UPE 2023 (SSA 2) — questão 30 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água cal/g, calor latente de vaporização da água cal/g, índice de refração do ar , e considere a constante universal dos gases ideais .
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 (), o que contribui enormemente para tais mudanças climáticas. As queimadas e derrubadas de florestas provenientes das atividades agroindustriais, além de contribuírem também com , produzem gás metano (), 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 e 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 e sobem, quanto maior é a altitude maior é a temperatura.
C) O calor irradiado é retido também pelos gases oxigênio e nitrogênio .
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 é mais denso que o ar e não “sobe” por ser leve, e o texto não diz nada disso. (C) e , que formam quase todo o ar, praticamente não absorvem infravermelho; por isso o texto cita só e (gases de efeito estufa). (E) O infravermelho tem frequência menor que a luz visível, e a energia de cada fóton é : 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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