Quiz Interativo de Física: Óptica

Questão 97: Termodinâmica – Enem 2025 2 dia – Prova cinza

TEXTO I
As mariposas
As mariposa, quando chega o frio
Fica dando volta em volta da lâmpida pra se esquentá. [sic]
BARBOSA, A. Reviva: Adoniran Barbosa.
São Paulo: Som Livre, 2002 (fragmento).

TEXTO II
As mariposas se aproximam das lâmpadas atraídas pela luz,
pois, sendo basicamente criaturas noturnas, estão adaptadas
a seguir o brilho da lua, em um processo conhecido como
orientação transversal. Assim, o que o sambista Adoniran
Barbosa, no Texto I, descreve não é a causa, mas sim uma das
consequências possíveis dessa aproximação. De fato, o calor
gerado pelas lâmpadas, sobretudo as incandescentes, pode
aquecer as mariposas.
HERTZBERG, R. Por que as mariposas são tão atraídas por luzes fortes?
National Geographic, nov. 2020 (adaptado).

Nesse contexto, o processo de transferência de calor para as mariposas que independe da presença de fluidos é a:

❌ Incorreto. Reflexão é quando a luz bate numa superfície e volta, não sendo responsável por transferir calor para outro corpo.

❌ Incorreto. Refração é a mudança da luz ao passar de um meio para outro e não está relacionada ao aquecimento

✨ Correto! A irradiação é a transferência de calor por ondas eletromagnéticas e não precisa de meio material. No caso, a lâmpada aquece a mariposa diretamente por essa radiação.

❌ Incorreto. Refere-se à separação da luz branca nas suas cores constituintes (como num arco-íris). Não descreve a transferência de energia térmica solicitada.

❌ Incorreto. Convecção depende de fluidos em movimento; como o processo pedido não depende deles, ela é descartada.

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Questão 107: Termodinâmica – Enem 2025 2 dia – Prova cinza

As usinas termonucleares são aquelas que produzem energia elétrica a partir da geração de energia térmica proveniente das
reações nucleares. Normalmente, essas usinas funcionam por meio de dois circuitos, denominados circuito primário (vaso de pressão,
pressurizador e bomba) e circuito secundário (gerador de vapor, turbina, condensador, tanque de alimentação e bombas), além de
um sistema de água de refrigeração, formado por uma bomba ligada a uma fonte hídrica natural.
Durante a operação da usina, se o sistema de água de refrigeração funcionar de forma ineficiente pode causar poluição
térmica, comprometendo a vida no ecossistema aquático.
Disponível em: www.eletronuclear.gov.br. Acesso em: 29 nov. 2021 (adaptado).

Para o ecossistema aquático, a ineficiência do sistema de água de refrigeração tem como consequência a:

❌ Incorreto. O aquecimento da água, sozinho, não altera significativamente o pH; isso depende da presença de substâncias ou gases dissolvidos, como o dióxido de carbono.

❌ Incorreto. O sistema de refrigeração libera apenas calor, não gases poluentes, já que não há queima de combustíveis.

❌ Incorreto. O combustível nuclear fica isolado no reator, e a água de refrigeração não entra em contato com ele

❌ Incorreto. A água não entra em contato com material radioativo; o problema é só o aquecimento (poluição térmica), não vazamento.

✨ Correto! está correta porque o aumento da temperatura da água diminui a quantidade de oxigênio dissolvido. Com menos oxigênio disponível, os organismos aquáticos podem sofrer e até morrer.

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Questão 120: Termodinâmica – Enem 2025 2 dia – Prova cinza

Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha
calculou que, para promover o crescimento adequado da
massa durante o cozimento de um bolo a 180 °°C (453 K) e
1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento
químico suficiente para produzir um volume de gás igual a
4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de
amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em
três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento
da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre
conforme a equação química apresentada e, nas condições do
cozimento, seu rendimento é de 80%.
NH4HCO3 (s) → NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g)
Considere que a mistura dos gases se comporta como gás
ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe.
Dados: Massa molar do NH4HCO3 = 79 g ⋅ mol −1 e
R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K−1.

A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de:

❌ Incorreto.

Este erro ocorre se o aluno esquecer que são produzidos 3 mols de gás e considerar apenas 2

✨ Correto!

❌ Incorreto.

Geralmente decorre de um erro na aplicação do rendimento (multiplicar por 0,80 em vez de dividir) ou erro grosseiro na manipulação da constante R.

❌ Incorreto.

Este valor aparece se o aluno considerar que 1 mol de sal produz apenas 1 mol de gás (ignorando a estequiometria 1:3) e ainda aplicar o rendimento de 80% incorretamente.

❌ Incorreto

Erro de cálculo cumulativo, muitas vezes tratando o volume de 4L como se fosse aplicado a cada gás individualmente e somando as massas de forma redundante.

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Questão 101: Termodinâmica – Enem 2024 2 dia – Prova cinza

O diagrama P-V a seguir representa o ciclo de Otto para um motor de combustão interna,
como os motores a gasolina ou a etanol, utilizados nos automóveis.
As etapas representadas no diagrama estão descritas no quadro:

Etapa I (0 a 1): Admissão isobárica da mistura ar-combustível no cilindro do motor.
Etapa II (1 a 2): Compressão adiabática da mistura.
Etapa III (2 a 3): Introdução de energia na forma de calor da combustão.
Etapa IV (3 a 4): Expansão adiabática.
Etapa V (4 a 1): Liberação de energia na forma de calor.
Etapa VI (1 a 0): Liberação dos gases resultantes da combustão.

A transformação da energia térmica em energia útil ocorre na etapa:

❌ Incorreto. É a compressão adiabática – o trabalho é feito sobre o gás, não pelo gás; não há conversão em energia útil.

❌ Incorreto.! É a introdução de calor por combustão – é entrada de energia, não conversão em trabalho.

✨ Correto! Na etapa IV ocorre a expansão adiabática: os gases quentes empurram o pistão, convertendo energia térmica em trabalho mecânico (energia útil). É a etapa motriz do ciclo de Otto.

❌ Incorreto. É a liberação de calor residual para o ambiente – energia descartada, não aproveitada.

❌ Incorreto É a expulsão dos gases queimados – exaustão, sem geração de trabalho útil.

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Questão 109: Termodinâmica – Enem 2020 2 dia – prova azul

As panelas de pressão reduzem o tempo de cozimento dos alimentos por elevar a temperatura de ebulição da água. Os usuários conhecedores do utensílio normalmente baixam a intensidade do fogo em panelas de pressão após estas iniciarem a saída dos vapores. Ao abaixar o fogo, reduz-se a chama, pois assim evita-se o(a):

❌ Incorreto. Errada, porque a válvula já controla a pressão interna.

❌ Incorreto.! Errada, pois a dilatação não causa desconexão da tampa.

❌ Incorreto. Errada, porque não há relação direta com nutrientes.

❌ Incorreto. Errada, já que a borracha suporta a temperatura de uso.

✨ Correto! Correta, pois após atingir a pressão necessária, diminuir o fogo evita desperdício de gás.

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Questão 99: Termodinâmica – Enem 2021 2 dia – Prova azul

Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima
que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um
fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes.
Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais.
A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.

No processo de fortes chuvas no centro da cidade
de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de
transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor, e entre
a ilha de calor e a brisa marítima.

Esses mecanismos são, respectivamente?

✨ Correto! Correta, porque o calor do Sol chega por irradiação e o ar quente sobe por convecção.

❌ Incorreto Errada, pois a segunda etapa não ocorre por irradiação.

❌ Correto! Errada, porque o Sol não aquece por condução.

❌ Incorreto. Errada, já que a primeira troca não é por convecção.

❌ Incorreto Errada, porque o calor vindo do Sol não ocorre por convecção.

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Questão 100: Termodinâmica – Enem 2021 2 dia – Prova azul

No seu estudo sobre a queda dos corpos, Aristóteles afirmava que se
abandonarmos corpos leves e pesados de uma mesma altura, o mais pesado
chegaria mais rápido ao solo. Essa ideia está apoiada em algo que é difícil de
refutar, a observação direta da realidade baseada no senso comum.

Após uma aula de física, dois colegas estavam discutindo sobre a queda dos corpos,
e um tentava convencer o outro de que tinha razão:
Aqui está o texto extraído e limpo da imagem:

Colega A: “O corpo mais pesado cai mais rápido que um menos pesado, quando
largado de uma mesma altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra
chega antes. Pronto! Tá provado!”.

Colega B: “Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair. Quando
amassei, ela caiu mais rápido. Como isso é possível? Se era a mesma folha de papel,
deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!”.

HÜLSENDEGER, M. Uma análise das concepções dos alunos sobre a queda dos corpos.
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, n. 3, dez. 2004 (adaptado).

O aspecto físico comum que explica a diferença de comportamento dos corpos em queda nessa discussão é o(a):

❌ Incorreto. Errada, porque o peso não explica sozinho a diferença observada.

✨ Correto! Correta, pois a resistência do ar altera a queda dos objetos.

❌ Incorreto Errada, porque a massa não é o fator principal.

❌ Incorreto. Errada, já que a densidade não resolve todos os casos.

❌ Incorreto Errada, pois a gravidade atua igualmente nos corpos.

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Questão 112: Termodinâmica – Enem 2025 2 dia – Prova cinza

Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água
fora da faixa ideal (26 °C a 28 °C), bem como sua variação brusca, pode afetar
a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média
desejada, utilizamse dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para
um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado
para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente
constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas.
Utilize para a água o calor específico 4,0 kJ kg−1 K−1 e a densidade 1 kg L−1.

Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?

❌ Incorreto. Errada, porque a queda seria muito maior do que a calculada.

❌ Incorreto Errada, pois superestima a perda de calor.

✨ Correto! Correta, pois usando Q=mcΔT encontra-se uma redução próxima de 0,9 °C.

❌ Incorreto. Errada, porque o valor fica abaixo do cálculo correto

❌ Incorreto Errada, já que a variação é pequena demais.

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Questão 93: Termodinâmica – Enem 2022 2 dia – Prova azul

Em 2017, foi inaugurado, no estado da Bahia, o Parque Solar Lapa, composto por
duas usinas (Bom Jesus da Lapa e Lapa) e capaz de gerar cerca de 300 GWh de
energia por ano. Considere que cada usina apresente potência igual a 75 MW, com
o parque totalizando uma potência instalada de 150 MW. Considere ainda que a
irradiância solar média é de 1 500 W/m2 e que a eficiência dos painéis é de 20%.
Parque Solar Lapa entra em operação. Disponível em: www.canalbioenergia.com.br. Acesso em: 9 jun.
2022 (adaptado).

Nessas condições, a área total dos painéis solares que compõem o Parque Solar Lapa é mais próxima de:

❌ Incorreto. ERRADA. Resultaria de usar eficiência de 10% (metade da correta): 150×10⁶/(0,10×1500) = 1 000 000. Ou de não converter corretamente MW para W.

✨ Correto! CORRETA. A = P/(η×I) = 150×10⁶/(0,20×1500) = 500 000 m². Todos os valores foram usados corretamente: potência em W, irradiância em W/m² e eficiência de 20%.

❌ Incorreto ERRADA. Corresponderia a usar eficiência de 40% (o dobro da informada) ou a calcular somente para uma das duas usinas (75 MW) em vez do parque completo.

❌ Incorreto. ERRADA. Resultaria de um erro de fator 5, por exemplo, usando irradiância de 1500 W/m² mas dividindo por 100% de eficiência e cometendo erro de unidade em MW.

❌ Incorreto ERRADA. Valor muito baixo, corresponderia a uma eficiência irreal de 500% ou a confundir MW com kW na conta.

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Questão 115: Termodinâmica – Enem 2021 2 dia – Prova azul

Aqui está o texto extraído e limpo da imagem:

Na montagem de uma cozinha para um restaurante, a escolha do material
correto para as panelas é importante, pois a panela que conduz mais calor é
capaz de cozinhar os alimentos mais rapidamente e, com isso, há economia de
gás. A taxa de condução do calor depende da condutividade 𝚫 k do material, de
sua área A, da diferença de temperatura 𝚫T e da espessura d do material,
sendo dada pela relação

Em panelas com dois materiais, a taxa de condução é dada por

em que d1 e d2 são as espessuras dos dois materiais, e k1 e k2 são as
condutividades de cada material. Os materiais mais comuns no mercado para
panelas são alumínio ( k = 20 W /m K), o ferro ( k = 8 W/m K) e o aço ( k = 5
W/m K) combinado com o cobre ( k = 40W/m K).

Compara-se uma panela de ferro, uma de alumínio e uma composta de 1/2 da
espessura em cobre e 1/2 da espessura em aço, todas com a mesma espessura
total e com a mesma área de fundo.

A ordem crescente da mais econômica para a menos econômica é:

❌ Incorreto. Errada, porque a panela de alumínio conduz mais calor.

✨ Correto! Correta, pois alumínio conduz calor mais rapidamente, economizando gás.

❌ Incorreto Errada, porque ferro conduz menos calor que alumínio.

❌ Incorreto. Errada, já que o cobre/aço não fica entre as melhores.

❌ Incorreto Errada, porque o ferro é o menos eficiente.

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Questão 116: Termodinâmica – Enem 2022 2 dia – Prova azul

O manual de uma ducha elétrica informa que seus três níveis de aquecimento
(morno, quente e superquente) apresentam as seguintes variações de temperatura
da água em função de sua vazão:

Utiliza-se um disjuntor para proteger o circuito dessa ducha contra sobrecargas
elétricas em qualquer nível de aquecimento. Por padrão, o disjuntor é especificado
pela corrente nominal igual ao múltiplo de 5 A imediatamente superior à corrente
máxima do circuito. Considere que a ducha deve ser ligada em 220 V e que toda a
energia é dissipada através da resistência do chuveiro e convertida em energia
térmica transferida para a água, que apresenta calor específico de 4,2 J/g°C e
densidade de 1 000 g/L .

O disjuntor adequado para a proteção dessa ducha é especificado por:

❌ Incorreto. ERRADA. Seria o múltiplo de 5 A acima de uma corrente >55 A, o que exigiria uma potência >12 100 W, bem acima do máximo calculado.

✨ Correto! CORRETA. A potência máxima é 6300 W (modo superquente). A corrente é I = 6300/220 ≈ 28,6 A. O múltiplo de 5 A imediatamente superior é 30 A.

❌ Correto! ERRADA. Corresponderia a uma corrente máxima entre 15 A e 20 A, o que exigiria uma potência de 3300–4400 W, menor do que a real.

❌ Incorreto. ERRADA. Aplicável a equipamentos de baixa potência (~2200 W), muito abaixo do chuveiro superquente.

❌ Incorreto Corresponderia a equipamentos de ~1100 W ou menos. Inadequado para qualquer modo de operação do chuveiro descrito.

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Questão 115: Termodinâmica – Enem 2022 2 dia – Prova azul

A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em
uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica.
Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar
as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm
suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor
específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto
ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em
considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e
comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas
duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e
considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada
com os seguintes dados:

A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de:

❌ Incorreto. ERRADA. Implicaria que os dois materiais têm a mesma variação de temperatura, o que só ocorreria se ρ×c fosse igual para ambos. Como os produtos são diferentes (4200 vs 2000), as variações são diferentes.

✨ Correto! CORRETA. A razão ΔT_concreto/ΔT_água = (ρ_água×c_água)/(ρ_concreto×c_concreto) = 4200/2000 = 2,1. Isso mostra que o concreto aquece 2,1 vezes mais que o mesmo volume de água ao absorver o mesmo calor, explicando as ilhas de calor urbanas.

❌ Incorreto ERRADA. Poderia resultar de usar apenas a razão das densidades (2500/1000 = 2,5), ignorando a razão dos calores específicos, ou de usar os calores específicos invertidos

❌ Incorreto. ERRADA. Resulta de calcular a razão inversa dos calores específicos multiplicada por algum fator: por exemplo, 4,2/0,8 = 5,25 ≈ 5,3, ignorando as densidades no cálculo.

❌ ERRADA. Seria a razão dos calores específicos apenas (4,2/0,8 = 5,25) multiplicada pela razão das densidades (2500/1000 = 2,5), ou seja, o inverso do que foi pedido: ΔT_água/ΔT_concreto foi invertido incorretamente com os fatores trocados.

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