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Questão 101 do ENEM 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H22 · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

A figura mostra como é a emissão de radiação eletromagnética para cinco tipos de lâmpada: haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED (diodo emissor de luz). As áreas marcadas em cinza são proporcionais à intensidade da energia liberada pela lâmpada. As linhas pontilhadas mostram a sensibilidade do olho humano aos diferentes comprimentos de onda. UV e IV são as regiões do ultravioleta e do infravermelho, respectivamente.

Um arquiteto deseja iluminar uma sala usando uma lâmpada que produza boa iluminação, mas que não aqueça o ambiente.

Gráficos de intensidade emitida em função do comprimento de onda de 200 a 900 nm para cinco lâmpadas: haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED. As áreas preenchidas em cinza indicam a radiação emitida, e as curvas pontilhadas indicam a sensibilidade visual humana. Abaixo da escala de 200 a 900 nm, uma barra horizontal destaca as regiões espectrais: UV (ultravioleta, abaixo de 400 nm), Visível (entre 400 nm e 700 nm) e IV (infravermelho, acima de 700 nm), identificadas sob o título "Comprimento de onda (nm)". O eixo vertical é rotulado como "Intensidade emitida".

Disponível em: http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu. Acesso em: 8 maio 2017 (adaptado).

Qual tipo de lâmpada melhor atende ao desejo do arquiteto?

  1. A
    Haleto metálico.
  2. B
    Tungstênio.
  3. C
    Mercúrio.
  4. D
    Xênon.
  5. E
    LED.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O calor que sentimos vindo de uma lâmpada é, em grande parte, radiação infravermelha (IV), que está acima de 700 nm. Já a luz útil para iluminar é a emitida na faixa visível (400 a 700 nm), onde o olho é sensível, como mostram as curvas pontilhadas. Uma boa lâmpada para esse caso concentra a emissão no visível e emite pouco IV (e pouco UV, que também não ilumina).

Comparando os gráficos:

  1. Tungstênio: a área cinza cresce continuamente e é máxima no IV, então esquenta muito e ilumina pouco.
  2. Xênon: tem picos intensos entre 800 e 900 nm, ou seja, muito IV.
  3. Mercúrio: tem picos fortes no UV (abaixo de 400 nm), que não iluminam, além de emitir algo no visível.
  4. Haleto metálico: também tem parte relevante da emissão no UV.
  5. LED: toda a área cinza está praticamente dentro do visível, coincidindo com a sensibilidade do olho, e quase não há emissão no IV nem no UV.

Logo, o LED produz boa iluminação sem aquecer o ambiente.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO haleto metálico emite parte considerável da energia no UV, que não ilumina.
  • BO tungstênio emite a maior parte da energia no infravermelho, aquecendo o ambiente.
  • CO mercúrio concentra picos intensos no ultravioleta, energia que não serve para iluminar.
  • DO xênon tem picos fortes no infravermelho (800 a 900 nm), o que aquece a sala.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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