ENEM 2009 vazado: a Física, corrigida e comentada, em Word - Conteúdo vinculado ao blog      http://fisicanoenem.blogspot.com/
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

ENEM 2009 vazado: a Física, corrigida e comentada, em Word - Conteúdo vinculado ao blog http://fisicanoenem.blogspot.com/

on

  • 54,590 views

Corrigi e comentei as questões relacionadas à Física do ENEM 2009 vazado. A apostila vem toda lincada para que você possa buscar mais conhecimentos, se lhe interessar. Todo o conteúdo vinculado a ...

Corrigi e comentei as questões relacionadas à Física do ENEM 2009 vazado. A apostila vem toda lincada para que você possa buscar mais conhecimentos, se lhe interessar. Todo o conteúdo vinculado a este arquivo está descrito, organizado e lincado no nosso blog:
http://fisicanoenem.blogspot.com/

Statistics

Views

Total Views
54,590
Views on SlideShare
54,430
Embed Views
160

Actions

Likes
8
Downloads
1,125
Comments
1

3 Embeds 160

http://passeipvs.blogspot.com 143
http://www.passeipvs.blogspot.com 16
http://www.health.medicbd.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

CC Attribution-NonCommercial LicenseCC Attribution-NonCommercial License

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

ENEM 2009 vazado: a Física, corrigida e comentada, em Word - Conteúdo vinculado ao blog      http://fisicanoenem.blogspot.com/   ENEM 2009 vazado: a Física, corrigida e comentada, em Word - Conteúdo vinculado ao blog http://fisicanoenem.blogspot.com/ Document Transcript

  • ENEM-VESTIBULAR 2009 - Física VAZADO corrigida e comentada Ciências da Natureza e suas Tecnologias Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 1
  • © Professor Rodrigo Penna - 2009 COMENTÁRIOS O vazamento do ENEM já foi um golpe duro na credibilidade da prova! Ainda pior é pensar que pode ter sido um vazamento que, além de criminoso, tem um viés político e econômico por trás! Terrível imaginar a completa falta de escrúpulos de alguém que, em prol de seus interesses, econômicos, políticos e corporativos, esteja disposto a prejudicar milhões de estudantes e suas famílias, a comunidade acadêmica, profissionais da Educação de todo o Brasil, enfim... Dezenas de milhões de pessoas... Mas, já comentei o suficiente em meu blog: http://quantizado.blogspot.com/2009/10/o-vazamento-criminoso-do-enem.html . Caso queira outras opiniões, veja estas: - http://rudaricci.blogspot.com/2009/10/crise-aberta-pela-fraude-do-enem.html . - http://colunistas.ig.com.br/luisnassif/2009/10/02/as-investigacoes-sobre-o-caso-enem/ . Quanto à prova, em si, diria que veio absolutamente dentro do que se esperava, pelo menos do que eu esperava! De acordo com a nova Matriz de Habilidades ( http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/noticias/matriz_novoenem.pdf?option=com_docman&task=doc_download&gid=841&Itemid= ), como também, especificamente, de acordo com a matriz de Física (http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/noticias/novo_enem_fisica.pdf)... Aliás, quando o MEC soltou o simulado em Julho/2009 (http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/sim_nov_enem_mec_jun-09.pdf ), eu já tinha feito esta previsão... Continuo recomendando estudo, dar uma olhada no livro sugerido pelo próprio MEC (http://encceja.inep.gov.br/images/pdfs/ciencias_naturais_em_br.pdf), que insisto, está muito mais para o ENEM do que a imensa maioria dos livros didáticos e nas provas antigas do ENCEJA (http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/noticias/encceja_provas.rar), que é semelhante e tem mais tempo! Além, é claro, das outras provas do ENEM (http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/apost_enem.pdf), que, convenhamos, não mudou tanto assim! Observe atentamente as questões corrigidas. Grande parte delas, de uma forma ou de outra, já haviam aparecido em anos anteriores. Fora a questão repetida! Ora bolas: fica claro que a melhor maneira de estudar para o ENEM é procurando se informar. Procurar ver a Física aplica em seu dia a dia, nada descontextualizado, nada de decoreba exagerado e inútil de fórmulas www.fisicanovestibular.com.br 2
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado estranhíssimas que você irá esquecer assim que passar no Vestibular! É por isto que tenho o hábito de colocar tantos links, para que facilite seu acesso ao conhecimento! Mas, olhando as provas antigas, elas também são uma boa dica, sim! Portanto, estude-as e bem! O grande tema do exame de interesse da Física continua sendo a ENERGIA, suas transformações, as implicações no efeito estufa e o problema do aquecimento global. Reciclagem, combustíveis e energia alternativos e temas correlatos. Quanto aos demais conhecimentos, espalhados no enorme conteúdo do Ensino Médio, questões sobre temas variados. Por fim, cabe lembrar que como, segundo o próprio presidente do INEP, cada item do teste cobraria, no mínimo, 3 habilidades, a classificação que fiz é relativa. As questões podem ser classificadas de outra forma. Professor Rodrigo Penna (12/10/2009) www.fisicanovestibular.com.br 3
  • © Professor Rodrigo Penna - 2009 ÍNDICE DAS QUESTÕE CORRIGIDAS – apenas relacionadas à Física QUESTÃO 1 ______________________________________ 5 QUESTÃO 10 _____________________________________ 6 QUESTÃO 13 _____________________________________ 6 QUESTÃO 17 _____________________________________ 8 QUESTÃO 18 ____________________________________ 10 QUESTÃO 19 ____________________________________ 12 QUESTÃO 23 ____________________________________ 13 QUESTÃO 25 ____________________________________ 15 QUESTÃO 26 ____________________________________ 16 QUESTÃO 27 ____________________________________ 18 QUESTÃO 28 ____________________________________ 19 QUESTÃO 31 ____________________________________ 20 QUESTÃO 32 ____________________________________ 22 QUESTÃO 33 ____________________________________ 24 QUESTÃO 34 ____________________________________ 26 QUESTÃO 35 ____________________________________ 27 QUESTÃO 37 ____________________________________ 28 QUESTÃO 40 ____________________________________ 29 QUESTÃO 42 ____________________________________ 30 QUESTÃO 44 ____________________________________ 31 QUESTÃO 45 ____________________________________ 32 www.fisicanovestibular.com.br 4
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado ENEM 2009 vazado – 21 questões Questão 1 (ENEM/2009) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera. Disponível em: http://www.keroagua.blogspot.com. Acesso em: 30 mar.2009 (adaptado). A transformação mencionada no texto é a (A) fusão. (B) liquefação. (C) evaporação. (D) solidificação. (E) condensação. CORREÇÃO Conforme foi anunciado pelo INEP, as primeiras questões da prova seriam mais fáceis. Inclusive porque o ENEM servirá também como ENCEJA (antigo exame supletivo). De fato, trata-se de algo bem simples sobre MUDANÇAS DE FASE: http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_f%C3%ADsicos_da_mat%C3%A9ria. Conteúdo que objeto de estudo tanto da Física quanto da Química. Observe o texto: a água ou umidade vai absorvendo calor... É um processo gradual! Este fenômeno é comum e chama-se evaporação. Ilustrei com várias imagens, veja ao lado. Uma vasilha fechada e outra aberta – influência da pressão. A evaporação em um lago e uma aplicação interessante: as salinas! Onde água do mar evapora para produção de sal! Cabe lembrar que alguns fatores influenciam na evaporação. O primeiro seria a temperatura. Quanto maior, mais rápido evapora. O segundo, a área disponível para evaporação. É justamente por isto que estendemos a roupa nos varais: secar mais rápido. Embolada, demora mais. Outro seria a chamada umidade relativa do ar: http://pt.wikipedia.org/wiki/Umidade_relativa . Outros processos de mudança da fase líquida para a gasosa são a Ebulição e a Calefação. No primeiro caso, é quando a água está fervendo. Muda de fase mais rapidamente. O segundo caso é ainda mais violento. Ocorre, por exemplo, quando se deixa pingar uma gota de água na trempe quente de um fogão, e faz aquele famoso Fonte: imagens Google barulhinho, tsssss, da água mudando de fase. em Out/2009. Habilidade segundo a Matriz: C6-H21, Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. OPÇÃO: C. www.fisicanovestibular.com.br 5
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Questão 10 (ENEM/2009) Metade do volume de óleo de cozinha consumido anualmente no Brasil, cerca de dois bilhões de litros, é jogada incorretamente em ralos, pias e bueiros. Estima-se que cada litro de óleo descartado polua milhares de litros de água. O óleo no esgoto tende a criar uma barreira que impede a passagem da água, causa entupimentos e, consequente mente, enchentes. Além disso, ao contaminar os mananciais, resulta na mortandade de peixes. A reciclagem do óleo de cozinha, além de necessária, tem mercado na produção de biodiesel. Há uma demanda atual de 1,2 bilhões de litros de biodiesel no Brasil. Se houver planejamento na coleta, transporte e produção, estima-se que se possa pagar até R$ 1,00 por litro de óleo a ser reciclado. Programa mostra caminho para uso do óleo de fritura na produção de biodiesel. Disponível em: http://www.nutrmewa.com.br. Acesso em: 14 fev. 2009 (adaptado) De acordo com o texto, o destino inadequado do óleo de cozinha traz diversos problemas. Com o objetivo de contribuir para resolver esses problemas, deve-se (A) Urtilizar o óleo para a produção de biocombustíveis, como etanol. (B) coletar o óleo devidamente e transportá-lo às empresas de produção de biodiesel. (C) limpar periodicamente os esgotos das cidades para evitar entupimentos e enchentes. (D) utilizar o óleo como alimento para os peixes, uma vez que preserva seu valor nutritivo após o descarte. (E) descartar o óleo diretamente em ralos, pias e bueiros, sem tratamento prévio com agentes dispersantes. CORREÇÃO A questão envolve biocombustíveis - http://pt.wikipedia.org/wiki/Biocombust%C3%ADveis -, e também poderia ser classificada como de Química ou de Biologia, no tocante à questão ecológica. O tema já foi explorado desde 2003 pelo ENEM, e em 2004 também. Ver apostila. Creio que o texto tenha sido bem claro, ao comentar a viabilidade econômica da reciclagem do óleo de cozinha, citando até um possível preço pelo seu reaproveitamento. Como todo o ENEM, a prova tende a ser ecologicamente correta, o que torna a questão fácil: a finalidade ambientalmente correta e economicamente viável é reaproveitar todo o óleo. Habilidade segundo a Matriz: C3-H8, Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. OPÇÃO: B. Questão 13 (ENEM/2009) A água apresenta propriedades físico-químicas que a coloca em posição de destaque como substância essencial à vida. Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que deve ser adicionada a um líquido em seu ponto de ebulição, por unidade de massa, para convertê-lo em vapor na mesma temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama. A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a capacidade de www.fisicanovestibular.com.br 6
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado (A)servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese. (B)funcionar como regulador térmico para os organismos vivos. (C)agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais. (D)transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais. (E)funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos vivos. CORREÇÃO Novamente, a questão envolve a água e particularmente a mudança de fase. E o conceito de calor latente de vaporização. A título de comparação, vejamos a seguinte tabela: Fonte: Física Fácil, www.fisicafacil.pro.br/power/fase.ppt em 07/10/2009. Suponha que a vida ocorresse em bases completamente distintas, se tal fato fosse possível, e que o corpo fosse repleto de mercúrio, condutor de eletricidade! Quando o calor do sol do dia incidisse, o risco de ele evaporar seria maior que da água, pois seu latente é 65 cal/g, bem menor! Veja que, segundo o texto, mencionar o calor latente foi só um exemplo. Outra característica fundamental da água é seu elevado calor específico. O que caracteriza o fato de a água ser difícil de se esquentar e de se resfriar, também. Um exemplo prático é um comentário corrente de que “a água fica quente à noite”. Na verdade, o que ocorre é que, durante o dia, pelo alto calor específico, ela custa a esquentar comparado a outros materiais. Veja o caso das pedras, que costumam ficar em volta de uma piscina: elas esquentam mais, e primeiro que a água. Já de noite, as mesmas pedras esfriam rápido, enquanto a água, que custou a esquentar, demora a esfriar, também! Tal conceito já foi explorado na questão do ENEM de 2002 - http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/apost_enem.pdf -, sobre a brisa marinha: http://pt.wikipedia.org/wiki/Brisa_(vento) . www.fisicanovestibular.com.br 7
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Observe na tabela a seguir alguns calores específicos c e compare com a água: Fonte: Wikipedia, http://pt.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico em 08/10/2009. É por isto que a água pode ser um regulador térmico: seu alto calor específico impede que sofra grandes variações de temperatura mesmo submetida a variações dos ambientes. Habilidade segundo a Matriz: C6-H21, Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. OPÇÃO: B. Questão 17 (ENEM/2009) O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível. www.fisicanovestibular.com.br 8
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar que (A) a densidade da bola escura deve ser iguala O,811 g/cm3. (B) a amostra 1 possui densidade menor do que a permitida. (C) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura. (D) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2. (E) o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/cm3 e 0,811 g/cm3. CORREÇÃO Meus alunos irão se lembrar, pois sempre faço esta questão em sala de aula, explicando a Hidrostática! Ela não é inédita, já caiu, pelo menos, na UNESP, em 1999. Veja cópia... Mas, já vi antes disso... 0,804 g/cm3 O básico do Empuxo é que quem bóia é menos denso e quem afunda é mais denso. 0,808 g/cm3 Para explicá-la, vou utilizar os dados da questão e supor valores para as densidades das bolinhas. Para o álcool dentro dos padrões, a densidade da bolinha que flutua deve ser 0,812 g/cm3 3 pouco menor, por exemplo, 0,804 g/cm . Já a que afunda, pouco mais densa, digamos, 0,812 g/cm3. Isto com o álcool dentro dos padrões, por exemplo, 0,808 g/cm3. A opção A mostra a situação onde o combustível está em conformidade com a legislação. www.fisicanovestibular.com.br 9
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado É bom frisar que as bolinhas devem ter densidades pouco maior e pouco menor que do álcool, para que o sistema funcione e seja sensível. Afinal, se o combustível for adulterado, é preciso que elas mostrem! Se eu fosse adulterar álcool, na cara de pau, usaria água, de preferência de chuva, para não gastar nem um centavo! A água é mais densa que o álcool – 1,0 g/cm3 – e, neste caso, a nova mistura água + álcool seria mais densa que a original, esta em conformidade com a lei. Isto porque a nova densidade seria algo entre 0,811 e 1,0, dependendo da proporção de água utilizada na adulteração, mas, vejamos aí, uns 0,813 g/cm3. Ora, nestas circunstâncias, nossas duas bolinhas – 0,804 e 0,812 – agora estariam menos densas que a nova mistura. Então, ambas flutuariam, como mostrado em B! E nós poderíamos ver a adulteração! Se o combustível fosse batizado com algum tipo de solvente, menos denso que o álcool padrão, ocorreria a situação C, mas eu não saberia dizer qual produto seria adequado à fraude, neste caso... Veja que o sistema só funciona com duas bolinhas, para mostrar os limites superior e inferior das densidades padrão do álcool. E uma deve boiar – menos densa – enquanto a outra afundar – mais densa – nele. Procure conhecer o novo modelo disponível nos postos, ilustrado ao lado. Ele é mais sofisticado! É um misto de densímetro e termômetro. Isto porque a densidade varia com a temperatura - http://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade . Explique por que. E aproveite para compreender seu funcionamento, já que qualquer dia destes pode cair em uma prova! Por fim, quero dizer que não entendo como a ANP ainda não obrigou todos os postos a mostrarem dispositivos como este, inclusive para todos os tipos de combustíveis. Pois, infelizmente, esta fraude é muito comum, prejudicando milhões de brasileiros e enriquecendo um punhado de pilantras da pior espécie! Habilidade segundo a Matriz: C2-H7, Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida. OPÇÃO: D. Questão 18 (ENEM/2009) O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. www.fisicanovestibular.com.br 10
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado As informações fornecidas mostram que (A) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra. (B) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-226 terá decaído ao final de 4.860anos. (C) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de 3.240 anos, ainda estará por decair. (D) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas. (E) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos devido à desintegração radioativa. CORREÇÃO O conceito de meia-vida – símbolo T1/2 – já havia sido explorado na prova do ENEM de 2007: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/apost_enem.pdf, pág. 74. Fora os inúmeros vestibulares, portanto, nenhuma surpresa. Além do que, sua explicação vem no enunciado: tempo que leva para reduzir a quantidade pela metade. Assim, olhando o gráfico, em 1620 anos o rádio-226 tem sua quantidade reduzida a ½ da inicial, logo, esta é a sua meia-vida. Pode até ser que haja confusão por parte do aluno ao ler o gráfico: por exemplo, na letra B, quando se vê no gráfico que só sobrou 1/8 o aluno imaginar que só decaiu 1/8. Mas, tudo está bem claro. Quem quiser ver uma aplicação interessante, veja minha aula “Datação por Carbono-14”: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aplica/carbono_14.pps . Ela mostra como este elemento radioativo é utilizado para estimar a idade de fósseis. Só discordo do enunciado no que diz respeito ao rádio: ele não foi utilizado, ele é utilizado, inclusive aqui, em BH, na Radioterapia: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aplica/radioterapia.pps . Tenho muito material sobre esta área disponível no meu site, veja lá: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/radiol.html . Habilidade segundo a Matriz: C6-H22, Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. OPÇÃO: E. www.fisicanovestibular.com.br 11
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Questão 19 (ENEM/2009) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 °C. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 °C sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. HINRICHS, Roger A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado) Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geotérmicas (A) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. (B) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica. (C) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. (D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. (E) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. CORREÇÃO Incrível: simplesmente é a mesma questão da prova de 2008! Mau sinal... Quem quiser que veja os comentários lá... Mas, basicamente, ambas as usinas, nucleares e geotérmicas, usam calor – energia térmica – para aquecer água em alta pressão – cinética – e o vapor move a turbina – elétrica. A energia geotérmica, como disse, veio na prova de 2008: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/apost_enem.pdf . Além disto, tem sido noticiada na imprensa: http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/nanoestruturas_podem_tornar_a_energia_geotermica_mais_segura.html . Se quiser estudar mais, também está na boa e velha Wikipedia, que nunca canso de recomendar: http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_geot%C3%A9rmica . Já a energia nuclear, e a própria usina, foram cobrados desde sempre, no ENEM, vide a prova de 2000! Sem contar que em 2008 e agora a mesma questão da geotérmica citou as nucleares! Tenho uma aula sobre Energia Nuclear: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aplica/energia.pps . Habilidade segundo a Matriz: C6-H23, Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br 12
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Questão 23 (ENEM/2009) 0 uso da água do subsolo requer o bombeamento para um reservatório elevado. A capacidade de bombeamento (litros/hora) de uma bomba hidráulica depende da pressão máxima de bombeio, conhecida como altura manométrica H (em metros), do comprimento L da tubulação que se estende da bomba até o reservatório (em metros), da altura de bombeio h (em metros) e do desempenho da bomba (exemplificado no gráfico). De acordo com os dados a seguir, obtidos de um fabricante de bombas, para se determinar a quantidade de litros bombeados por hora para o reservatório com uma determinada bomba, deve-se: 1 - Escolher a linha apropriada na tabela correspondente à altura (h), em metros, da entrada de água na bomba até o reservatório. 2 - Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total datubulação (L), em metros, da bomba até o reservatório. 3 - Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna na tabela. 4 - Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para ler a vazão correspondente. www.fisicanovestibular.com.br 13
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Considere que se deseja usar uma bomba, cujo desempenho é descrito pelos dados acima, para encher um reservatório de 1.200 L que se encontra 30 m acima da entrada da bomba. Para fazer a tubulação entre a bomba e o reservatório seriam usados 200 m de cano. Nessa situação, é de se esperar que a bomba consiga encher o reservatório (A) entre 30 e 40 minutos. (B) em menos de 30 minutos. (C) em mais de 1 h e 40 minutos. (D) entre 40 minutos e 1 h e 10 minutos. (E) entre 1 h e 10 minutos e 1 h e 40 minutos. CORREÇÃO Embora envolva o conceito de Vazão, já abordado em 1998 e 2006, esta questão é diferente das outras, porque seu enfoque é Análise de Dados, claramente. A questão ensina, passo a passo, como encontrar a vazão e, só depois, poderemos estimar o tempo para encher o reservatório. Brasileiro detesta manuais! Sigamos as instruções de acordo com os dados da questão – V = 1200 L, h = 30 m, L = 200 m. “Escolher a linha apropriada na tabela correspondente à altura (h)... Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total da tubulação (L)... Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna... Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para ler a vazão...” Façamos! Observando a escala do gráfico, foi até fácil achar o ponto correspondente a 45 m, ler na horizontal a vazão, encontrando 900 litros/hora. Note que a escala está de 100 em 100. Agora, para calcular o tempo, deu uma regra de 3 tão simples que eu faria de cabeça, mesmo: uma hora mais um terço de hora para 1200 L. Mas, para não deixar sem cálculos: www.fisicanovestibular.com.br 14
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado x 1h 4 = ⇒x= h 12 00 4 l 9 00 l 3 . 3 Por fim, cada hora tem 60 min, logo, um terço de uma hora são 20 min, totalizando algo em torno de 1 hora e 20 minutos. Habilidade segundo a Matriz: C2-H6, Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. OPÇÃO: E. Questão 25 (ENEM/2009) A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo. A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis: (A) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons. (B) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos. (C) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho. (D) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos. (E) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho. CORREÇÃO Eco, Reflexão e Ultrassom - http://pt.wikipedia.org/wiki/Ultrassonografia - , pelo que me lembre, são assuntos ainda inéditos no ENEM, porém previsíveis. Como sempre, a leitura do texto mostra o caminho da questão. Veja: “...reflexão... atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos...” Podemos fazer até um esqueminha, para explicar bem o que está acontecendo. www.fisicanovestibular.com.br 15
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Tecido A Órgão 1 Órgão 2 d = v.t Note que representei de vermelho a onda que vai, de azul o eco que volta na primeira superfície de separação e de verde o que volta na segunda. Para calcularmos o tamanho do órgão, sua forma, basta conhecermos o tempo entre os ecos e a velocidade da onda: d = v.t . Aliás, equação até simples, e muito conhecida! Quanto ao número de ciclos / tempo, a frequência, neste caso não afetará a conta. Mas, claro, nos ultrassons sofisticados, ela cumpre um papel. Por exemplo, pode haver mais de uma frequência. E, também, a amplitude – intensidade – do sinal que volta é menor, pois parte da energia da onda é absorvida. Porém, novamente, sem influência na conta que fizemos. Se você não conhece os conceitos básicos de onda, dê uma olhada nos exercícios: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/questoes/2_ondas.pdf . Habilidade segundo a Matriz: C1-H1, Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. OPÇÃO: D. Questão 26 (ENEM/2009) Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança. Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador www.fisicanovestibular.com.br 16
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de (A) 24 kW e 109 A. (B) 32 kW e 145 A. (C) 56 kW e 255 A. (D) 180 kW e 818 A. (E) 240 kW e 1090 A. CORREÇÃO Potência Elétrica, um tema recorrente. Desta vez, vamos dimensionar dados de um elevador. Temos a massa total: 800 do elevador + 600 lotado = 1.400 kg. Temos a altura de 30 m e a gravidade. Além disto, a velocidade de 4 m/s. O tempo é fácil saber, imediatamente, mas vamos calcular: Agora observe o detalhe: “sem atrito”. Alunos que 15 fizeram bastante exercício lembram-se bem que este é d 30 m um enunciado típico de questões envolvendo Conservação da Energia Mecânica! t= = = 7,5 s Temos tudo a respeito de uma delas: a Energia v m Potencial Gravitacional. Quanto à potência, lembre-se: 4 ela é a taxa da energia... s 2 Fazendo os cálculos, e desta vez utilizando fórmulas, que o aluno, neste caso, precisará mesmo conhecer. Porém, considero conhecimento básico, que não entra na conta do decoreba. 4 energia EG mgh 1400.10. 30 P= = = = ⇒ tempo t t 7,5 1 . Já acertaríamos a questão! P = 56.000 W , ( k = kilo = 1.000) = 56 kW Há um outro jeito específico de calcular para velocidade constante, ou seja, movimento uniforme. Trabalho F .d . cosθ d P= = , cosθ = 1 e v = ⇒ tempo t t . P = F .v = Peso.v = mgv = 1400 x10 x 4 = 56 kW Não gosto da fórmula P = F.v , pois é específica do movimento uniforme. Gosto das fórmulas genéricas, que valem em qualquer caso. Novamente a Potência, para calcular a corrente elétrica. À toa, posto que já acertamos a questão. Outra fórmula básica é da Potência elétrica: P = v.i , voltagem x corrente. E o motor é de 220 V. Calculando novamente. www.fisicanovestibular.com.br 17
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado 2800 P 5600 0 P = Vi ⇒ i = = = 254,5 ≅ 255 A V 22 0 . Tinha que dar este valor! 11 Habilidade segundo a Matriz: C2-H5, Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. OPÇÃO: C. Questão 27 (ENEM/2009) Potencializado pela necessidade de reduzir as emissões de gases causadores do efeito estufa, o desenvolvimento de fontes de energia renováveis e limpas dificilmente resultará em um modelo hegemônico. A tendência é que cada país crie uma combinação própria de matrizes, escolhida entre várias categorias de biocombustíveis, a energia solar ou a eólica e, mais tarde, provavelmente o hidrogênio, capaz de lhe garantir eficiência energética e ajudar o mundo a atenuar os efeitos das mudanças climáticas. O hidrogênio, em um primeiro momento, poderia ser obtido a partir de hidrocarbonetos ou de carboidratos. Disponível em <http://www.revistapesquisa.fapesp.br> Acesso em mar. 2007 (adaptado) Considerando as fontes de hidrogênio citadas, a de menor impacto ambiental seria (A) aquela obtida de hidrocarbonetos, pois possuem maior proporção de hidrogênio por molécula. (B) aquela de carboidratos, por serem estes termodinamicamente mais estáveis que os hidrocarbonetos. (C) aquela de hidrocarbonetos, pois o carvão resultante pode ser utilizado também como fonte de energia. (D) aquela de carboidratos, uma vez que o carbono resultante pode ser fixado pelos vegetais na próxima safra. (E) aquela de hidrocarbonetos, por estarem ligados a carbonos tetraédricos, ou seja, que apresentam apenas ligações simples. CORREÇÃO Questão sobre combustíveis alternativos, que muita gente irá classificar como de Química. Porém, como a geração de energia - http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia - é um problema intimamente relacionado ao aquecimento global, eu diria que é um problema de toda a humanidade. Qualquer professor de Física que se preze deve discutir todas as questões relativas à Energia em sala de aula: combustíveis fósseis, energias alternativas, impactos ambientais, a questão nuclear - http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aplica/discute_energia.pps - e tudo o mais! Combustíveis alternativos também vêm sendo muito explorados em todas as edições do exame. www.fisicanovestibular.com.br 18
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Grosso modo, hidrocarbonetos são compostos de Carbono e Hidrogênio: http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrocarboneto . Tomar muito cuidado, pois combustíveis fósseis – carvão mineral, petróleo e gás natural – são fontes de hidrocarbonetos. E, claro, estão entre os responsáveis pelas emissões de gases causadores do chamado Efeito Estufa: http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_estufa . Assim, pensando em termos ecológicos, é evidente que é melhor utilizar carboidratos - http://pt.wikipedia.org/wiki/Carboidratos - de origem vegetal! Afinal, primeiramente as plantas que os produzem retiram carbono da atmosfera e, posteriormente, ele é devolvido ao ambiente na utilização do combustível. Mas, neste caso, o saldo é zero! Habilidade segundo a Matriz: C7-H26, Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. OPÇÃO: D. Questão 28 (ENEM/2009) Além de ser capaz de gerar eletricidade, a energia solar é usada para muitas outras finalidades. A figura a seguir mostra o uso da energia solar para dessalinizar a água. Nela, um tanque contendo água salgada é coberto por um plástico transparente e tem a sua parte central abaixada pelo peso de uma pedra, sob a qual se coloca um recipiente (copo). A água evaporada se condensa no plástico e escorre até o ponto mais baixo, caindo dentro do copo. Nesse processo, a energia solar cedida à água salgada (A) fica retida na água doce que cai no copo, tornando-a, assim, altamente energizada. (B) fica armazenada na forma de energia potencial gravitacional contida na água doce. (C) é usada para provocar a reação química que transforma a água salgada em água doce. (D) é cedida ao ambiente externo através do plástico, onde ocorre a condensação do vapor. (E) é reemitida como calor para fora do tanque, no processo de evaporação da água salgada. www.fisicanovestibular.com.br 19
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado CORREÇÃO A primeira questão abordou a evaporação, mas agora o enfoque foi outro. Trata-se de uma aplicação tecnológica, simples, por sinal, da mudança de fases - http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_f%C3%ADsicos_da_mat%C3%A9ria - , utilizando energia alternativa, no caso, solar. E, trocas de energia. E citei a dessalinização logo na primeira questão, como uma aplicação prática. O sistema é descrito na questão. Água recebe energia solar e muda de fase: evapora. O vapor sobe – convecção – e se condensa no plástico, outra mudança de fase. Lembra o que ocorre nos vidros do box dos Fonte: Imagens Google. banheiros, veja uma foto ao lado. Aí, é muito criativo o uso da pedra, que ao pesar no plástico, forma um biquinho por onde a água escorre, pingando exatamente dentro do copo. Bom lembrar que quando a água salgada evapora, o sal não vai junto! Assim, quando ela condensa e volta ao copo, tornou-se água doce, potável, portanto! Num exemplo mais radical, que já ocorreu comigo algumas vezes, é o seguinte. Passando de carro próximo a uma lagoa, onde a umidade relativa do ar - http://pt.wikipedia.org/wiki/Umidade_relativa - é maior, o vapor de água costuma se condensar de uma vez, embaçando o pára-brisa quase instantaneamente. Quando conheço estes pontos da estrada, costumo ligar o desembaçador com antecedência! Pensando na questão propriamente, a água absorve energia solar, vira vapor e este volta a ser água no plástico. Logo, a energia absorvida é devolvida sob a forma de calor ao ambiente no plástico. A energia solar é muito poderosa! Observe este exemplo, mais intenso: http://www.gizmodo.com.br/conteudo/forno-solar-derrete-aco-e-nossas-mentes . Habilidade segundo a Matriz: C5-H18, Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. OPÇÃO: D. Questão 31 (ENEM/2009) De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de www.fisicanovestibular.com.br 20
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0 ºC e 10 ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água. A partir do gráfico, é correio concluir que o volume ocupado por certa massa de água (A) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100 ºC a 0 ºC. (B) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4 ºC a 0 °C. (C) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0 ºC a 4 ºC. (D) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4 ºC a 9 ºC. (E) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0 ºC a 100 ºC. CORREÇÃO Questão sobre Dilatação, e uma bem específica: sobre a famosa e tratada em sala dilatação anômala da água - http://pt.wikipedia.org/wiki/Dilata%C3%A7%C3%A3o_An%C3%B4mala_da_%C3%81gua . Certamente para testar melhor o conhecimento do aluno, a questão cita o conceito de volume específico, mas explica: é o inverso da densidade, esta bem mais conhecida e também chamada de massa específica. m V Da expressão da densidade, bem comum: d= ⇒ Vesp = . E, a massa não V m depende da temperatura. Ou regimes perderiam o sentido: bastaria ir numa sauna ou entrar num freezer, dependendo da necessidade! www.fisicanovestibular.com.br 21
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Destas relações do volume específico e da densidade, vemos que, sendo a massa constante, variações dependem apenas do volume, não da massa. Agora, atentos ao gráfico. Pela escala, no olhômetro associado ao bom senso, vemos que o Vesp entre 0 e 4 ºC varia de (A)1,00016 até (B)1,00003 (cm3/g). Ou seja, diminuiu 0,00013 (A – B). Calculando o percentual: 0,00013 %= x100 ≅ 0,013% 1,00016 . Sinceramente, quando fiz a questão mentalmente, antes de corrigir no papel, não fiz esta conta... Afinal, pelo gráfico, dá para ver perfeitamente que a variação é mínima. E a menor opção de variação é a C, sem necessidade de contas! Observe o número de zeros depois da vírgula! O ENEM/1999 também abordou a dilatação de um líquido, a gasolina, e a questão explorava o fato de a massa permanecer constante. Habilidade segundo a Matriz: C5-H17, Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. OPÇÃO: C. Questão 32 (ENEM/2009) O Super-homem e as leis do movimento Uma das razões para pensar sobre a física dos super-herois é, acima de tudo, uma forma divertida de explorar muitos fenômenos físicos interessantes, desde fenômenos corriqueiros até eventos considerados fantásticos. A figura seguinte mostra o Super-homem lançando-se no espaço para chegar ao topo de um prédio de altura H. Seria possível admitir que com seus superpoderes ele estaria voando com propulsão própria, mas considere que ele tenha dado um forte salto. Neste caso, sua velocidade final no ponto mais alto do salto deve ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo. Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre a velocidade inicial do Super-homem e a altura atingida é dada por: v2 = 2gH. www.fisicanovestibular.com.br 22
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado A altura que o Super-homem alcança em seu salto depende do quadrado de sua velocidade inicial porque (A) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar ao quadrado. (B) o tempo que ele permanece no ar é diretamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é diretamente proporcional à velocidade. (C) o tempo que ele permanece no ar é inversamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é inversamente proporcional à velocidade média. (D) a aceleração do movimento deve ser elevada ao quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: a aceleração da gravidade e a aceleração do salto. (E) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar, e esse tempo também depende da sua velocidade inicial. CORREÇÃO Achei esta das questões mais interessantes de toda a prova! Dar uma fórmula e perguntar o por quê não é nada comum! A questão em si trata de Cinemática, conceitos dos mais tratados em aula, como a Queda Livre. A maneira mais simples de se chegar à equação fornecida para a velocidade, porém, é através da Conservação da Energia Mecânica – Cinética + Gravitacional + Elástica. A questão não cita, mas a partir do salto a altura máxima atingida é na situação em que desconsidera-se os atritos. Neste caso, a Energia Cinética do início será convertida em Potencial Gravitacional, um problema clássico. m v2 EC = EG ⇒ = m gh ⇒ v 2 = 2 gh . 2 Observe que a altura atingida não depende da massa! Como costumo exemplificar, o elefante e a formiga, jogados para cima com a mesma velocidade, chegam à mesma altura – sem atritos! Uma forma muito incomum de se chegar nesta mesma relação, mas que pode inspirar a resposta, seria usar as equações da Cinemática. Fica, aliás, como dever de casa. Porém, como já me dizia meu ex-professor José Guilherme Moreira, ex-presidente da COPEVE/UFMG, “cinemática nem é Física”! E, hoje, avalio que ele sempre esteve coberto de razão! Vou resolver esta questão de outra maneira incomum, combinando Física e Geometria, como faziam tão bem Galileu e Newton! Veja no gráfico abaixo como varia a Velocidade em função do Tempo neste pulo V sem atrito, sujeito à aceleração da Gravidade. Vo Note que a velocidade diminui, a partir da inicial Vo, até atingir, como a questão diz, zero na altura máxima, em um tempo genérico t. A forma do gráfico, linear, é porque a gravidade é constante, a mesma para todos os corpos, dando origem ao famoso Movimento Uniformemente Variado – MUV. Agora, lembremos de um conhecimento fundamental: a área deste t T www.fisicanovestibular.com.br 23
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado gráfico dá a distância, no caso, a altura atingida. Então... Nada mais fácil do que calcular a média de uma reta, pois simplesmente está no meio dela! Note que marquei de tracejado vermelho este valor para nós. Note também que o triângulo acima do tracejado, com vértice em Vo, forma uma área que se encaixa perfeitamente no que falta para completar o retângulo, abaixo do tracejado... Destaquei isto pela seta azul. Concluímos que a área formada pelo triângulo grande é a mesma do retângulo. Em outras palavras, pegar a velocidade média e multiplicar pelo tempo t dá o mesmo que utilizar as equações do MUV e calcular a altura, ou seja, a área do triângulo grande de vértices t e Vo. Nesta caso específico, VMédia inclusive, como a média está no meio, VMédia = Vo/2. E a área do retângulo seria: Vo VMéd .t = .t = d = hmáx . 2 Por outro lado, das equações do MUV, Cinemática, o tempo de subida até a altura máxima seria: Vo V = Vo − gt , V = 0 ( hmáx ) ⇒ t = g . Se quiséssemos, poderíamos substituir este tempo na de cima e chegar à equação dada. Porém, o interessante é notar o óbvio: quanto maior a gravidade, menor o tempo subindo! Aliás, bom senso bastaria! Veja as famosas imagens do homem na Lua neste Ano Internacional da Astronomia, em que se comemora 40 anos de nossa chegada ao nosso único satélite natural: http://www.youtube.com/watch?v=RMINSD7MmT4&feature=fvsr . Parecem pulos em câmera lenta, pois a gravidade lá é cerca de 6 vezes menor que aqui! Imagine em Júpiter! Habilidade segundo a Matriz: C6-H20, Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. OPÇÃO: E. Questão 33 (ENEM/2009) A eficiência de um processo de conversão de energia, definida como sendo a razão entre a quantidade de energia ou trabalho útil e a quantidade de energia que entra no processo, é sempre menor que 100% devido a limitações impostas por leis físicas. A tabela a seguir mostra a eficiência global de vários processos de conversão. www.fisicanovestibular.com.br 24
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Se essas limitações não existissem, os sistemas mostrados na tabela que mais se beneficiariam de investimentos em pesquisa para terem suas eficiências aumentadas seriam aqueles que envolvem as transformações de energia (A) mecânica ↔ energia elétrica. (B) nuclear → energia elétrica. (C) química ↔ energia elétrica. (D) química → energia térmica. (E) radiante → energia elétrica. CORREÇÃO Transformações ou Conversões de Energia. Também um tema comum e recorrente nos ENEMs. Atento ao enunciado, em qual sistema seria mais interessante investir mais? Creio que naquele que fornecesse energia o mais barata e abundante possível, não é verdade? Parece, sem dúvida, o melhor! Neste caso, nada melhor que o sol, nossa fonte de energia mais antiga! Do sol, a princípio, veio o petróleo - http://pt.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo -, o gás natural, o carvão mineral. Afinal, estes tem como origem a fotossíntese, que depende de luz solar! E são das fontes de energia mais relevantes hoje! Imagine: enquanto o sol brilhar, pode nos dar uma quantidade enorme de energia, não grátis, mas abundante! Veja o quanto ele nos dá de energia numa questão do próprio ENEM, de 1999: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/provascorrigidas/apost_enem.pdf . E nesta questão já consta que a energia solar é responsável pela evaporação da água e, consequentemente, das chuvas que alimentam os reservatórios das usinas hidrelétricas. A melhor energia é a solar, e não é poluente! Difícil é a tecnologia para aproveitá-la, por enquanto! www.fisicanovestibular.com.br 25
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Habilidade segundo a Matriz: C5-H19, Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. OPÇÃO: E. Questão 34 (ENEM/2009) A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD 189733b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. "A água sempre está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens", afirmaram os astrónomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer. De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que (A) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também. (B) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius. (C) o calor de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius. (D) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas. (E) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo para fazer a água vaporizar completamente. CORREÇÃO Boa parte dos alunos lembra bem que a temperatura de ebulição varia com a pressão. O que o ENEM também lembrou e cobrou desde sua estréia, em 1998! Mas, considero que esta questão, apesar do texto estilo “enxer linguiça”, cobra mesmo um conceito: o de calor latente de vaporização, e só! Aliás, bem descrito na opção C. Como a água é fundamental para a vida, sua procura tem sido constante, na Lua, em Marte, para todo canto! Outro dia mesmo duas sondas trombaram na Lua para procurar: http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL1335249-5603,00.html . Mas, se tem água não significa líquida! O texto só diz vapor! Outro comentário da observação mais corriqueira é que é mais fácil ferver água do que vaporizá-la completamente! Habilidade segundo a Matriz: C6-H21, Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo. OPÇÃO: C. www.fisicanovestibular.com.br 26
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Questão 35 (ENEM/2009) Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre - asfalto e concreto em excesso, por exemplo - formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a precipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno. Revista Terra da Gente. Ano 5, n° 60, Abril 2009 (adaptado). As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se (A) pavimentada com material de baixo calor específico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber determinada quantidade de calor. (B) pavimentada com material de baixa capacidade térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. (C) pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. (D) possuir um sistema de vaporização, pois ambientes mais úmidos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d'água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo). (E) possuir um sistema de sucção do vapor d'água, pois ambientes mais secos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d'água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo). CORREÇÃO Outra questão conceitual, mas que se enquadra em outra habilidade, por cobrar um impacto ambiental. As ilhas de calor: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ilhas_de_calor . Calor Específico c e Capacidade Térmica C são conceitos parecidos. Ambos medem a facilidade ou dificuldade de se esquentar – e a recíproca, de se resfriar. Alto calor específico ou capacidade térmica significa que é difícil se esquentar e se esfriar. Ou seja, é necessário gastar muito calor para esquentar ou perder muito calor para se esfriar. Grandezas baixas significa o contrário, é fácil de se esquentar e se esfriar. A diferença é que o calor específico é tipico de cada substância, separadamente. A capacidade térmica é característica de cada corpo, ainda que feito de várias substâncias, o que aliás é o mais comum. A água, por exemplo, que foi tão explorada nesta prova, é uma substância sabidamente de alto calor específico. Portanto, custa para se esquentar ou se resfriar. Há inúmeros exercícios de vestibular que cobram tais conceitos: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/questoes/2_calorimetria.pdf . A questão sobre a brisa - http://pt.wikipedia.org/wiki/Brisa_(vento) -, de 2002, já era um prenúncio... O ideal é que o material de pavimentação seja de alta capacidade térmica: esquenta pouco de dia e esfria pouco à noite, semelhante à água. Já esteve em uma casa de adobe, que interessante? E em um telhado de amianto, putz! Pois é justamente destas coisas, que imagino você já viu, o que a questão trata... www.fisicanovestibular.com.br 27
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Habilidade segundo a Matriz: C3-H9, Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. OPÇÃO: C. Questão 37 (ENEM/2009) O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes poderão se transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim. Revista Ciência e Tecnologia no Brasil, n° 155, jan 2009 Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 900 kg/m3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano, a produção de biodiesel seria equivalente a (A) 1,08 bilhões de litros. (B) 1,20 bilhões de litros. (C) 1,33 bilhões de litros. (D) 8,00 bilhões de litros. (E) 8,80 bilhões de litros. CORREÇÃO Biodiesel já veio nas provas, e é um biocombustível, politica e ecologicamente mais correto que o petróleo! Portanto, a questão trata de um deperdício de matéria prima, além do conceito comum de densidade ( http://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade ), d = m/v, a razão entre massa e volume. Quanto ás contas, são bem simples. Note bem: 15 % de óleo disponível em 8 bilhões de kg. 15 8.000.000.0 00 x = 1.200.000.000 kg . Isto de massa, e falta o 100 volume. Pare ele, usamos a densidade: 4 6 m m 12 00 .10 kg 12 d= ⇒V = = = .106 m3 = 1,33.106 m3 V d kg 9 . 9 00 3 3 m Mas, falta um importante detalhe: cada metro cúbico tem 1.000 litros, ou 103 litros. Logo, isto dá 1,33.109 litros, ou 1,33 bilhões de litros. É bastante coisa jogada fora! Justamente isto é um dos fatores que nos levaram a este caos, climático, social, econômico que estamos vivendo: o consumo em excesso e o desperdício! www.fisicanovestibular.com.br 28
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Habilidade segundo a Matriz: C3-H8, Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. OPÇÃO: C. Questão 40 (ENEM/2009) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0,1, 2 e 3. O potencial de repouso dessa célula é -100 mV, e quando ocorre influxo de íons Na+ e Ca2+, a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mV, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K+. Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização celular, respectivamente? www.fisicanovestibular.com.br 29
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado (A) Fases 0 e 2. (B) Fases 0 e 3. (C) Fases 1 e 2. (D) Fases 2 e 0. (E) Fases 3 e 1. CORREÇÃO Todos sabem da importância da eletricidade nas célula: http://pt.wikipedia.org/wiki/Mecanismos_b%C3%A1sicos_do_potencial_de_a%C3%A7%C3%A3o . Esta questão, ou parecida, já vi cobrada em vestibulares, mas não no ENEM. Leitura e interpretação são tudo! O texto é claro, mas não para todos: “disparar ... quando a voltagem ... atinge o limiar...” O limiar é o tracejado! Bastava isto! Afinal, despolariza quando atinge o limiar e repolariza quando volta abaixo do limiar. Veja o gráfico, que eu mesmo não lembro de já ter visto. Basicamente, ler, olhar e fazer. Porém como veio no fim da prova, acredito que os alunos acharam, na média, difícil. A questão também pode, obviamente, ser enquadrada na Biologia. Habilidade segundo a Matriz: C5-H17, Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. OPÇÃO: B. Questão 42 (ENEM/2009) Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d'água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma: l - na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica; II- na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por condutores elétricos; III - na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma da bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa. www.fisicanovestibular.com.br 30
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado As etapas l, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é: (A) Na etapa l, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica. (B) Na etapa l, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito interno do gerador. (C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a residência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional. (D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água, (E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d'água. CORREÇÃO Mais Transformações de Energia, e mais bomba hidráulica, tão comuns nestas provas. Vou analisar todas as transformações. I – É evidente se tratar de uma hidrelétrica - http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrel%C3%A9trica . Nesta usina, água represada tem energia potencial gravitacional. Ao cair, ganha velocidade, energia cinética, e ao atravessar a turbina perde velocidade e dá a ela cinética, sendo esta então convertida em energia elétrica. II – O condutor transmite energia elétrica, mas como todos os fios, há perdas de energia por Efeito Joule – transformação de energia elétrica em calor devido à resistência elétrica que todos os fios condutores têm, embora baixas. III – Já na casa, energia elétrica vira cinética, movimento, na bomba, e calor (Joule). A bomba, por sua vez, converte a energia em cinética, da água se movendo nos canos, que sofre perdas sim, por atritos no encanamento, e ganha energia potencial ao subir. Habilidade segundo a Matriz: C3-H8, Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. OPÇÃO: E. Questão 44 (ENEM/2009) Os radares comuns transmitem microondas que refletem na água, gelo e outras partículas na atmosfera. Podem, assim, indicar apenas o tamanho e a distância das partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler, além disso, é capaz de registrar a velocidade e a www.fisicanovestibular.com.br 31
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo de ventos em diferentes elevações. Nos Estado Unidos, a Nexrad, uma rede de 158 radares Doppler, montada na década de 1990 pela Diretoria Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), permite que o Serviço Meteorológico Nacional (NWS) emita alertas sobre situações do tempo potencialmente perigosas com um grau de certeza muito maior. O pulso da onda do radar ao atingir uma gota de chuva, devolve uma pequena parte de sua energia numa onda de retorno, que chega ao disco do radar antes que ele emita a onda seguinte. Os radares da Nexrad transmitem entre 860 e 1300 pulsos por segundo, na frequência de 3000 MHz. FISCHETTI, M., Radar Metereológico: Sinta o Vento. Scientific American Brasil, n. 08, São Paulo, jan. 2003. No radar Doppler, a diferença entre as frequências emitidas e recebidas pelo radar é dada por Δf = (2ur / c)f0 onde ur é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor, c = 3,0x108 m/s é a velocidade da onda eletromagnética, e f0 é a frequência emitida pela fonte. Qual é a velocidade, em km/h, de uma chuva, para a qual se registra no radar Doppler uma diferença de frequência de 300 Hz? (A) 1,5 km/h (C) 15 km/h (E) 108 km/h (B) 5,4 km/h (D) 54 km/h CORREÇÃO Eis uma questão de aplicação de fórmula, com o detalhe de que ela foi dada! No máximo, teremos que converter m/s em km/h, multiplicando pelo famoso 3,6. Isto porque a velocidade da luz c está em m/s. Além disto, o prefixo Mega vale 106. Assim: 5 2.ur . f o c Δf 3. 10 8 . 300 m km Δf = ⇒ ur = = = 15 x 3,6 = 54 . c 2 fo 2 . 300 0.106 s h Sobre o Efeito Doppler, é pano de fundo, mas, se quiser saber mais, clique no link: http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Doppler . Habilidade segundo a Matriz: C1-H2, Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. OPÇÃO: D. Questão 45 (ENEM/2009) Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz: www.fisicanovestibular.com.br 32
  • © Professor Rodrigo Penna – ENEM 2009 vazado Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de (A) R$10,00 (B) R$12,50 (C) R$13,00 (D) R$13,50 (E) R$14,00 CORREÇÃO Os kWh e o preço da energia, por sinal, considero cara! Além do ENEM, outras questões com contas de luz já vieram em vestibulares. Teremos que ter atenção para fazer todas as contas necessárias. Porém, é um valor, e preço você está acostumado a calcular. Veja na conta o consumo e a base de cálculo, ou seja, preço sem R$130,00 R$0,50 impostos. Pelos dados, dá: = 260 kWh kWh . Sabemos o preço 2 por kWh, agora. Calculando o consumo das garotas: 1+3=4 meninas, 15 min cada dá 1 hora por dia, vezes 20 dias: 1000 W .1h x 20 = 20.000 Wh = 20 kWh . Veja que a unidade é auto-explicativa. Mas, se quiser a fórmula, da definição de Potência temos Energia = Potência.tempo . R$0,50 Por enquanto, sem impostos, está somando: 20 kWh x = R$10,00 . kWh Mas, veja a alíquota do imposto: 25 %! 2,5 25 R$10,00 + R$ 10,00 x = R$12,50 100 . 4 É o que custa secar o cabelo! E tomar banho, se for demorado, muito mais caro! Além da água! Habilidade segundo a Matriz: C5-H17, Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica. OPÇÃO: B. www.fisicanovestibular.com.br 33