UFU 2021-2 (Medicina) — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Qualquer corpo que esteja a uma temperatura acima do zero absoluto emite energia por meio de radiação eletromagnética em diferentes frequências, sendo que, dependendo de sua temperatura, uma frequência de pico se destaca e apenas uma parte do espectro de frequência é visível ao olho humano, conforme mostra o gráfico a seguir.
[Gráfico: eixo vertical “Intensidade da radiação” e eixo horizontal “Frequência”, sem valores numéricos. Três curvas em forma de sino, rotuladas T = 1600 K, T = 2400 K e T = 3200 K. A de 1600 K é a mais baixa e tem o pico mais à esquerda (frequência menor); a de 2400 K é mais alta e tem o pico mais à direita; a de 3200 K é a mais alta de todas, com o pico ainda mais à direita. Setas apontam os três picos com o rótulo “Frequências de pico”. À direita do pico da curva de 3200 K, uma faixa entre duas linhas tracejadas verticais está marcada “Luz visível”.]
Hewitt, P.G. Física conceitual. 11.ed. Porto Alegre: Bookman, 2011, p.291.
A partir da análise de tais informações, assinale a alternativa que explica como se comportam as ondas eletromagnéticas irradiadas pelo corpo em função de sua temperatura.
A) Quanto mais quente o corpo, menor será a frequência de pico irradiada, tendendo para o infravermelho.
B) Quanto mais frio o corpo, menores serão os comprimentos de onda mais irradiados, tendendo para o infravermelho.
C) Quanto mais quente o corpo, menores serão os comprimentos de onda mais irradiados, tendendo para o ultravioleta.
D) Quanto mais frio o corpo, menor será a frequência de pico irradiada, tendendo para o ultravioleta.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2021-2 (Medicina, prova de 28/08/2021), 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: ler no gráfico para onde o pico de emissão se desloca quando a temperatura sobe e traduzir isso em comprimento de onda.
Passo 1 — o que o gráfico mostra. Indo de 1600 K para 2400 K e para 3200 K, o pico de cada curva anda para a direita, ou seja, para frequências maiores (e a curva inteira fica mais alta: o corpo mais quente emite muito mais). Essa é a lei do deslocamento de Wien: a frequência de pico é proporcional à temperatura absoluta.
Passo 2 — de frequência para comprimento de onda. Para ondas eletromagnéticas, , com fixo. Frequência maior significa comprimento de onda menor. Na forma usual da lei de Wien:
Quanto mais quente o corpo, menor o comprimento de onda mais irradiado.
Passo 3 — para que lado do espectro. Comprimentos de onda menores (frequências maiores) que os do visível são o ultravioleta; maiores, o infravermelho. Esquentando, o pico caminha do infravermelho para o visível e, para corpos muito quentes, em direção ao ultravioleta. É por isso que um metal aquecido passa de vermelho-escuro a amarelo e depois a branco-azulado.
Por que não as outras: A inverte o sentido (mais quente dá frequência de pico maior). B erra o comprimento de onda: o corpo mais frio irradia comprimentos maiores. D acerta que o corpo frio tem frequência de pico menor, mas frequência menor tende para o infravermelho, não para o ultravioleta.
⚠️ A armadilha: misturar frequência e comprimento de onda. As alternativas trocam um pelo outro de propósito; lembre que eles andam em sentidos opostos ().
A ideia em uma frase: quanto mais quente o corpo, mais alta a frequência de pico e mais curto o comprimento de onda mais emitido: do infravermelho rumo ao ultravioleta.
Resposta: alternativa C (mais quente, menores comprimentos de onda, tendendo ao ultravioleta).
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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