UPE 2023 (SSA 2) — questão 30 de Física

Gabarito DTermologia — temperatura, calor e efeito estufaSSA 2 · processo 2023 · 1º dia
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 30 de Física do UPE 2023 (SSA 2)

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a g=10,0 m/s2g = 10{,}0\ \text{m/s}^2, 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF=80L_F = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv=540L_v = 540 cal/g, índice de refração do ar nar=1,0n_{\text{ar}} = 1{,}0, π=3\pi = 3 e considere a constante universal dos gases ideais R=8 J K−1mol−1R = 8\ \text{J}\,\text{K}^{-1}\text{mol}^{-1}.

A mudança climática é um dos maiores desafios que a humanidade enfrenta hoje. Veículos à base de combustíveis fósseis e atividades, como produção de bens manufaturados pelas indústrias que envolvem queima de carvão mineral, são emissores de dióxido de carbono (CO2\text{CO}_2), o que contribui enormemente para tais mudanças climáticas. As queimadas e derrubadas de florestas provenientes das atividades agroindustriais, além de contribuírem também com CO2\text{CO}_2, produzem gás metano (CH4\text{CH}_4), e ambos favorecem significativamente o aumento médio global da temperatura e, consequentemente, o aquecimento. Como isso acontece? Quando a luz solar atinge a Terra, a superfície absorve parte da energia da luz e irradia novamente como ondas infravermelhas, que atuam no aumento da agitação térmica molecular do ar. Essas ondas viajam para a atmosfera e voltariam para o espaço se não fossem impedidas pelos gases CO2\text{CO}_2 e CH4\text{CH}_4 devido à reabsorção e reirradiação de volta para a Terra. Esses fatos foram devidamente demonstrados, de forma inequívoca, em inúmeros artigos científicos.

Texto modificado fonte: https://www.ecodebate.com.br/2022/05/20/qual-a-relacao-do-co2-com-o-aquecimento-global/ e 18th Conference on Climate Variability and Change Acesso em 27/07/2022. Adaptado

Considerando o texto e conceitos básicos da termodinâmica e teoria cinética dos gases, assinale a alternativa CORRETA.

A) Não há diferença entre temperatura e calor: são as mesmas grandezas.

B) Como os gases CO2\text{CO}_2 e CH4\text{CH}_4 sobem, quanto maior é a altitude maior é a temperatura.

C) O calor irradiado é retido também pelos gases oxigênio O2\text{O}_2 e nitrogênio N2\text{N}_2.

D) O movimento aleatório dos átomos e moléculas está relacionado com a temperatura.

E) Ondas infravermelhas de calor irradiadas são mais energéticas que a luz visível.

(Enunciado: SSA 2 — UPE 2023, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).

Resolução comentada

O que a questão pede: a afirmação correta sobre temperatura, calor e o efeito estufa descrito no texto.

Passo 1 — o que é temperatura. Pela teoria cinética dos gases, a temperatura absoluta mede a energia cinética média do movimento desordenado (agitação térmica) das moléculas: quanto mais agitadas, maior a temperatura. É a alternativa D. Correta.

Passo 2 — as outras. (A) Temperatura e calor são grandezas diferentes: temperatura mede o grau de agitação das partículas; calor é energia em trânsito, que passa de um corpo para outro por causa de uma diferença de temperatura. (B) Na baixa atmosfera (troposfera), onde vivemos, a temperatura diminui com a altitude; além disso, o extCO2 ext{CO}_2 é mais denso que o ar e não “sobe” por ser leve, e o texto não diz nada disso. (C) extO2 ext{O}_2 e extN2 ext{N}_2, que formam quase todo o ar, praticamente não absorvem infravermelho; por isso o texto cita só extCO2 ext{CO}_2 e extCH4 ext{CH}_4 (gases de efeito estufa). (E) O infravermelho tem frequência menor que a luz visível, e a energia de cada fóton é E=hfE = hf: o infravermelho é menos energético.

⚠️ A armadilha: a alternativa E, porque associamos infravermelho a “calor” e calor a “muita energia”. Por fóton, quem tem mais energia é a radiação de maior frequência: a luz visível ganha do infravermelho.

A ideia em uma frase: temperatura é a medida da agitação térmica das moléculas; calor é a energia que flui por causa de uma diferença de temperatura.

Resposta: alternativa D (o movimento aleatório das partículas está relacionado com a temperatura).

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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