No fim da tarde, a administração de um terminal rodoviario avaliou dois sistemas para desinfetar corrimãos e…

Questão

No fim da tarde, a administração de um terminal rodoviario avaliou dois sistemas para desinfetar corrimãos e bancos sem fechar o espaco por longos periodos. Um deles usa luz ultravioleta C de comprimento de onda 254 nm; o outro, luz violeta de 405 nm, ambos com a mesma potencia total de 20 W. O comite de seguranca destacou que a preocupacao principal era reduzir riscos para pessoas circulando no local, sobretudo quanto a exposicao acidental aos olhos e a pele. A equipe tecnica lembrou que a energia de cada foton depende do comprimento de onda e pode ser estimada por E = h.c/lambda, com h = 6,6 x 10^-34 J.s e c = 3 x 10^8 m/s. Embora os dois sistemas emitam radicao eletromagnetica, a escolha deveria considerar o tipo de interacao mais provavel com o corpo humano. Com base no texto, conclua qual argumento fisico favorece a escolha da luz de 405 nm para uso com pessoas presentes no local.

1. A) Apresenta fotons menos energeticos, reduzindo a chance de interacoes ionizantes.
2. B) Apresenta menor frequencia, logo maior poder de aquecimento nos tecidos.
3. C) Apresenta fotons mais energeticos, aumentando a eficiencia sem elevar os riscos.
4. D) Apresenta fotons ionizantes, porque toda luz violeta interage desse modo com o corpo.
5. E) Apresenta a mesma energia por foton, pois a potencia total informada e igual.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Calcule a energia do fóton de 254 nm. Usando E = h.c/lambda, com h = 6,6 x 10^-34 J.s, c = 3 x 10^8 m/s e lambda = 254 x 10^-9 m, obtém-se E = (1,98 x 10^-25)/(254 x 10^-9), que é cerca de 7,8 x 10^-19 J. Passo 2: Calcule a energia do fóton de 405 nm. Com lambda = 405 x 10^-9 m, obtém-se E = (1,98 x 10^-25)/(405 x 10^-9), que é cerca de 4,9 x 10^-19 J. Passo 3: Compare os resultados. O fóton violeta tem energia cerca de 37% menor que o fóton ultravioleta C, porque quanto maior o comprimento de onda, menor a energia do fóton (E é inversamente proporcional a lambda). Passo 4: Relacione a energia ao risco. Fótons de menor energia têm menos chance de romper ligações químicas e de ionizar átomos das moléculas do olho e da pele, que é o tipo de interação mais danoso à saúde. A radiação ultravioleta C, com fótons mais energéticos, é justamente a usada como germicida por causar danos ao DNA dos micro-organismos, e por isso também oferece mais risco às pessoas. Passo 5: Conclua. A alternativa A é a correta, pois afirma exatamente que a luz de 405 nm tem fótons menos energéticos, o que reduz a chance de interações ionizantes. Por que as outras estão erradas: B confunde menor frequência com maior aquecimento, quando a menor frequência significa menor energia por fóton; C inverte a relação entre comprimento de onda e energia, afirmando que o violeta tem fótons mais energéticos; D afirma que toda luz violeta é ionizante, o que é falso, já que a ionização exige fótons de energia bem maior; E confunde potência, que é energia por unidade de tempo, com energia por fóton, e potências iguais não implicam energias iguais por fóton.

💡 Dica: Calcule a energia dos fótons usando a fórmula e compare os comprimentos de onda.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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