Calcule a energia por mol de fótons necessária para dissociar O2 (O2 + hv ? 2 O) usando ? = 242 nm. Use h =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a energia por mol de fótons necessária para dissociar O2 (O2 + hv ? 2 O) usando ? = 242 nm. Use h = 6.626×10^-34 J·s, c = 3.00×10^8 m·s^-1 e NA = 6.022×10^23 mol^-1. Apresente o resultado em kJ·mol^-1 com três algarismos significativos.
- A) ˜300 kJ·mol?¹
- B) ˜600 kJ·mol?¹
- C) ˜800 kJ·mol?¹
- D) ˜495 kJ·mol?¹
- E) ˜400 kJ·mol?¹
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converta o comprimento de onda para metros: 242 nm = 242 x 10^-9 m = 2,42 x 10^-7 m.
- Calcule a energia de um único fóton pela relação E = h x c / λ. Com h = 6,626 x 10^-34 J·s e c = 3,00 x 10^8 m/s, temos h x c = 1,9878 x 10^-25 J·m.
- Divida pelo comprimento de onda: E = 1,9878 x 10^-25 / 2,42 x 10^-7 = 8,214 x 10^-19 J por fóton.
- Multiplique pela constante de Avogadro para obter a energia por mol de fótons: 8,214 x 10^-19 x 6,022 x 10^23 = 4,947 x 10^5 J/mol.
- Converta para kJ/mol e aplique três algarismos significativos: 4,947 x 10^5 J/mol = 494,7 kJ/mol, ou seja, 495 kJ/mol.
- Compare com o gabarito. O resultado coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (300), B (600), C (800) e E (400) não correspondem ao cálculo, que resulta em 495 kJ/mol.
💡 Dica: Utilize a equação E = h*c/λ para calcular a energia.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou no cálculo do quociente hc/λ ou arredondou de forma inadequada, chegando a um valor bem abaixo de 495 kJ/mol.
O aluno provavelmente multiplicou a energia por 2 por achar que, por haver dois átomos de O formados, deve-se dobrar a energia envolvida, o que não é necessário, pois a equação já usa um único mol de O2.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre comprimento de onda e energia, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
O aluno provavelmente cometeu erro de potência de 10 na conversão de nanômetros para metros ou no produto com a constante de Avogadro, o que levou a um valor cerca de 60% acima do correto.
E = (h·c/?)·NA = (6.626e-34·3.00e8 / 242e-9)·6.022e23 ˜ 4.95×10^5 J·mol?¹ = 495 kJ·mol?¹.
O aluno provavelmente usou um valor aproximado ou truncado para a energia do fóton e não multiplicou corretamente pela constante de Avogadro, obtendo um valor inferior ao correto.
Raio-X da questão
energia de fótons
avaliacao
cálculo de energia de fótons · lei de Planck
Revisar a relação entre energia, comprimento de onda e constantes físicas.
O aluno pode confundir a relação entre comprimento de onda e energia, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errôneo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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