Resolução – ENEM 2016 – Ciências da Natureza

Questão 46

Em sua formulação, o spray de pimenta contém porcentagens variadas de oleorresina de Capsicum, cujo princípio ativo é a capsaicina, e um solvente (um álcool como etanol ou isopropanol). Em contato com os olhos, pele ou vias respiratórias, a capsaicina causa um efeito inflamatório que gera uma sensação de dor e ardor, levando à cegueira temporária. O processo é desencadeado pela liberação de neuropeptídios das terminações nervosas.

Como funciona o gás de pimenta. Disponível em: http://pessoas.hsw.uol.com.br. Acesso em: 1 mar. 2012 (adaptado).

Quando uma pessoa é atingida com o spray de pimenta  nos olhos ou na pele, a lavagem da região atingida com água é ineficaz porque a
A) reação entre etanol e água libera calor, intensificando o ardor.
B) solubilidade do princípio ativo em água é muito baixa, dificultando sua remoção.
C) permeabilidade da água na pele é muito alta, não permitindo a remoção do princípio ativo.
D) solubilização do óleo em água causa um maior espalhamento além das áreas atingidas.
E) ardência faz evaporar rapidamente a água, não permitindo que haja contato entre o óleo e o solvente.

Solução:

O que causa o ardor na pele ou nos olhos é o óleo usado como princípio ativo. Como o óleo é pouco solúvel em água, fica difícil remover o óleo lavando somente com água.

Resposta: letra B.

Questão 47

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A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência total instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de $$690\, m^{3}/s$$ por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a altura da massa de água represada pela barragem, a gravidade local ($$10\, m/s^{2}$$) e a densidade da água ($$1.000\, kg/m^{3}$$). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada.

Disponível em: www.itaipu.gov.br. Acesso em: 11 maio 2013 (adaptado).

Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu?
A) 0
B) 1,18
C) 116,96
D) 816,96
E) 13.183,04

Solução:

A potência tem unidade Watt, que também pode ser escrita por J/s, portanto temos que calcular a energia produzida por segundo. A energia de cada unidade geradora é a potencial: \[E = m\cdot g\cdot h \longrightarrow E = d\cdot V\cdot g\cdot h \longrightarrow E = 1000\cdot 690\cdot 10\cdot 118,4 \longrightarrow E = 816,96\cdot 10^{6}\, J/s = 816,96\, MW\] Neste caso já temos J/s pois o volume que usamos na verdade é vazão, que traz o volume de água por segundo.

Agora precisamos da potência instalada de cada unidade geradora: \[Pot = \frac{14000}{20} = 700\, MW\]

Subtraindo uma da outra teremos: $$816,96 – 700 = 116,96\, MW$$.

Resposta: letra C.

Questão 48

A coleta das fezes dos animais domésticos em sacolas plásticas e o seu descarte em lixeiras convencionais podem criar condições de degradação que geram produtos prejudiciais ao meio ambiente (Figura 1).

A Figura 2 ilustra o Projeto Park Spark, desenvolvido em Cambridge, MA (EUA), em que as fezes dos animais domésticos são recolhidas em sacolas biodegradáveis e jogadas em um biodigestor instalado em parques públicos; e os produtos são utilizados em equipamentos no próprio parque.

Uma inovação desse projeto é possibilitar o(a)
A) queima de gás metano.
B) armazenamento de gás carbônico.
C) decomposição aeróbica das fezes.
D) uso mais eficiente de combustíveis fósseis.
E) fixação de carbono em moléculas orgânicas.

Solução:

O gás liberado com a biodigestão é o gás metano, que gera a energia para os equipamentos do parque.

Resposta: letra A.

Questão 49

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Uma ambulância A em movimento retílineo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante $$f_{A}$$. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em função do tempo $$f_{O}(t)$$, antes e depois da passagem da ambulância por ele.

Qual esboço gráfico representa a frequência $$f_{O}(t)$$ detectada pelo observador?

Solução:

Enquanto a ambulância se aproxima do observador, a frequência registrada por ele pode ser calculada da seguinte forma: \[f_{0} = (\frac{v}{v – v_{f}}) f_{A}\] Em que $$f_{0}$$ é a frequência registrada pelo observador, v é a velocidade da onda, $$v_{f}$$ é a velocidade da fonte e $$f_{A}$$ é a frequência emitida pela ambulância. Como o denominador é menor que o numerador, $$f_{0} > f_{A}$$. Esse valor vai decrescendo à medida que a ambulância vai se aproximando do observador até que $$f_{0} = f_{A}$$. Então a ambulância começa a se afastar do observador e a forma de calcular a frequência registrada muda para: \[f_{0} = (\frac{v}{v + v_{f}}) f_{A}\] Neste caso, o denominador é maior que o numerador, logo $$f_{0} < f_{A}$$.

Resposta: letra D.

Questão 50

O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química:
\[3\, C_{2} H_{2}\, (g) \longrightarrow C_{6} H_{6}\, (l)\]
A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais:
\[I.\,\,\, C_{2} H_{2}\, (g) + \frac{5}{2} O_{2}\, (g) \longrightarrow 2\, CO_{2}\, (g) + H_{2}O\, (l)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Delta H_{c} ^{\circ} = -310\, kcal/mol\]
\[II.\,\,\, C_{6} H_{6}\, (l) + \frac{15}{2} O_{2}\, (g) \longrightarrow 6\, CO_{2}\, (g) + 3\, H_{2}O\, (l)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Delta H_{c} ^{\circ} = -780\, kcal/mol\]
A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de
A) -1.090.
B) -150.
C) -50.
D) -157.
E) -470.

Solução:

A Lei de Hess diz que podemos utilizar duas etapas de reações com a entalpia conhecia para calcular a entalpia de outra reação. Tudo que precisamos fazer é somar as duas etapas do enunciado de modo que obtenhamos a equação de obtenção do benzeno. Para isso, precisamos multiplicar a equação I por 3 e a equação II por -1. Lembrando que a Lei de Hess diz que tudo que for feito com a equação, deve ser feito com a entalpia. Teremos então

\[3\, C_{2} H_{2}\, (g) + \frac{15}{2} O_{2}\, (g) \longrightarrow 6\, CO_{2}\, (g) + 3\, H_{2} O\, (l)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Delta H_{c1} ^{\circ} = -930\, kcal/mol\]

\[6\, CO_{2}\, (g) + 3\, H_{2} O\, (l) \longrightarrow C_{6} H_{6}\, (l) + \frac{15}{2} O_{2}\, (g)\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \Delta H_{c2} ^{\circ} = 780\, kcal/mol\]

Somando-se as duas equações, podemos cancelar o que é igual dos dois lados e somamos também as entalpias:

\[3\, C_{2} H_{2}\, (g) \longrightarrow C_{6} H_{6}\, (l)\]

\[\Delta H_{c} ^{\circ} = \Delta H_{c1} ^{\circ} + \Delta H_{c2} ^{\circ} \longrightarrow \Delta H_{c} ^{\circ} = -930 + 780 \longrightarrow\Delta H_{c} ^{\circ} = -150\, kcal/mol\] Resposta: letra B.

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