ACAFE 2023 (Inverno) — questão 33 de Física

Enunciado em texto
Os marca-passos cardíacos são aparelhos criados para o tratamento dos distúrbios de ritmo do coração. Além disso, os marcapassos podem ser utilizados para ressincronizar o coração. Quando há uma diferença no tempo de contração das câmeras do coração (ventrículos direito e esquerdo), acontece o distúrbio que chamamos de dissincronismo dos ventrículos. Isto faz com que o coração perca potência e efetividade de contração de maneira importante. Quando esta perda de potência ocorre em um coração, já doente e enfraquecido, pode gerar um significativo aumento de sintomas, como fraqueza e falta de ar, por exemplo, que caracterizam um quadro de insuficiência cardíaca. Por isso, existe um grupo de marca-passos chamados de ressincronizadores cardíacos, que atuam para corrigir este dissincronismo e melhorar a eficácia da contratilidade cardíaca.
[Ilustração: tórax humano com um marca-passo implantado sob a pele, abaixo da clavícula, e seus fios chegando ao coração.]
Esses marca-passos utilizam baterias como fonte de energia, dessa forma, considere uma bateria de íon-lítio utilizada em marca-passos cardíaco, bastante leve, hermeticamente fechada para não liberar gases, com durabilidade em torno de 10 anos, e com alta densidade de carga de 0,8mAh/cm³.
O número de elétrons existentes na pilha, com volume de 2,0dm³, é:
A) elétrons
B) elétrons
C) elétrons
D) elétrons
(Enunciado e figura: Vestibular de Medicina ACAFE — Inverno 2023, Física — ACAFE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Associação Catarinense das Fundações Educacionais (ACAFE).
Resolução comentada
O que a questão pede: quantos elétrons correspondem à carga que a bateria armazena (a “carga” que ela consegue fazer circular).
Passo 1 — a carga total em mAh. Volume em cm³: 2,0 dm³ = 2 000 cm³.
Passo 2 — de Ah para coulomb. Ampère-hora é corrente vezes tempo, uma unidade de carga: 1 A durante 1 h = 1 C/s × 3 600 s = 3 600 C.
Passo 3 — o número de elétrons. Cada elétron carrega C, e Q = n·e:
⚠️ A armadilha: esquecer de converter hora em segundo e usar 1,6 A·h como se fossem 1,6 C: , longe de tudo. Ou converter 2,0 dm³ como 2 cm³ ou 200 cm³: a conta perde fatores de 10.
A ideia em uma frase: mAh é unidade de carga: multiplique os Ah por 3 600 para ter coulombs e divida pela carga do elétron.
Resposta: alternativa A ( elétrons).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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