Resolução – ENEM 2015 – Ciências da Natureza (continuação 1)

Questão 53

Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essa característica é conhecida como iridescência e ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte do feixe de luz branca incidente 1 reflete na interface ar/óleo e sofre inversão de fase 2, o que equivale a uma mudança de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe 3 incide na interface óleo/água e sofre reflexão sem inversão de fase 4. O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios 2 e 5, mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em 3 e 4 corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo.

Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a
A) $$\frac{\lambda}{4}$$.
B) $$\frac{\lambda}{2}$$.
C) $$\frac{3\lambda}{4}$$.
D) λ.
E) 2λ.

Solução:

Para que os raios 2 e 5 sofram interferência construtiva, eles precisam estar na mesma fase. O raio 2 sofrem uma defasagem de meio comprimento de onda, ou seja, meia fase (π rad). Logo o raio 5 também deve sofrer uma defasagem de meio comprimento de onda. Essa defasagem deve ocorrer durante o caminho dois raios 3 e 4, logo \[2E = \frac{\lambda}{2} \longrightarrow E = \frac{\lambda}{4}\] Resposta: letra A.

Questão 55

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A hidroponia pode ser definida como uma técnica de produção de vegetais sem necessariamente a presença de solo. Uma das formas de implementação é manter as plantas com suas raízes suspensas em meio líquido, de onde retiram os nutrientes essenciais. Suponha que um produtor de rúcula hidropônica precise ajustar a concentração do íon nitrato ($$NO_{3} ^{-}$$) para 0,009 mol/L em um tanque de 5.000 litros e, para tanto, tem em mãos uma solução comercial nutritiva de nitrato de cálcio 90 g/L. As massas molares dos elementos N, O e Ca são iguais a 14 g/mol, 16 g/mol e 40 g/mol, respectivamente.
Qual o valor mais próximo do volume da solução nutritiva, em litros, que o produtor deve adicionar ao tanque?
A) 26
B) 41
C) 45
D) 51
E) 82

Solução:

Primeiro devemos analisar a equação de dissolução do nitrato de cálcio: \[Ca(NO_{3})_{2} \longrightarrow Ca^{2+} + 2\, NO_{3} ^{-}\] Sabemos que a massa molar do nitrato de cálcio é 40 + 2×14 + 2x3x16 = 164 g/mol. Pela equação, temos que 1 mol de nitrato de cálcio fornece 2 mol de íon nitrato, então

164 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$ ———- 2 mol $$NO_{3} ^{-}$$

m ———- 0,009 mol $$NO_{3} ^{-}$$

m = 0,738 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$

Agora precisamos saber qual a massa de nitrato de cálcio que precisa estar presente no tanque de 5.000 L.

1 L ———- 0,738 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$

5.000 L ———- M

M = 3.690 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$

Agora basta descobrir quanto é isso em litros de solução de nitrato de cálcio.

90 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$ ———- 1 L solução

3.690 g $$Ca(NO_{3})_{2}$$ ———- V

V = 41 L de solução

Resposta: letra B.

Questão 57

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até -198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
A) expansão do nitrogênio durante a ebulição.
B) absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
C) realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
D) retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
E) liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação.

Solução:

Para liquefazer o nitrogênio, é necessária a realização de trabalho que transfere energia para o nitrogênio a fim de torná-lo líquido. Assim a energia fica armazenada para posterior utilização.

Resposta: letra C.

Questão 58

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Alimentos em conserva são frequentemente armazenados em latas metálicas seladas, fabricadas com um material chamado folha de flandres, que consiste de uma chapa de aço revestida com uma fina camada de estanho, metal brilhante e de difícil oxidação. É comum que a superfície interna seja ainda revestida por uma camada de verniz à base de epóxi, embora também existam latas sem esse revestimento, apresentando uma camada de estanho mais espessa.

SANTANA, V. M. S. A leitura e a química das substâncias. Cadernos PDE. Ivaiporã: Secretaria de Estado da Educação do Paraná (SEED); Universidade Estadual de Londrina, 2010 (adaptado).

Comprar uma lata de conserva amassada no supermercado é desaconselhável porque o amassado pode
A) alterar a pressão no interior da lata, promovendo a degradação acelerada do alimento.
B) romper a camada de estanho, permitindo a corrosão do ferro e alterações do alimento.
C) prejudicar o apelo visual da embalagem, apesar de não afetar as propriedades do alimento.
D) romper a camada de verniz, fazendo com que o metal tóxico estanho contamine o alimento.
E) desprender camadas de verniz, que se dissolverão no meio aquoso, contaminando o alimento.

Solução:

O amassado da lata pode ter causado a ruptura da camada de estanho, que protege o ferro de ser corroído. Com essa ruptura, o ferro pode começar a se corroer e contaminar os alimentos. Por isso é desaconselhável comprar enlatados amassados.

Resposta: letra B.

Questão 59

Uma forma de organização de um sistema biológico é a presença de sinais diversos utilizados pelos indivíduos para se comunicarem. No caso das abelhas da espécie Apis mellifera, os sinais utilizados podem ser feromônios. Para saírem e voltarem de suas colmeias, usam um feromônio que indica a trilha percorrida por elas (Composto A). Quando pressentem o perigo, expelem um feromônio de alarme (Composto B), que serve de sinal para um combate coletivo. O que diferencia cada um desses sinais utilizados pelas abelhas são as estruturas e funções orgânicas dos feromônios.

As funções orgânicas que caracterizam os feromônios de trilha e de alarme são, respectivamente,
A) álcool e éster.
B) aldeído e cetona.
C) éter e hidrocarboneto.
D) enol e ácido carboxílico.
E) ácido carboxílico e amida.

Solução:

No composto A temos a função álcool (OH) como característica. No composto B temos a função éster (COO) como característica.

Resposta: letra A.

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