Resolução – ENEM 2016 – Ciências da Natureza (continuação 3)

Questão 63

Dois veículos que trafegam com velocidade constante em uma estrada, na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a distância que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração constante.
Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente?

Solução:

A primeira parte, em que o carro continua com a mesma velocidade até o motorista acionar os freios, configura um patamar. Para a desaceleração constante, temos uma relação parabólica entre distância e velocidade.

Resposta: letra D.

Questão 64

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TEXTO I
Biocélulas combustíveis são uma alternativa tecnológica para substituição das baterias convencionais. Em uma biocélula microbiológica, bactérias catalisam reações de oxidação de substratos orgânicos. Liberam elétrons produzidos na respiração celular para um eletrodo, onde fluem por um circuito externo até o cátodo do sistema, produzindo corrente elétrica. Uma reação típica que ocorre em biocélulas microbiológicas utiliza o acetato como substrato.

AQUINO NETO, S. Preparação e caracterização de bioanodos para biocélula a combustível etanol/$$O_{2}$$. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 23 jun. 2015 (adaptado).

TEXTO II
Em sistemas bioeletroquímicos, os potenciais padrão (E°’) apresentam valores  característicos. Para as biocélulas de acetato, considere as seguintes semirreações de redução e seus respectivos potenciais:
\[2\, CO_{2} + 7\, H^{+} + 8\, e^{-} \longrightarrow CH_{3} COO^{-} + 2\, H_{2} O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, E^{\circ} = -0,3\, V\]
\[O_{2} + 4\, H^{+} + 4\, e^{-} \longrightarrow 2\, H_{2} O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, E^{\circ} = 0,8\, V\]

SCOTT, K.; YU, E. H. Microbial electrochemical and fuel cells: fundamentals and applications. Woodhead Publishing Series in Energy, n. 88, 2016 (adaptado).

Nessas condições, qual é o número mínimo de biocélulas de acetato, ligadas em série, necessárias para se obter uma diferença de potencial de 4,4 V?
A) 3
B) 4
C) 6
D) 9
E) 15

Solução:

Para saber o total da diferença de potencial basta fazer $$\Delta E = E_{maior} – E_{menor} \longrightarrow \Delta E = 0,8 – (-0,3) \longrightarrow \Delta E = 1,1\, V$$ para cada biocélula. Como precisamos de 4,4 V ligando em série, teremos que ligar 4 biocélulas.

Resposta: letra B.

Questão 66

A invenção e o acoplamento entre engrenagens revolucionaram a ciência na época e propiciaram a invenção de várias tecnologias, como os relógios. Ao construir um pequeno cronômetro, um relojoeiro usa o sistema de engrenagens mostrado. De acordo com a figura, um motor é ligado ao eixo e movimenta as  engrenagens fazendo o ponteiro girar. A frequência do motor é de 18 RPM, e o número de dentes das engrenagens está apresentado no quadro.

A frequência de giro do ponteiro, em RPM, é
A) 1.
B) 2.
C) 4.
D) 81.
E) 162.

Solução:

Para engrenagens que se tocam, podemos igualar seu número de dentes vezes sua frequência. Temos então que $$n_{A}\cdot f_{A} = n_{B}\cdot f_{B}$$. Como as engrenagens B e C estão no mesmo eixo, $$f_{B} = f_{C}$$. Então temos \[n_{A}\cdot f_{A} = n_{B}\cdot f_{C} \longrightarrow 24\cdot 18 = 72\cdot f_{C} \longrightarrow f_{C} = 6\, RPM\] Podemos dizer também que $$n_{C}\cdot f_{C} = n_{D}\cdot f_{D}$$, pois são engrenagens que se tocam, portanto \[36\cdot 6 = 108\cdot f_{D} \longrightarrow f_{D} = 2\, RPM\] Como a engrenagem D e o ponteiro estão no mesmo eixo, a frequência do ponteiro também é 2 RPM.

Resposta: letra B.

Questão 67

Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se
dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica.

PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011.

Do ponto de vista da ciência moderna, os “quatro elementos” descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica.
Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma
A) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material.
B) transmutação nuclear dos elementos químicos do material.
C) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material.
D) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
E) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material.

Solução:

A mudança de estado entre sólido, líquido e gasoso consiste em um rearranjo estrutural dos diferentes constituintes do material.

Resposta: letra D.

Questão 68

Para cada litro de etanol produzido em uma indústria de cana-de-açúcar são gerados cerca de 18 L de vinhaça que é utilizada na irrigação das plantações de cana-de-açúcar, já que contém teores médios de nutrientes N, P e K iguais a 357 mg/L, 60 mg/L e 2 034 mg/L, respectivamente.

SILVA, M. A. S.; GRIEBELER, N. P.; BORGES, L. C. Uso de vinhaça e impactos nas propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, n. 1, 2007 (adaptado).

Na produção de 27.000 L de etanol, a quantidade total de fósforo, em kg, disponível na vinhaça será mais próxima de
A) 1.
B) 29.
C) 60.
D) 170.
E) 1.000.

Solução:

Primeiro temos que descobrir quantos litros de vinhaça serão produzidos:

1 L de etanol ———- 18 L de vinhaça

27.000 L de etanol ———- V

V = 486.000 L de vinhaça

Sabemos que cada litro de vinhaça possui 60 mg de fósforo (P), então

1 L de vinhaça ———- 60 mg de P

486.000 L de vinhaça ———- m

m = 29.160.000 mg ≈ 29 kg de P

Resposta: letra B.

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