ITA 2015 — questão 14 de Física

Enunciado em texto
Constantes dadas na prova: Constante dos gases: . Pressão atmosférica ao nível do mar: . Massa molecular do u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K). 1 cal = erg. Aceleração da gravidade: .
Considere as quatro proposições seguintes:
I. Os isótopos e do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons.
II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do , sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos.
III. Um núcleo de se transmuta em pela emissão de uma partícula .
IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.
Então,
A) apenas uma das proposições é correta.
B) apenas duas das proposições são corretas.
C) apenas três das proposições são corretas.
D) todas elas são corretas.
E) nenhuma delas é correta.
(Enunciado: Vestibular ITA 2015, prova de Física — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: contar quantas das quatro afirmações de física moderna estão certas.
I. Correta. Isótopos têm o mesmo número de prótons (8, no oxigênio). Os números de massa 16 e 18 diferem por 2, que são os 2 nêutrons a mais.
II. Errada. 72 000 anos são 3 meias-vidas de 24 000 anos. A massa cai à metade três vezes:
Sobram 75 g, não 200 g. (Dividir 600 por 3 é o erro de tratar o decaimento como linear.)
III. Errada. Na emissão β⁻, um nêutron vira próton e sai um elétron: o número atômico sobe 1, mas o número de massa não muda. O magnésio-27 (Z = 12) vira alumínio-27 (Z = 13), não alumínio-28.
IV. Errada. No efeito fotoelétrico, cada fóton interage com um elétron. Um fóton azul tem mais energia que um vermelho, e o elétron sai com mais energia cinética, mas um fóton continua arrancando no máximo um elétron.
Só a I está correta.
⚠️ A armadilha: a IV. Luz mais energética arranca elétrons mais rápidos, e não mais elétrons. O número de elétrons depende do número de fótons, isto é, da intensidade da luz.
A ideia em uma frase: meia-vida é divisão por 2 a cada período; a emissão β não muda o número de massa; e no efeito fotoelétrico é um fóton para um elétron.
Resposta: alternativa A (apenas a I é correta).
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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