ENEM 2009 PPL — questão 14 de Física

Gabarito DFísica moderna — datação por carbono-14 (meia-vida)1º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 3 (Branco)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 14 de Física do ENEM 2009 PPL

Enunciado em texto

Os cientistas conseguem determinar a idade de um fóssil com menos de 40.000 anos de idade utilizando o método do carbono-14 (14C{}^{14}\text{C}) ou carbono radioativo. Isso é feito a partir da relação existente entre a quantidade de 14C{}^{14}\text{C} restante no fóssil e a quantidade de 14C{}^{14}\text{C} em uma espécie semelhante atual. Apesar de sofrer decaimento radioativo, a quantidade de carbono-14 na atmosfera, em particular em moléculas de CO2\text{CO}_2, é praticamente constante devido à incidência dos raios cósmicos, que atingem a Terra a todo instante. Assim, por fazerem parte do ciclo do carbono, animais e vegetais mantêm uma quantidade praticamente constante de carbono-14 em sua constituição enquanto estão vivos. Porém, quando morrem, cessa a entrada de carbono no organismo e esse número vai diminuindo à medida que o carbono-14 vai decaindo radioativamente. A meia-vida do carbono-14, isto é, o tempo necessário para que metade dos átomos radioativos de uma amostra decaia, é constante e de aproximadamente 5.730 anos.

Disponível em: http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI109680-EI1426,00.html. Acesso em: 15 mar. 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, para se descobrir a idade de um fóssil que não poderia ter mais de 40.000 anos, é relevante determinar

a) a meia-vida do carbono-14.

b) se o fóssil é animal ou vegetal.

c) se o fóssil tem mais de 5.730 anos.

d) a quantidade de carbono-14 presente no fóssil.

e) a relação entre as quantidades de carbono-14 em uma parte do fóssil e no fóssil todo.

(Enunciado: ENEM 2009 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

O que a questão pede: qual medida é preciso fazer no fóssil para descobrir a idade dele.

Passo 1 — o relógio do carbono-14. Enquanto o ser está vivo, ele troca carbono com o ambiente, e a quantidade de carbono-14 no corpo fica constante. Quando morre, a reposição para e o carbono-14 só diminui, caindo pela metade a cada 5.730 anos (a meia-vida).

Passo 2 — o que se mede. A meia-vida já é conhecida (o texto dá o valor). O que falta é saber quanto carbono-14 sobrou no fóssil, para comparar com a quantidade numa espécie semelhante viva hoje. Essa comparação diz quantas meias-vidas se passaram.

Conferindo com um exemplo: se o fóssil tem 1/4 do carbono-14 de um ser vivo semelhante, passaram 2 meias-vidas:

14=(12)2⇒t=2×5730\frac{1}{4} = \left(\frac{1}{2}\right)^2 \Rightarrow t = 2 \times 5730

t=11 460 anost = 11\,460\ \text{anos}

E o limite de 40.000 anos? 40.000 anos são quase 7 meias-vidas, e aí resta menos de 1% do carbono-14 original (1/27=1/1281/2^7 = 1/128): fica difícil medir. Por isso o método serve para fósseis mais novos que isso.

Por que não as outras: (A) a meia-vida é uma constante já conhecida, não é algo a determinar em cada fóssil. (B) animais e vegetais mantêm o carbono-14 constante da mesma forma enquanto vivos. (C) saber se passou de 5.730 anos é parte da resposta, não a medida que leva a ela. (E) o fóssil inteiro decai por igual; a comparação certa é com uma espécie viva, não entre partes do próprio fóssil.

⚠️ A armadilha: marcar (A) porque a meia-vida aparece no texto. Ela é indispensável para a conta, mas não é preciso determiná-la: é sempre a mesma, cerca de 5.730 anos.

A ideia em uma frase: a idade sai da comparação entre o carbono-14 que restou no fóssil e o de um ser vivo semelhante, usando a meia-vida conhecida.

Resposta: alternativa D (a quantidade de carbono-14 presente no fóssil).

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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