Questão 14 (Física) do ITA 2015

Question

Considere as quatro proposições seguintes:

I. Os isótopos ^{16}\text{O} e ^{18}\text{O} do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons.

II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do ^{239}\text{Pu}, sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos.

III. Um núcleo de ^{27}\text{Mg} se transmuta em ^{28}\text{Al} pela emissão de uma partícula \beta.

IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.

Então,

A
apenas uma das proposições é correta.
B
apenas duas das proposições são corretas.
C
apenas três das proposições são corretas.
D
todas elas são corretas.
E
nenhuma delas é correta.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 14 (Física) do ITA 2015

Física · Física: Radioatividade e meia-vida

Texto-base das questões 01 a 20 · Física

Constante dos gases: R = 8\text{ J}/(\text{mol}\cdot\text{K}). Pressão atmosférica ao nível do mar: P_0 = 100\text{ kPa}. Massa molecular do CO_2 = 44\text{ u}. Calor latente do gelo: 80\text{ cal}/\text{g}. Calor específico do gelo: 0{,}5\text{ cal}/(\text{g}\cdot\text{K}). 1\text{ cal} = 4 \times 10^7\text{ erg}. Aceleração da gravidade: g = 10{,}0\text{ m}/\text{s}^2.

Considere as quatro proposições seguintes:

I. Os isótopos ^{16}\text{O} e ^{18}\text{O} do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons.

II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do ^{239}\text{Pu}, sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos.

III. Um núcleo de ^{27}\text{Mg} se transmuta em ^{28}\text{Al} pela emissão de uma partícula \beta.

IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.

Então,

A
apenas uma das proposições é correta.
B
apenas duas das proposições são corretas.
C
apenas três das proposições são corretas.
D
todas elas são corretas.
E
nenhuma delas é correta.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Vamos avaliar cada proposição.

I. Isótopos têm o mesmo número de prótons e diferem no número de nêutrons. O oxigênio tem Z=8. Então ^{16}\text{O} tem 16-8=8 nêutrons e ^{18}\text{O} tem 18-8=10. A diferença é de dois nêutrons. Correta.

II. Em 72000 anos passam-se 72000/24000 = 3 meias-vidas. A massa cai por um fator 2^3=8:

m = \frac{600}{8} = 75\ \text{g}

O enunciado diz 200\ \text{g}, o que corresponderia a 600/3, um erro de tratar a queda como linear. Incorreta.

III. A emissão \beta^- mantém o número de massa e aumenta Z em 1. Já ^{27}\text{Mg} (Z=12) iria para ^{27}\text{Al} (Z=13), e não para ^{28}\text{Al}. O número de massa mudaria de 27 para 28, o que a emissão beta não faz. Incorreta.

IV. No efeito fotoelétrico, a relação é um fóton para um elétron. Um fóton azul tem mais energia, mas essa energia a mais vira energia cinética do elétron emitido, não mais elétrons. Para emitir mais elétrons, é preciso mais fótons, ou seja, maior intensidade da luz. Incorreta.

Somente a proposição I é correta.

Alternativa A.

Pegadinha: A proposição II engana ao tratar o decaimento como linear (600/3 = 200 g), em vez de dividir por 2 três vezes (75 g).

Por que as outras alternativas estão erradas

BConsidera correta mais uma proposição, mas II, III e IV têm erros.
CAceita três proposições, ignorando os erros em II, III e IV.
DIgnora que apenas a I está correta.
EErra ao negar a I, pois ^18O tem mesmo dois nêutrons a mais que ^16O.

Assuntos: Radioatividade e meia-vida, Física quântica: fóton e efeito fotoelétrico.

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Questão 14 no caderno Física do ITA 2015

Fonte: ITA 2015 · Física. Prova oficial ↗