Uma das apostas para a produção de energia limpa, sem emissão de gases de efeito estufa e sem geração de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma das apostas para a produção de energia limpa, sem emissão de gases de efeito estufa e sem geração de resíduos radioativos, é a fusão nuclear, como a que ocorre nas estrelas. Em laboratório, são utilizados os isótopos de hidrogênio deutério (2H) e trítio (3H), que, dentro de um intenso campo magnético, são aquecidos a 150 milhões de graus Celsius. Nessas condições, 2H e 3H fundem-se formando 4He e um outro subproduto, além de liberar uma grande quantidade de energia. Com base nessas informações, assinale a alternativa que traz as informações corretas sobre qual é o subproduto formado e sobre a variação de entalpia desse processo. [FUVEST 2023 - Questão 71] FUVEST - 2023
- A) Próton; ?H<0
- B) Próton; ?H>0
- C) Nêutron; ?H<0
- D) Nêutron; ?H>0
- E) Elétron; ?H<0
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Escreva a equação nuclear 2H + 3H -> 4He + X. Pelo balanço de massa, 2 + 3 = 4 + A, logo A = 1. Pelo balanço de cargas, 1 + 1 = 2 + Z, logo Z = 0. A partícula com número de massa 1 e carga zero é o nêutron (1n0). Passo 2: A fusão libera uma grande quantidade de energia, ou seja, o sistema cede energia para o ambiente. Por definição, quando um processo libera calor a pressão constante, a variação de entalpia é negativa (ΔH < 0). O aquecimento a 150 milhões de graus não define o sinal de ΔH: ele serve para vencer a repulsão elétrica entre os núcleos positivos (energia de ativação). Passo 3: Por que as outras alternativas estão erradas: A) o próton (1H, carga +1) não fecha o balanço de cargas, pois daria carga 3 do lado dos produtos, contra 2 dos reagentes; B) o próton não serve pelo mesmo motivo, e ΔH > 0 indicaria absorção de energia, o que contradiz a liberação de energia do enunciado; D) o nêutron é o subproduto correto, mas ΔH > 0 indica processo endotérmico, incompatível com a liberação de energia; E) o elétron (carga -1) desequilibra as cargas da equação e, além disso, não é o subproduto da fusão. Portanto, a alternativa correta é C: nêutron e ΔH < 0.
💡 Dica: Identifique os produtos da fusão nuclear e analise a variação de entalpia do processo.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta o sinal de ΔH, mas escolhe o próton sem conferir o balanço de cargas. Não percebe que a soma das cargas dos produtos ficaria 3, diferente de 2 nos reagentes.
Por que engana: Confundir os subprodutos da fusão nuclear, escolhendo uma partícula que não é gerada no processo.
O aluno acha que, como o processo exige aquecimento a 150 milhões de graus, ele absorve energia (ΔH > 0). Além disso, escolhe o próton, que não fecha o balanço de cargas.
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno identifica corretamente o nêutron como subproduto, mas confunde a energia necessária para iniciar a reação com a variação de entalpia global, concluindo que ΔH > 0.
O aluno pensa que é preciso um elétron para equilibrar a equação, sem conferir as cargas, e não reconhece que o elétron tem carga negativa e não compensa o balanço.
Raio-X da questão
fusão nuclear, produtos da reação, variação de entalpia
avaliacao
fusao nuclear · entalpia de reacao
Revisar reações de fusão nuclear e conceitos de entalpia em reações químicas.
Confundir os subprodutos da fusão nuclear, escolhendo uma partícula que não é gerada no processo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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