Durante uma pesquisa sobre a origem dos elementos no universo, um estudante encontrou que a fusão nuclear…
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
Durante uma pesquisa sobre a origem dos elementos no universo, um estudante encontrou que a fusão nuclear ocorre em estrelas. Qual a equação que representa a fusão de hidrogênio em hélio, e quais são os produtos dessa reação?
- A) 4¹H ? 5He + 2e? + 2?e
- B) 4¹H ? ³He + n + energia
- C) 4¹H ? 4He + 2e? + 2?e
- D) 4¹H + 2¹H ? ²H + 2e? + energia
- E) 2¹H ? 4He + n + energia
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Na fusão do hidrogênio nas estrelas, quatro núcleos de hidrogênio (prótio, ¹H) se combinam e formam um núcleo de hélio-4 (⁴He). Nesse processo, dois prótons são convertidos em nêutrons, o que libera dois pósitrons (e+) e dois neutrinos do elétron (νe). Passo 2: Verifique a conservação do número de massa (A): à esquerda há 4 × 1 = 4; à direita há 4 (do ⁴He), e pósitrons e neutrinos não têm massa relevante na contagem, então A = 4 dos dois lados. Passo 3: Verifique a conservação da carga: à esquerda há 4 × (+1) = +4; à direita há +2 (do ⁴He) + 2 × (+1) (dos dois pósitrons) = +4. Balanceia. Passo 4: Portanto a alternativa C, 4 ¹H → ⁴He + 2 e+ + 2 νe, está correta, e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada, pois produz ⁵He, que quebra a conservação do número de massa (4 entra, 5 sai). A alternativa B está errada, pois produz ³He e um nêutron, em vez de ⁴He, e não conserva a carga (+4 entra, +2 sai). A alternativa D está errada, pois usa ²H como produto e como reagente, sem representar a transformação de hidrogênio em hélio, e não conserva a massa (6 entra, 2 sai). A alternativa E está errada, pois parte de 2 ¹H e não de 4, e também não conserva a massa (2 entra, 5 saem). Passo 6: Como observação, o símbolo 'e?' do enunciado foi lido como pósitron (e+) e o '?e' como neutrino do elétron (νe), que são as partículas usuais nessa equação.
💡 Dica: Identifique a equação da fusão nuclear e os produtos gerados.
Alternativa por alternativa
O aluno soma o número de massa incorretamente ao escrever ⁵He como produto, achando que o hélio tem massa 5 ou que a massa pode aumentar sem conservação. Ele não verificou o balanceamento do número de massa.
O aluno acredita que o produto é ³He acompanhado de um nêutron e que a energia é o único balanceamento necessário, ignorando a conservação da carga elétrica. Ele confunde o núcleo de hélio mais comum (⁴He) com outro isótopo.
Por que engana: Confundir os produtos da fusão nuclear, escolhendo uma equação que não representa corretamente a transformação do hidrogênio em hélio.
Esta é a equação correta para a fusão do hidrogênio em hélio.
O aluno interpreta a fusão como a simples junção de dois átomos de hidrogênio que geram deutério e elétrons, sem entender que o reagente é apenas hidrogênio e o produto final é hélio. Ele também não percebe que a massa não se conserva.
O aluno pensa que a fusão ocorre entre apenas dois núcleos de hidrogênio e que o nêutron é um produto típico da fusão estelar. Ele não aplica a conservação do número de massa nem da carga.
Raio-X da questão
fusão nuclear
avaliacao
reacoes nucleares · equacoes quimicas
Revisar as reações de fusão nuclear e seus produtos.
Confundir os produtos da fusão nuclear, escolhendo uma equação que não representa corretamente a transformação do hidrogênio em hélio.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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