A energia emitida pelo Sol é o resultado de diferentes fusões nucleares que ocorrem nesse astro. Algumas…
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
A energia emitida pelo Sol é o resultado de diferentes fusões nucleares que ocorrem nesse astro. Algumas reações nucleares que ocorrem no Sol são: 1H + 2H ? 3He + energia 2H + 2H ? 3He + 1n + energia 2H + 3H ? 4He + 1n + energia 3H + 3H ? 4He + 2(1n) + energia Estima-se que, a cada segundo, 657 milhões de toneladas de hidrogênio estejam produzindo 653 milhões de toneladas de hélio. Supõe-se que a diferença, 4 milhões de toneladas, equivalha à energia liberada e enviada para o espaço. UNESP - 2019
- A) I.
- B) II e III.
- C) III.
- D) I.
- E) I e III.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. A estimativa é de 657 milhões de toneladas de hidrogênio para 653 milhões de toneladas de hélio por segundo, e a diferença de 4 milhões de toneladas seria a energia liberada. Ou seja, o que importa é quais reações conservam quase toda a massa do hidrogênio no hélio, deixando como perda apenas a energia. Passo 2: Faça a contagem de núcleons (prótons mais nêutrons) em cada reação. Na reação I, 1H + 2H (3 núcleons) produz 3He (3 núcleons), sem nêutron liberado, então a massa do reagente aparece integralmente no produto e a única perda é a energia. Na reação III, 2H + 3H (5 núcleons) produz 4He + 1n (5 núcleons): a massa é conservada na soma, mas o hélio carrega apenas 4 das 5 unidades, e o nêutron liberado é a parcela que sai do conjunto de hélio. Passo 3: Compare com a estimativa. A proporção 653/657 é muito próxima de 1, o que indica que quase toda a massa de hidrogênio se converte em hélio, com perda pequena e atribuída à energia. Isso é compatível com a reação I, que não libera nêutrons, e também com a reação III, cuja perda de massa para o hélio é pequena no conjunto da estimativa, conforme o enunciado descreve. Passo 4: Por que as demais não servem. A alternativa A aponta só a reação I, deixando de fora a III, que também é compatível. A alternativa B inclui a II, que libera um nêutron sem produzir hélio de forma equivalente, afastando-se da estimativa. A alternativa C deixa de fora a I, que também é compatível. A alternativa D repete a alternativa A e também omite a III. Portanto, a resposta correta é a alternativa E, reações I e III.
💡 Dica: Analise as reações e relacione a diferença de massa com a energia liberada.
Alternativa por alternativa
O aluno identificou corretamente a reação I, mas não percebeu que a reação III também está de acordo com a estimativa, e concluiu que apenas a primeira serve.
O aluno considerou que a reação II é compatível com a estimativa porque também envolve dois núcleos de hidrogênio produzindo hélio, sem verificar a massa do nêutron liberado e a proporção entre hidrogênio e hélio.
Por que engana: Confundir as reações que realmente liberam energia com as que não correspondem à diferença de massa indicada.
O aluno escolheu apenas a reação III e ignorou a reação I, que também conserva o número de núcleons e produz hélio sem perda de massa além da energia.
O aluno identificou apenas a reação I como compatível e deixou de avaliar a reação III, que também se ajusta à estimativa de quase toda a massa do hidrogênio indo para o hélio.
A afirmação I está correta porque a diferença de massa (4 milhões de toneladas) entre o hidrogênio consumido e o hélio produzido representa a massa convertida em energia. Segundo a famosa equação de Einstein, E = mc², essa quantidade de massa transformada em energia corresponde à energia liberada pelo Sol e enviada ao espaço. A afirmação III também está certa pois, ao analisar as equações apresentadas, observam-se três isótopos do hidrogênio: ¹H (prótio), ²H (deutério) e ³H (trítio); e dois isótopos do hélio: ³He e 4He. Logo, a contagem de isótopos está correta. Portanto, a alternativa E está certa ao afirmar que apenas I e III estão corretas.
Raio-X da questão
fusões nucleares e energia solar
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reações nucleares básicas · conservação de massa e energia
estude reações nucleares e conservação de massa-energia
Confundir as reações que realmente liberam energia com as que não correspondem à diferença de massa indicada.
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