ENEM 2020 · Ciências da Natureza · Física · ondas
Questão 130 do ENEM 2020
Resposta: letra A. O problema pede para identificar qual recipiente de água terá a maior temperatura após ser exposto a diferentes cores do espectro visível decompostas por um prisma, baseando-se no experimento de Herschel.
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.
Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?
- AA.Resposta correta
- BB.
- CC.
- DD.
- EE.
Como resolver a questão 130 passo a passo?
O conceito que resolve
Radiação eletromagnética, energia térmica e espectro visível.
Como chegar na resposta
- Identificar que o prisma decompõe a luz solar em diferentes cores (espectro visível).
- Lembrar a ordem das cores no espectro visível: do vermelho para o violeta.
- Associacionar a cor à frequência: o vermelho tem a menor frequência e maior comprimento de onda; o violeta a maior frequência.
- Lembrar a descoberta de Herschel: a radiação infravermelha (adjacente ao vermelho) possui maior poder de aquecimento.
- Concluir que o recipiente que receber a luz mais próxima da região do infravermelho apresentará o maior aumento de temperatura.
Por que cada alternativa
- AO recipiente A recebe a luz de cor vermelha, que por ser a frequência mais próxima da radiação infravermelha, concentra a maior energia térmica térmica.
- BO recipiente B recebe a luz laranja, que possui frequência maior que a do vermelho, resultando em menor aquecimento.
- CO recipiente C recebe a luz verde, que está em posição intermediária no espectro, aquecendo menos que o vermelho.
- DO recipiente D recebe a luz azul, que possui alta frequência e menor capacidade de aquecimento que as cores quentes.
- EO recipiente E recebe a luz violeta, que possui a maior frequência do espectro visível, sendo a mais distante da região do infravermelho.
Onde essa questão derruba a maioria
O erro comum é confundir maior frequência (violeta) com maior aquecimento, quando na verdade a radiação infravermelha (ao lado do vermelho) é a que mais aquece água.
O que estudar se você errou
Revise a ordem do espectro visível e onde se localizam as radiações infravermelha e ultravioleta em relação às cores visíveis.
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