Questão 45 da FUVEST 2019

1ª fase

Um grão de milho de pipoca, visto a olho nu, apresenta duas regiões distintas, representadas por A e B na figura. Em A, ocorre o tecido acumulador de amido, usado, pela planta, para nutrir o embrião. Em B, os tecidos vegetais possuem maior teor de água.

Esquema de um grão de milho de pipoca em corte, com contorno cinza. A seta A aponta para a grande região interna cinza, que ocupa a maior parte do grão. A seta B aponta para uma pequena região branca na parte inferior do grão.

Ao ser aquecida, parte da água transforma-se em vapor, aumentando a pressão interna do grão. Quando a temperatura atinge 177^\circ\text{C}, a pressão se torna suficiente para romper o grão, que vira uma pipoca.

Um estudo feito por um grupo de pesquisadores determinou que o interior do grão tem 4{,}5\ \text{mg} de água da qual, no momento imediatamente anterior ao seu rompimento, apenas 9\% está na fase vapor, atuando como um gás ideal e ocupando 0{,}1\ \text{mL}. Dessa forma, foi possível calcular a pressão P_{\text{final}} no momento imediatamente anterior ao rompimento do grão.

A associação correta entre região do milho e P_{\text{final}} é dada por:

Note e adote:
Constante universal dos gases: R = 0{,}082\ \text{L.atm/(K.mol)};
\text{K} = {}^\circ\text{C} + 273;
Massas molares (g/mol): \text{H} = 1; \text{O} = 16.
  1. A
    A = endosperma e P_{\text{final}} = 8{,}3\ \text{atm}.
  2. B
    B = endosperma e P_{\text{final}} = 5{,}9\ \text{atm}.
  3. C
    A = xilema e P_{\text{final}} = 22{,}1\ \text{atm}.
  4. D
    B = xilema e P_{\text{final}} = 5{,}9\ \text{atm}.
  5. E
    B = endosperma e P_{\text{final}} = 92{,}0\ \text{atm}.
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Resolução comentada

Primeiro, a parte de biologia: em A fica o tecido acumulador de amido que nutre o embrião, o endosperma. A região B, pequena e com mais água, é o embrião (germe). Isso já elimina as alternativas que dizem "B = endosperma" (B, E) e "B = xilema" (D).

Agora a pressão, com a equação dos gases ideais, PV = nRT.

  1. Massa de água na fase vapor: 9\% de 4{,}5\ \text{mg} = 0{,}405\ \text{mg} = 4{,}05\times10^{-4}\ \text{g}.
  2. Massa molar da água: 18\ \text{g/mol}. Então n = \dfrac{4{,}05\times10^{-4}}{18} = 2{,}25\times10^{-5}\ \text{mol}.
  3. Temperatura: T = 177 + 273 = 450\ \text{K}.
  4. Volume: 0{,}1\ \text{mL} = 1\times10^{-4}\ \text{L}.
  5. Pressão:
P = \frac{nRT}{V} = \frac{2{,}25\times10^{-5}\cdot 0{,}082\cdot 450}{1\times10^{-4}} = \frac{8{,}30\times10^{-4}}{10^{-4}} \approx 8{,}3\ \text{atm}

Portanto P_{\text{final}} \approx 8{,}3\ \text{atm}, e A é o endosperma, o que coincide com a alternativa A.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BChama B de endosperma (B é o embrião) e o valor de 5,9 atm não sai da conta.
  • CXilema é tecido condutor de seima, não de reserva de amido, e 22,1 atm não corresponde ao cálculo.
  • DXilema não é a região B, e 5,9 atm está errado.
  • EIdentifica B como endosperma e o valor 92 atm é incorreto.

Assuntos: gases ideais, anatomia da semente, endosperma.

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