Questão 87 do ENEM PPL 2013

1º dia · Ciências da Natureza

As moléculas de água são dipolos elétricos que podem se alinhar com o campo elétrico, da mesma forma que uma bússola se alinha com um campo magnético. Quando o campo elétrico oscila, as moléculas de água fazem o mesmo. No forno de micro-ondas, a frequência de oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de rotação das moléculas de água. Assim, a comida é cozida quando o movimento giratório das moléculas de água transfere a energia térmica às moléculas circundantes.

HEWITT, P. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).

A propriedade das ondas que permite, nesse caso, um aumento da energia de rotação das moléculas de água é a

  1. A
    reflexão.
  2. B
    refração.
  3. C
    ressonância.
  4. D
    superposição.
  5. E
    difração.
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Resolução comentada

O texto diz que, no micro-ondas, a frequência de oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de rotação das moléculas de água. Esse é o ponto-chave.

Quando uma fonte externa força um sistema a oscilar exatamente na sua frequência natural, o sistema absorve energia de forma muito eficiente e a amplitude do movimento aumenta. Esse fenômeno se chama ressonância. É o mesmo princípio de empurrar um balanço no ritmo certo: cada empurrão soma energia ao movimento.

Aplicando ao caso:

  1. O campo elétrico oscila numa frequência f.
  2. As moléculas de água, que são dipolos, têm uma frequência natural de rotação igual a essa f.
  3. Como as frequências coincidem, as moléculas absorvem energia do campo e giram com mais energia.
  4. Essa energia de rotação é transferida às moléculas vizinhas, aquecendo e cozinhando o alimento.

As outras propriedades não explicam o aumento da energia de rotação. Reflexão e refração tratam de mudança de direção da onda; difração é o contorno de obstáculos; superposição é a soma de ondas que se encontram. Nenhuma delas depende da igualdade entre frequência da onda e frequência natural do sistema.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA reflexão é o retorno da onda ao encontrar uma superfície e não envolve transferência de energia por coincidência de frequências.
  • BA refração é a mudança de velocidade e direção da onda ao mudar de meio, sem relação com a frequência natural das moléculas.
  • DA superposição é a soma de ondas que se encontram no mesmo ponto, não a absorção de energia por igualdade de frequências.
  • EA difração é o contorno de obstáculos ou fendas pela onda e não explica o aumento da rotação das moléculas.

Assuntos: ressonância, ondas, micro-ondas.

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