Questões BNCC EM13CNT304

— Essa luz azulada que liga na limpeza do ônibus é radiação demais! — comenta uma passageira, ao ver uma lâmpada UV-C acender por engano com o veículo já ocupado.

Na discussão, um vídeo em rede social afirma que “poucos fótons já bastam para causar dano”, citando que a lâmpada emite UV-C de comprimento de onda 254 nm. A concessionária informa (valores ilustrativos) que, no assento mais próximo, a irradiância é 0,12 W/m^2 e que a lâmpada ficou ligada por 15 s até ser desligada. Para estimar a energia de cada fóton, pode-se usar E = h*c/lambda, com h = 6,6 x 10^-34 J*s e c = 3,0 x 10^8 m/s. Considere ainda que 1 W = 1 J/s e que 1 cm^2 = 1,0 x 10^-4 m^2.

Com base nos dados do texto, estime a ordem de grandeza do número de fótons UV-C que incidem sobre uma área de 1 cm^2 durante os 15 s e use esse resultado para avaliar criticamente a afirmação divulgada no vídeo.

No debate do conselho de bairro, a instalação de uma antena de telefonia 5G no topo de uma unidade de saúde dividiu opiniões. O projeto informa potência radiada total aproximada de 80 W na faixa de 3,5 GHz. A moradia mais próxima fica a 120 m da antena.

Para orientar a discussão, foi projetado um modelo simplificado (sem considerar paredes e direcionamento da antena): a intensidade média I, a uma distância r, pode ser estimada por I = P/(4*pi*r^2), com pi = 3. Na mesma apresentação, foi citado um valor de referência para exposição do público: 10 W/m^2 nessa faixa de frequência.

Alguns moradores afirmaram que “a antena vai cozinhar as pessoas”, enquanto outros disseram que “qualquer radiação é perigosa, não importa a distância”.

Considere o modelo e os dados do texto. Conclua qual posicionamento apresenta a avaliação mais consistente, do ponto de vista físico, para julgar o risco por aquecimento associado a essa antena na casa mais próxima.

Ao comparar fontes de energia, um grupo de estudantes afirma que a energia nuclear pode contribuir para a redução de emissões de carbono, desde que exista gestão segura de resíduos e fiscalização rigorosa.

— Qual posição é mais consistente com o texto-base?

Um país que utiliza energia nuclear precisa manter rejeitos radioativos por longos períodos, em locais seguros e monitorados. A decisão envolve custos, tecnologia e responsabilidade com gerações futuras.

— Qual é a principal dificuldade ambiental apontada no texto-base?

Em debates sobre matriz energética, defensores da energia nuclear destacam a grande produção de eletricidade com baixa emissão direta de gases do efeito estufa durante a operação. Críticos lembram o problema do rejeito radioativo e do risco de acidentes.

— Considerando o texto-base, qual avaliação é mais adequada sobre a energia nuclear?

— Dois minutos na criocâmara e você sai “renovado”, dizem nos vídeos — comentou um frequentador de academia ao ver a propaganda de uma clínica. O anúncio afirma: “sessão de 2 min a -110 °C reduz a temperatura central do corpo em 1,5 °C, acelerando a recuperação muscular”.

Uma entidade de defesa do consumidor solicitou uma análise física mínima antes de permitir que a promessa fosse usada em material publicitário. No manual do equipamento consta que o sistema de refrigeração retira calor do interior da câmara a uma potência média de 1,2 kW durante a sessão. Para a estimativa, a entidade considerou um usuário de 75 kg e adotou calor específico médio do corpo humano igual a 3,5 x 10^3 J/(kg °C). Para obter um limite superior, supôs-se que toda a energia retirada pela câmara viesse do corpo do usuário.

Com base no texto, conclua a maior queda de temperatura central que essa sessão poderia produzir, nas condições assumidas, para avaliar a alegação publicitária.

— Esse sensor no teto da estação parece um “laser”, isso não faz mal aos olhos? — perguntou uma passageira durante uma audiência pública sobre a instalação de um sistema de contagem de pessoas para gestão de lotação.

O fabricante informou: potência óptica quando ligado P = 50 mW, comprimento de onda 905 nm (infravermelho) e divergência total do feixe 2 mrad. O aparelho fica a cerca de d = 5,0 m dos olhos e varre 200 direções por ciclo, repetindo 20 ciclos por segundo. Para avaliação de segurança, a norma citada no debate recomenda comparar a irradiância média em 1 s com o limite de 10 W/m^2. Considere que, para pequenos ângulos, tan(alfa) ~ alfa (em rad).

Analise os dados do texto e identifique o argumento físico mais consistente para embasar a decisão pública sobre o risco ocular, comparando a irradiância média com o limite informado.

— “Dá para ver através da roupa, mas isso faz mal?” pergunta um passageiro na fila do embarque, ao notar o novo portal de inspeção. No debate público, a concessionária do aeroporto afirma que o equipamento usa ondas eletromagnéticas de 30 GHz, com potência média de 0,20 mW durante 2,0 s, e que “não é radiação perigosa”. Um grupo contrário argumenta que “qualquer radiação atravessando o corpo é como raio X” e pede a substituição por revista manual.

Para subsidiar a decisão, um parecer técnico lembra que a ionização de moléculas típicas do corpo exige cerca de 10 eV por fóton. O parecer também sugere estimar o aquecimento máximo supondo que toda a energia do feixe seja absorvida por 2,0 kg de tecido, com calor específico 3,5 x 10^3 J/(kg.C). Considere h = 6,6 x 10^-34 J.s e 1 eV = 1,6 x 10^-19 J.

Analise as informações do texto e conclua qual argumento físico sustenta, ao mesmo tempo, a não ionização e o aquecimento desprezível no uso desse portal.