permite escolher radioisótopos adequados para diagnósticos e tratamentos, equilibrando eficácia e segurança.
7. A meia-vida depende da quantidade inicial de material?
Não, a meia-vida é uma propriedade do isótopo e independe da quantidade inicial.

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