UFU 2021-2 (demais cursos) — questão 18 de Física
Enunciado em texto
Muito se tem falado sobre o efeito estufa e seus impactos no planeta, mas ele também pode ser percebido em pequenas dimensões quando deixamos um carro fechado e exposto ao sol. Tanto a radiação que chega do sol, chamada aqui de (A), quanto aquela que é emitida pelos componentes aquecidos do interior do veículo, designada de (B), são ondas que compõem o espectro eletromagnético.
Por que é correto afirmar que o interior do carro se torna mais quente do que o exterior, quando deixado sob a luz solar?
A) Porque a frequência da onda (A) é menor do que a de (B), e isso permite que (A) atravesse os vidros do carro, mas a mesma situação não ocorre com (B), que fica aprisionada no carro, aquecendo o interior.
B) Porque o comprimento de onda de (A) é mais próximo ao infravermelho, ao passo que o de (B) é mais próximo ao ultravioleta, por isso (B) fica aprisionada no carro, aquecendo o interior.
C) Porque o comprimento de onda de (A) é menor do que o de (B), e isso permite que (A) atravesse os vidros do carro, mas a mesma situação não ocorre com (B), que fica aprisionada no carro, aquecendo o interior.
D) Porque a velocidade da onda (A) é duas vezes maior do que a onda (B), por isso que a velocidade de escape inferior de (B) faz com que ela permaneça aprisionada no carro, aquecendo o interior.
(Enunciado: Processo Seletivo UFU 2021-2 (demais cursos, prova de 21/08/2021), 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar a radiação que entra no carro com a que os objetos aquecidos emitem e explicar por que uma entra e a outra não sai.
Passo 1 — o que cada corpo emite. Pela lei de Wien, o comprimento de onda mais emitido é inversamente proporcional à temperatura absoluta ( = constante). O Sol, com superfície a uns 5.800 K, emite principalmente luz visível e infravermelho próximo, de comprimentos de onda curtos (em torno de 0,5 µm). Bancos e painel, a uns 330 K, emitem infravermelho distante, de comprimento de onda cerca de 20 vezes maior (em torno de 10 µm).
Passo 2 — o papel do vidro. O vidro comum é transparente ao visível, mas praticamente opaco ao infravermelho distante. A radiação (A) entra, é absorvida pelo interior, que esquenta e reemite energia como radiação (B); esta não atravessa o vidro de volta. A energia entra mais facilmente do que sai, e a temperatura interna sobe. (Ajuda também o fato de o ar quente ficar preso, sem trocar com o de fora.)
Passo 3 — o comprimento de onda. Então : é exatamente a alternativa C.
Por que não as outras: A inverte as frequências: a radiação solar tem frequência maior que a infravermelha emitida pelo interior. B inverte os lados do espectro: (B) é infravermelho, e (A) está mais perto do ultravioleta que ela. D erra porque todas as ondas eletromagnéticas se propagam com a mesma velocidade no vácuo (praticamente a mesma no ar), e não existe “velocidade de escape” de uma onda.
⚠️ A armadilha: marcar A por lembrar que “o vidro deixa passar uma e segura a outra” sem conferir o sentido. Radiação do Sol: comprimento de onda menor, frequência maior. As alternativas A e C dizem a mesma coisa, só que A troca o sentido.
A ideia em uma frase: a luz do Sol, de comprimento de onda curto, passa pelo vidro; o infravermelho longo que o interior aquecido emite fica preso, e o carro esquenta.
Resposta: alternativa C (comprimento de onda de (A) menor que o de (B)).
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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