Em uma unidade pública de saúde, uma lâmpada germicida é utilizada para reduzir a quantidade de microrganismos…

Questão

Em uma unidade pública de saúde, uma lâmpada germicida é utilizada para reduzir a quantidade de microrganismos no ar de uma sala vazia. O equipamento emite radiação ultravioleta-C (UVC), com comprimento de onda de 254 nm. Essa radiação pode danificar células da pele e dos olhos; por isso, seu uso exige controle de acesso, sinalização e proteção adequada. Considere: h = 6,63 × 10?³4 J·s, c = 3,0 × 108 m/s e 1 eV = 1,6 × 10?¹? J. Com base no texto e na relação E = h·c/?, em que E é a energia de um fóton e ? é seu comprimento de onda, qual alternativa apresenta corretamente a energia de cada fóton emitido e uma implicação ética do uso dessa radiação em espaços públicos?

1. A) A energia de cada fóton é aproximadamente 7,83 × 10⁻¹⁹ J, ou 4,90 eV; assim, a lâmpada deve permanecer ligada durante a circulação de pessoas para aumentar a eficácia da desinfecção.
2. B) A energia de cada fóton é aproximadamente 7,83 × 10⁻¹⁹ J, ou 0,49 eV; por isso, a sinalização seria suficiente, sem necessidade de impedir a presença de pessoas no ambiente.
3. C) A energia de cada fóton é aproximadamente 1,30 × 10⁻¹⁹ J, ou 0,81 eV; por isso, a lâmpada poderia ser usada livremente, desde que ligada por períodos curtos.
4. D) A energia de cada fóton é aproximadamente 7,83 × 10⁻¹⁹ J, ou 4,90 eV; como a UVC é invisível, sua emissão em áreas públicas não apresenta risco direto aos usuários.
5. E) A energia de cada fóton é aproximadamente 7,83 × 10⁻¹⁹ J, ou 4,90 eV; portanto, o uso da lâmpada deve ocorrer em condições controladas, sem exposição de pessoas, para reduzir riscos à pele e aos olhos.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Converter o comprimento de onda para metros: 254 nm = 254 × 10^-9 m = 2,54 × 10^-7 m. Passo 2: Calcular o produto h·c = 6,63 × 10^-34 × 3,0 × 10^8 = 1,989 × 10^-25 J·m (considerando que o expoente de h é -34, como indica a constante de Planck). Passo 3: Dividir pelo comprimento de onda: E = 1,989 × 10^-25 / 2,54 × 10^-7 = 7,83 × 10^-19 J. Passo 4: Converter para eV dividindo por 1,6 × 10^-19 J/eV: 7,83 × 10^-19 / 1,6 × 10^-19 = 4,89 eV, que arredondado corresponde a aproximadamente 4,90 eV. Passo 5: A energia está correta em J e em eV nas alternativas A, D e E, então a diferenciação está na parte ética. Como a radiação UVC danifica pele e olhos e o texto exige controle de acesso e proteção, o uso deve ocorrer sem exposição de pessoas, o que torna a alternativa E a única correta. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A permite a lâmpada ligada durante a circulação de pessoas, o que contraria o risco descrito no texto. B tem a conversão para eV errada (0,49 eV em vez de 4,90 eV) e acha que a sinalização basta. C calcula a energia errada (1,30 × 10^-19 J) e aceita uso livre. D tem a energia correta, mas afirma que a invisibilidade da UVC elimina o risco, o que contraria o texto, que fala em danos à pele e aos olhos.

💡 Dica: Calcule a energia do fóton usando a fórmula dada e discuta as implicações éticas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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