ENEM 2014 PPL — questão 50 de Física
Enunciado em texto
Em museus de ciências, é comum encontrarem-se máquinas que eletrizam materiais e geram intensas descargas elétricas. O gerador de Van de Graaff (Figura 1) é um exemplo, como atestam as faíscas (Figura 2) que ele produz. O experimento fica mais interessante quando se aproxima do gerador em funcionamento, com a mão, uma lâmpada fluorescente (Figura 3). Quando a descarga atinge a lâmpada, mesmo desconectada da rede elétrica, ela brilha por breves instantes. Muitas pessoas pensam que é o fato de a descarga atingir a lâmpada que a faz brilhar. Contudo, se a lâmpada for aproximada dos corpos da situação (Figura 2), no momento em que a descarga ocorrer entre eles, a lâmpada também brilhará, apesar de não receber nenhuma descarga elétrica.
[Figura 1 — Gerador de Van de Graaff: foto de uma grande esfera metálica sobre uma coluna, com a base do aparelho embaixo e, ao lado, uma esfera metálica menor numa haste.]
[Figura 2 — Descarga elétrica no gerador: foto aproximada da esfera grande e da esfera pequena, com uma faísca saltando entre elas.]
[Figura 3 — Lâmpada fluorescente: foto de uma lâmpada fluorescente tubular.]
Disponível em: http://naveastro.com. Acesso em: 15 ago. 2012.
A grandeza física associada ao brilho instantâneo da lâmpada fluorescente, por estar próxima a uma descarga elétrica, é o(a)
a) carga elétrica.
b) campo elétrico.
c) corrente elétrica.
d) capacitância elétrica.
e) condutividade elétrica.
(Enunciado e figura: ENEM 2014 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: o que faz a lâmpada acender quando ela está só perto da faísca, sem ser atingida.
Passo 1 — o que existe em volta da faísca. Para o ar virar condutor e deixar passar a faísca, é preciso um campo elétrico muito intenso (da ordem de milhões de volts por metro), que surge e desaparece em instantes. Esse campo não fica restrito ao caminho da faísca: ele se espalha pela região em volta.
Passo 2 — o que acontece dentro da lâmpada. O tubo tem um gás a baixa pressão (vapor de mercúrio). O campo elétrico intenso acelera os elétrons livres desse gás; eles colidem com os átomos, que se excitam e emitem radiação ultravioleta, e o pó branco do tubo transforma esse ultravioleta em luz visível. Tudo isso dura o tempo da descarga: por isso o brilho é instantâneo.
Por que não as outras: a lâmpada não recebe carga do gerador (A), o texto deixa claro que nenhuma descarga a atinge; a corrente (C) que surge no gás é consequência do campo, e não vem da descarga; capacitância (D) e condutividade (E) são propriedades dos objetos e dos materiais, que não mudam por estarem perto da faísca.
⚠️ A armadilha: a alternativa A ou a C, que correspondem justamente à explicação “popular” que o texto desmente: a de que é a descarga que, ao atingir a lâmpada, a faz brilhar.
A ideia em uma frase: uma carga não precisa tocar a lâmpada: o campo elétrico intenso em volta da faísca basta para acelerar os elétrons do gás e fazê-lo brilhar.
Resposta: alternativa B (campo elétrico).
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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