Calcule a energia liberada na fusão de 1,00 kg de hidrogênio em hélio, supondo que 0,7% da massa é convertida…
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
Calcule a energia liberada na fusão de 1,00 kg de hidrogênio em hélio, supondo que 0,7% da massa é convertida em energia. Use E = ?m·c^2 com c = 3×10^8 m/s.
- A) 9,0×10^14 J
- B) 1,0×10^15 J
- C) 6,3×10^12 J
- D) 6,3×10^14 J
- E) 3,0×10^14 J
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A massa total de hidrogênio é 1,00 kg e apenas 0,7% dela é convertida em energia. Pela fórmula E = Δm·c^2, com c = 3×10^8 m/s. Passo 2: Calcule a massa convertida. 0,7% de 1,00 kg é 0,007 × 1,00 = 0,007 kg (7×10^-3 kg). Passo 3: Calcule o quadrado da velocidade da luz. c^2 = (3×10^8)^2 = 9×10^16 m^2/s^2. Passo 4: Calcule a energia. E = 0,007 × 9×10^16 = 63×10^14 = 6,3×10^15?? Não: 7×10^-3 × 9×10^16 = 63×10^13 = 6,3×10^14 J. Passo 5: Compare com as alternativas. O resultado 6,3×10^14 J corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 9,0×10^14 J corresponde a usar 1% em vez de 0,7%. B) 1,0×10^15 J corresponde a arredondar c^2 para 10^17 e usar 1%, o que superestima o resultado. C) 6,3×10^12 J resulta de deslocar a vírgula ao transformar 0,7% em decimal, errando por um fator de 100. E) 3,0×10^14 J resulta de elevar 3 ao quadrado como 3 (e não 9) e usar 1%, o que dá 3×10^16 × 0,01. Conclusão: a resposta correta é a alternativa D, 6,3×10^14 J, conforme o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula E = ?m·c^2.
Alternativa por alternativa
Arredondou 0,7% para 1% ao calcular a massa convertida, usando 0,01 kg em vez de 0,007 kg.
Por que engana: O aluno pode confundir a porcentagem da massa convertida em energia, aplicando o valor total da massa em vez de 0,7% dela.
Aproximou c^2 por 10^17 e também arredondou a porcentagem para 1%, o que supera o valor real de energia.
Ao transformar 0,7% em decimal, deslocou a vírgula para 0,00007, perdendo um fator de 100 no resultado.
?m = 0,007·1,00 kg = 0,007 kg; E = ?m·c^2 = 0,007·(3×10^8 m/s)^2 = 0,007·9×10^16 J = 6,3×10^14 J.
Calculou (3×10^8)^2 como 3×10^16, esquecendo de elevar o 3 ao quadrado, e ainda usou 1% em vez de 0,7%.
Raio-X da questão
energia de fusão
avaliacao
energia de fusão · equação de Einstein
Revisar a fórmula de equivalência massa-energia E = mc^2.
O aluno pode confundir a porcentagem da massa convertida em energia, aplicando o valor total da massa em vez de 0,7% dela.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Em estrelas como o Sol, núcleos de hidrogênio podem se fundir e formar núcleos de hélio. Nesse processo, a massa dos…
- Uma estrela converte m = 1,0×10^29 kg de hidrogênio em hélio com defeito de massa f = 0,007 (0,7% transformado em…
- Uma estrela de massa M = 1 M? (M = 2×10^30 kg) converte 10% da massa do núcleo em hélio por fusão com eficiência ˜ 0,7%…
- Em uma reação de fusão a massa diminui em ?m = 0,002 u. Calcule a energia liberada usando E = ?m·c^2. Use 1 u =…
- Em um estudo sobre a fusão nuclear, pesquisadores analisam a energia liberada quando uma pequena diferença de massa…
- Em uma explosão estelar, 0,01 kg de massa é convertida em energia. Usando E = m c^2 com c = 3,0×10^8 m/s, calcule a…
Todas as questões de Evolução Estelar e Origem dos Elementos
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog