Questão 130 do ENEM 2020 comentada
Entenda como a dispersão da luz pelo prisma ajuda a identificar qual recipiente aquece mais.
Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar de que maneira os raios coloridos contribuem para o aquecimento. Para isso, ele projetou sobre um anteparo o espectro solar obtido com um prisma, colocou termômetros nas diversas faixas de cores e verificou nos dados obtidos que um dos termômetros iluminados indicou um aumento de temperatura maior para uma determinada faixa de frequências.
SAYURI, M.; GASPAR, M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado).
Para verificar a hipótese de Herschel, um estudante montou o dispositivo apresentado na figura. Nesse aparato, cinco recipientes contendo água, à mesma temperatura inicial, e separados por um material isolante térmico e refletor são posicionados lado a lado (A, B, C, D e E) no interior de uma caixa de material isolante térmico e opaco. A luz solar, ao entrar na caixa, atravessa o prisma e incide sobre os recipientes. O estudante aguarda até que ocorra o aumento da temperatura e a afere em cada recipiente.
Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?
- AA.
- BB.
- CC.
- DD.
- EE.
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O que a questão cobra
A questão cobra a dispersão da luz pelo prisma e a relação entre a radiação infravermelha e o aquecimento. Você precisa relacionar a posição dos recipientes no esquema às faixas do espectro.
Resolução
O prisma refrata e separa a luz solar em faixas de cores. No esquema, os recipientes acompanham essa separação: A fica no lado do vermelho, além da faixa visível. Nessa região está a radiação infravermelha, que não é visível, mas transfere energia e aquece a água.
aumento de temperatura maior para uma determinada faixa de frequências.
O texto relata que Herschel observou maior aquecimento associado a uma faixa de frequências. A descoberta foi a radiação infravermelha, detectada para além do vermelho do espectro visível. Assim, o recipiente A recebe essa radiação e terá a água mais quente ao final. Como os recipientes começam à mesma temperatura e a caixa é isolada, a diferença esperada decorre da radiação que cada um recebe, não de uma condição inicial diferente.
Alternativa por alternativa
- A
Correta. A está além da faixa vermelha do espectro visível, na região da radiação infravermelha, associada ao maior aquecimento.
- B
B fica na região do espectro visível, não além do vermelho, onde se encontra a radiação infravermelha.
- C
C recebe luz de uma faixa visível indicada no esquema, e não a radiação infravermelha além do vermelho.
- D
D também está na região visível separada pelo prisma; não ocupa a posição da radiação além do vermelho.
- E
E está no lado violeta do espectro visível, oposto à região infravermelha.
Para lembrarA radiação infravermelha fica além do vermelho visível e pode ser percebida pelo aquecimento que provoca.
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