Em uma representação simplificada da fusão nuclear que ocorre no interior de estrelas, núcleos de hidrogênio…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma representação simplificada da fusão nuclear que ocorre no interior de estrelas, núcleos de hidrogênio se combinam e originam um núcleo de hélio, com liberação de energia. Para a análise, considere que cada núcleo de hidrogênio possui número de massa A = 1 e número atômico Z = 1, enquanto o núcleo de hélio formado possui A = 4 e Z = 2. A equação deve conservar esses números e indicar a energia liberada no processo. Com base no texto, qual equação representa corretamente a fusão de núcleos de hidrogênio em um núcleo de hélio?
- A) 2 ¹₁H → ²₂He + energia
- B) 4 ¹₁H → ⁴₂He
- C) 4 ¹₁H → ⁴₂He + energia
- D) 4 ¹₁H → ⁴₁He + energia
- E) 4 ¹₁H → ³₂He + energia
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão pelos dados do enunciado. Cada núcleo de hidrogênio tem A = 1 e Z = 1, e o núcleo de hélio formado tem A = 4 e Z = 2. Para que a equação conserve o número de massa, a soma dos A dos reagentes deve ser igual a 4, o que exige 4 núcleos de hidrogênio, pois cada um tem A = 1. Passo 2: Verifiquei o número atômico com essa quantidade. Quatro núcleos de hidrogênio somam Z = 4, enquanto o produto da equação simplificada tem Z = 2. Essa diferença é uma simplificação do texto: na fusão real, dois prótons se transformam em nêutrons e são emitidos pósitrons e neutrinos, o que conserva a carga total. O enunciado pede apenas que a equação conserve os números indicados, e a alternativa com quatro hidrogênios e um hélio é a que mais se aproxima disso. Passo 3: A energia liberada aparece no lado dos produtos, como indica o texto. Portanto, a alternativa C, 4 ¹₁H → ⁴₂He + energia, é a equação que representa a fusão descrita. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: usa apenas 2 hidrogênios, cuja soma de A é 2, e não conserva o A = 4 do hélio. B: tem a quantidade correta de hidrogênios, mas omite a energia liberada, que o enunciado exige. D: o hélio aparece com Z = 1, valor que corresponde ao hidrogênio e não ao hélio. E: o produto ³₂He tem A = 3, o que não conserva o número de massa dos reagentes.
💡 Dica: Lembre-se da equação da fusão nuclear do hidrogênio.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente pensou que dois núcleos de hidrogênio bastam para formar o hélio, sem somar os números de massa até obter A = 4.
O aluno acertou a quantidade de hidrogênios, mas esqueceu que a fusão libera energia, exigida pelo enunciado, e possivelmente tratou a equação como apenas uma conservação de massa.
Por que engana: Confundir a fusão de hidrogênio com reações químicas que envolvem oxigênio, como a formação de água.
Quatro núcleos de hidrogênio fornecem número de massa total A = 4 e número atômico total Z = 4. Na reação estelar simplificada, o núcleo de hélio formado tem A = 4 e Z = 2, enquanto a diferença é associada à emissão de partículas e à liberação de energia. Entre as opções, a representação correta do processo é 4 ¹₁H → ⁴₂He + energia.
O aluno provavelmente confundiu o número atômico do hélio com o do hidrogênio e escreveu Z = 1, sem reconhecer que o hélio tem Z = 2.
O aluno provavelmente tentou ajustar o número de massa do hélio em 3 e ignorou que o enunciado fixa A = 4 para o núcleo formado.
Raio-X da questão
fusão nuclear
avaliacao
reação nuclear · equações químicas
Revisar a fusão nuclear e suas equações.
Confundir a fusão de hidrogênio com reações químicas que envolvem oxigênio, como a formação de água.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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