UNEMAT 2011 — questão 5 de Física

Enunciado em texto
Os comprimentos de onda de maior interesse ecológico abrangem as faixas do ultravioleta, do visível e do infravermelho. Destas, a faixa visível (400 A 700 nm) assume maior importância dada a sua participação no processo fotossintético, classificadas como RFA (Radiação Fotossinteticamente Ativa). Na fotossíntese, a energia radiante é absorvida e transformada em energia de ligação química. Os receptores de radiação da fotossíntese são as clorofilas e os pigmentos acessórios (caroteno e xantofila). Considerando E a energia de um único fóton de frequência f incidente na clorofila e n, o número de fótons envolvidos no processo, para uma energia de 500 kCal, com luz de comprimento de onda de 700 nm, o número de fótons correspondentes será aproximadamente, considerando:
Constante de Planck
Velocidade da luz
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado: Concurso Vestibular UNEMAT 2011/1 — Unemat.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT).
Resolução comentada
O que a questão pede: quantos fótons de luz de 700 nm somam 500 kcal de energia.
Passo 1 — a energia de um fóton. Pela relação de Planck, com :
Passo 2 — a energia total em joules, com 1 kcal = 4 × 10³ J (valor arredondado dado pela prova):
Passo 3 — o número de fótons.
Conferindo a ordem de grandeza: a energia de um fóton é minúscula (cerca de J), então para juntar milhões de joules são precisos muitíssimos fótons: o expoente tem de ser positivo e grande. Isso já elimina B, C, D e E.
⚠️ A armadilha: inverter a divisão (energia do fóton sobre a energia total) e chegar a , ou errar o sinal do expoente e marcar (alternativa B). Um número de fótons nunca pode ser menor que 1.
A ideia em uma frase: cada fóton carrega ; o número de fótons é a energia total dividida pela energia de um fóton.
Resposta: alternativa A (cerca de 7 × 10²⁴ fótons).
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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