— Se essa luz não é visível, por que o frasco precisa ficar fechado? — perguntou uma usuária ao ler as…

Questão

— Se essa luz não é visível, por que o frasco precisa ficar fechado? — perguntou uma usuária ao ler as instruções de um purificador portátil de água. O aparelho possui um LED que emite radiação UV-C com lambda = 275 x 10^-9 m e só funciona com a tampa travada. Para comparação, outro modelo usa LED azul com lambda = 450 x 10^-9 m. Em testes do fabricante, o módulo de desinfecção requer fótons com energia de, no mínimo, 6,0 x 10^-19 J. A energia de cada fóton é dada por E = h x c / lambda, em que h = 6,6 x 10^-34 J s e c = 3,0 x 10^8 m/s. Como a radiação UV-C pode ser absorvida por tecidos dos olhos e da pele, uma cliente sugeriu retirar a trava para observar o LED durante o funcionamento. Analise os dados do purificador e identifique a decisão que preserva a ação de desinfecção e reduz o risco de exposição da usuária.

1. A) Selecionar o LED de 450 nm e manter a trava, pois E = 7,2 x 10^-19 J supera o limiar.
2. B) Selecionar o LED de 275 nm e manter a trava, pois E = 4,4 x 10^-19 J fica abaixo do limiar.
3. C) Selecionar o LED de 450 nm e manter a trava, pois E = 4,4 x 10^-19 J supera o limiar.
4. D) Selecionar o LED de 275 nm e manter a trava, pois E = 7,2 x 10^-19 J supera o limiar.
5. E) Selecionar o LED de 275 nm e retirar a trava, pois E = 7,2 x 10^-19 J garante a desinfecção.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calculo o produto h x c = 6,6 x 10^-34 x 3,0 x 10^8 = 19,8 x 10^-26 = 1,98 x 10^-25 J m. Passo 2: Para o LED UV-C, lambda = 275 x 10^-9 m, entao E = 1,98 x 10^-25 / 2,75 x 10^-7 = 0,72 x 10^-18 = 7,2 x 10^-19 J. Esse valor e maior que o minimo de 6,0 x 10^-19 J exigido pelo modulo de desinfeccao, logo o LED UV-C preserva a acao de desinfeccao. Passo 3: Para o LED azul, lambda = 450 x 10^-9 m, entao E = 1,98 x 10^-25 / 4,5 x 10^-7 = 0,44 x 10^-18 = 4,4 x 10^-19 J. Esse valor e menor que 6,0 x 10^-19 J, portanto o LED azul nao desinfeta com eficacia. Passo 4: Como a radiacao UV-C e invisivel, mas pode ser absorvida por olhos e pele, a trava deve ser mantida para impedir a exposicao da usuaria. Retirar a trava so aumentaria o risco, pois a energia alta do UV-C nao e um motivo para expor a pessoa. Passo 5: A alternativa correta e a D, que escolhe o LED de 275 nm, calcula E = 7,2 x 10^-19 J acima do limiar e mantem a trava. Passo 6: Por que as outras estao erradas: A escolhe o LED de 450 nm, que tem E = 4,4 x 10^-19 J, abaixo do limiar, e nao acima; B calcula corretamente o valor de 275 nm como 7,2 x 10^-19 J, nao 4,4 x 10^-19 J, e a conclusao sobre o limiar esta invertida; C escolhe o LED de 450 nm e afirma que 4,4 x 10^-19 J supera o limiar, o que e falso; E escolhe o LED certo, mas recomenda retirar a trava, o que expoe a usuaria a radiacao UV-C.

💡 Dica: Calcule a energia dos fótons e compare com o mínimo exigido para desinfecção.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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