ENEM 2010 PPL — questão 86 de Física

Gabarito EEnergia — energia potencial armazenada por compressão (analogia com a mola)1º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 1 (Azul)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 86 de Física do ENEM 2010 PPL

Enunciado em texto

Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2\text{XeF}_2) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada.

Inovação Tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 07 jul. 2010 (adaptado).

Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia

a) armazenada em um carrinho de montanha russa durante o trajeto.

b) armazenada na água do reservatório de uma usina hidrelétrica.

c) liberada na queima de um palito de fósforo.

d) gerada nos reatores das usinas nucleares.

e) acumulada em uma mola comprimida.

(Enunciado: ENEM 2010 PPL (2ª aplicação), Caderno 1 – Azul — 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 situação do cotidiano armazena energia do mesmo jeito que o cristal: por compressão.

Passo 1 — o que acontece com o cristal. A bigorna aplica forças enormes e faz trabalho sobre o cristal, aproximando seus átomos contra as forças de repulsão entre eles. Esse trabalho fica guardado na estrutura comprimida como energia potencial, que pode ser devolvida se a estrutura “relaxar”.

Passo 2 — a mola. É o mesmo processo em escala visível: ao comprimir uma mola, fazemos trabalho contra a força elástica, e ele fica guardado como energia potencial elástica:

Ep=k x22E_p = \frac{k\,x^2}{2}

Soltando a mola, essa energia é devolvida.

Por que não as outras: (A) e (B) são energia potencial gravitacional, que depende da altura, não de compressão; (C) é energia química liberada numa reação de combustão, não acumulada por pressão; (D) é energia nuclear, liberada na fissão de núcleos.

⚠️ A armadilha: a (C), porque o XeF2\text{XeF}_2 é uma substância química. Mas o texto não fala de reação nenhuma: a energia entrou porque o cristal foi apertado.

A ideia em uma frase: apertar um material contra as forças entre seus átomos guarda energia potencial, como numa mola comprimida.

Resposta: alternativa E.

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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