UFRGS 2023 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
O gráfico abaixo indica o valor da energia de ligação média por núcleon versus o número de núcleons (número de massa), para núcleos atômicos. Por núcleon, entende-se um componente do núcleo atômico, próton ou nêutron. A energia (nas ordenadas) é informada em MeV ( elétron-volts).
[Gráfico: no eixo vertical, “Energia de ligação nuclear média por núcleon / MeV”, de 0 a 10; no horizontal, “Número de núcleons do núcleo atômico”, de 0 a 250. Pontos marcados: em 0; em cerca de 1,1; e em cerca de 2,6 e 2,8; e em cerca de 5,3 e 5,6; num pico de cerca de 7,1; em cerca de 7,7; em cerca de 8,0. A curva sobe rapidamente para os núcleos leves, atinge o máximo, cerca de 8,8, em , e depois desce lentamente até cerca de 7,6 em e , no fim da curva, à direita.]
Observando o gráfico, pode-se chegar a conclusões sobre reações nucleares que liberam grande quantidade de energia potencialmente aproveitável, as chamadas fissão e fusão nucleares.
Assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta a respeito dessas reações.
(A) A fusão nuclear ocorre pela união de determinados núcleos localizados no final da curva (à direita).
(B) A fissão nuclear ocorre pela quebra de determinados núcleos localizados no início da curva (à esquerda).
(C) A fusão nuclear ocorre pela quebra de determinados núcleos localizados no final da curva (à direita).
(D) A fissão nuclear ocorre pela união de determinados núcleos localizados no início da curva (à esquerda).
(E) A fusão nuclear ocorre pela união de determinados núcleos localizados no início da curva (à esquerda).
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2023, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: qual afirmação sobre fissão e fusão combina com a curva de energia de ligação por núcleon.
Passo 1 — ler a curva. Quanto maior a energia de ligação por núcleon, mais “amarrado” (mais estável) é o núcleo. O máximo está no ferro-56. Uma reação nuclear libera energia quando os produtos ficam mais perto do ferro, isto é, mais acima na curva.
Passo 2 — à esquerda: fusão. Núcleos leves (hidrogênio, hélio) estão no trecho que sobe. Unir dois deles dá um núcleo mais pesado, mais acima na curva: libera energia. É a fusão, que alimenta o Sol (hidrogênio virando hélio).
Passo 3 — à direita: fissão. Núcleos pesados (urânio) estão no trecho que desce lentamente. Quebrar um deles em dois núcleos médios também leva os produtos para mais perto do ferro, mais acima na curva: libera energia. É a fissão, usada nas usinas nucleares.
Por que não as outras: (A) junta núcleos pesados, o que afastaria os produtos do pico e consumiria energia; (B) quebra núcleos leves, que também consome energia; (C) e (D) trocam as definições: fusão é união, fissão é quebra.
⚠️ A armadilha: trocar os nomes, “fissão” e “fusão”. Fusão vem de fundir (juntar), como fundir metais; fissão vem de fissura (rachar).
A ideia em uma frase: a energia sai quando os núcleos caminham para o ferro: os leves, à esquerda, se fundem; os pesados, à direita, se partem.
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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