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Ciências da Naturezae suas TecnologiasFísica, Química e BiologiaAntonino Fontenelle, Beto Aquino, Douglas Gomes,João Karllos, Paulo Lemos e Ronaldo Paiva 02

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Ciências da Natureza

18

Caro EstudanteNeste segundo fascículo estaremos trabalhando com a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, buscando

mostrar a você que o estudo dessa área pode ser muito estimulante, e, antes de tudo, muito útil para o seu cotidiano.

Nesse contexto trabalharemos com três assuntos muito importantes e sempre muito presentes no ENEM: a Energia,

a Radioatividade e a Evolução, buscando refletir sobre o significado desses importantes conceitos e contextualizando-os

em diversas situações.

Bom estudo para você!

Objeto do Conhecimento

EnergiaPrezado estudante,Selecionamos o conteúdo Energia para nessa seção inicial, uma vez que esse assunto é abordado com grande frequ-ência no Exame Nacional do Ensino Médio, tornando-se fundamental a compreensão desse conceito, bem como de suas conexões com a tecnologia, com a sociedade e com o meio ambiente. Para ajudá-lo em sua busca pelo acesso à universidade por meio do ENEM, procuramos, por intermédio dos textos que seguem, orientá-lo, fazendo-o refletir acerca do tema, desenvolvendo suas habilidades e construindo suas competências. Assim, acreditamos que você poderá aprender de forma significativa sobre esse tema tão importante para as Ciências da Natureza e suas Tecnologias.

O texto a seguir foi retirado do livro Faces da Energia, de Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola. Os autores ini-ciam a obra com um suposto diálogo com a Energia, que conta a respeito de sua natureza e das dificuldades que o homem tem em defini-la. A seguir, vamos buscar, através de resolução de exercícios, refletir a respeito do significado desse importante conceito, contextualizando-o em diver-sas situações.

O QUE É ENERGIA?— Qual o seu nome?— As pessoas me chamam de Energia.— Quer dizer que esse não é seu nome?— Na verdade não tenho nome próprio. As pessoas

me chamam como acham melhor. Até com nomes mais longos, como energia elétrica, energia mecânica ou, ainda, energia solar.

— Então, além do nome, você também é chamada pelo sobrenome?

— É mais ou menos isso...— Mais ou menos? Esses complementos ao seu

nome não são sobrenomes?— É que, ao dizer “sobrenomes”, você poderia pensar

em um grupo de “indivíduos” que se divide em famílias,

como ocorre com as pessoas. Mas, na verdade, sou uma única entidade.

— Isso está começando a se complicar! Você não poderia ser mais explícita e dizer, afinal, quem é você?

— O problema está justamente aí. Eu até poderia enunciar uma definição sobre o que sou... mas não acredi-to que isso torne as coisas mais fáceis. Vou tentar explicar de outra forma. As pessoas vivem falando a meu respeito. Você já deve ter ouvido ou falado algo do tipo: “Precisarei de energia para enfrentar o dia de hoje”, “Tive uma semana dura e estou sem energia para passear”, “Vou tomar algo energético antes da partida de futebol”.

— É verdade... Eu mesmo já disse frases como es-sas! Quer dizer que estava falando de você?

— Estava, sim.— Em que outras situações você é mencionada?— Vou dar como exemplo frases encontradas em jor-

nais, noticiários de televisão etc. Veja: “O aumento na ven-da de eletrodomésticos está levando o sistema energético do Brasil ao colapso”, “Reajuste nas tarifas de energia elé-trica tem impacto negativo nos índices de inflação”, “Cada vez mais a energia consumida na Europa vem das usinas nucleares”, “O Sol é nossa grande fonte de energia”, “É pre-ciso buscar fontes de energia não poluentes”.

— Por que tanta importância?— É que sou relacionada à capacidade de realização

de tarefas. Quando alguém diz levantar-se da cama com energia, na verdade está dizendo estar pronto para um dia repleto de atividades. Ao procurar um alimento energético, está se preparando para uma tarefa difícil. Já o aumento na venda de eletrodomésticos, que são aparelhos que realizam tarefas para as pessoas, vai requerer mais energia das usinas. Em todos esses exemplos o que está em jogo é a relação entre mim (Energia) e as tarefas a serem realizadas.

— Então você realiza tarefas?— Digamos que seja quase isso. Não realizo tarefas.

Quem faz isso são os corpos — como a enceradeira, o li-

19Universidade Aberta do Nordeste

quidificador, a bomba de água, os animais e os próprios seres humanos. Sou apenas uma forma de indicar a possi-bilidade de isso acontecer.

Disponível em: <http://silviaroldaomatos.blogspot.com/2010/09/um-ser-humano-uma-lampada-acesa-ou.html>.

— Parece complicado...— Não se preocupe em, nesse momento, encontrar uma

definição definitiva sobre o que sou. Isso ficará mais claro de-pois que analisar outras situações em que tomo parte.

— Vou seguir seu conselho. Afinal, com tantas pessoas referindo-se a você no dia a dia, com o tempo vou acabar entendendo-a melhor.

— Mas tome cuidado! Nem sempre as pessoas se re-ferem a mim de forma correta. Por ser popular, sou usada para exprimir as mais variadas situações. Às vezes, as pes-soas exageram e me utilizam para explicar até o que elas ainda não conhecem bem.

— Como assim?— Você já ouviu falar do “poder curativo das pedras”?— Acho que li algo a respeito...— Embora nem to-

dos acreditem nisso, os que defendem essa propriedade das pedras procuram justificá-la dizendo que elas pos-suem energia – ener-gia mineral. O mesmo ocorre com aqueles que acreditam na existência da telepatia, assegu-rando que as pessoas podem enviar e receber mensagens sem o uso da palavra: apenas a for-ça da mente. Dizem que isso acontece através da energia. Apesar de ficar lisonjeada em ser citada nesses ca-sos, estou certa de que as pessoas dizem isso sem saber o que realmente ocorre nesses processos.FIGUEIREDO, Aníbal; PIETROCOLA, Maurício. Faces da energia:livro texto. São Paulo: FTD, 2000.

Depois dessa leitura, vamos buscar relacionar os con-ceitos que dialogam com a Energia, através de um mapa conceitual:

é

Vamos discutir melhor algumas proposições presentes no mapa. Primeiramente, todo sistema – que pode ser um corpo (uma bola, por exemplo) ou um conjunto de corpos (os ingredientes presentes em uma panela ao fogo, por exemplo) – possui uma certa quantidade de energia. Essa energia torna-o capaz de realizar trabalho – empurran-do um outro objeto, por exemplo – ou de fornecer calor, aquecendo um corpo que esteja próximo a ele.

A presença de energia em um sistema está relacionada ao movimento dele ou de suas partes (energia cinética) e à interação entre partes desse sistema (energia poten-cial). Podemos dizer que há energia nos ventos, devido ao movimento das moléculas do ar; nos alimentos, devido às interações eletromagnéticas nos compostos químicos; nas cachoeiras, devido ao movimento que a água adquire ao ser atraída pela Terra etc.

Devido às diferentes modalidades de movimento e de interação, a energia acaba recebendo outros nomes: Ener-gia Térmica (do movimento de agitação das moléculas de um corpo), Energia Eólica (do movimento do ar), Energia Química (das interações eletromagnéticas presentes nos compostos químicos), Energia Nuclear (devido à interação entre os prótons e nêutrons no interior do átomo) etc.

O ser humano, em seu cotidiano, necessita de energia para mover-se, para mover objetos, para iluminar ou para aquecer. Uma vez que energia é algo que não se pode criar ou destruir (apenas transformar), torna-se importante o domínio da transformação de todas as formas de energia em alguma que seja útil ao homem. A missão de produzir equipamentos capazes de fazer essa tarefa com o melhor

Disponível em: <http://tudojoia.blog.br/blog/wp-content/2009/09/poder-pedras.jpg>

20

rendimento possível é função da Tecnologia, representa-da, principalmente, pelos engenheiros. Fala-se em rendi-mento porque, na natureza, a maior parte das transfor-mações de energia acaba culminando com “produção” de energia térmica (devido a atritos ou ao efeito térmico – joule – das correntes elétricas) que, muitas vezes, não é o objetivo final.

Questão Comentada

|C1-H2| Leia o texto a seguir, adaptado do site Webmotors: A Fórmula 1 apresentou uma nova tecnologia, que, teorica-mente, torna os carros mais ecologicamente corretos. O Sistema de Recuperação de Energia Cinética, ou KERS, é um dispositivo usado para converter parte da energia desperdiçada nas frena-gens em energia de tipos mais úteis, que então pode ser utilizada para aumentar a potência dos carros. Parece bastante complicado, mas não é. A física básica do KERS é explicada em quase todas as escolas de ensino médio. Tudo se baseia no fato de que a energia não pode ser criada ou destruída, mas pode ser convertida eternamente. Quando você dirige seu carro nas ruas, ele possui energia cinética; quando você freia, a maior parte dessa energia é convertida em energia térmica (é por isso que os carros rápidos precisam manter seus freios frios). Em um veículo equipado com o KERS, quando o piloto freia, a maior parte da energia cinética ainda é convertida em térmi-ca, mas uma parte é tratada de maneira diferente e armazenada no carro. Quando o piloto pressiona seu botão de impulso, essa energia armazenada é novamente convertida em energia ciné-tica, e de acordo com o regulamento atual da Fórmula 1, pode proporcionar 80 cv extras por pouco menos de sete segundos.Adaptado de: <http://www.webmotors.com.br/wmpublicador/Automobilismo_Conteudo.vxlpub?hnid=41931>.

KERS, energia extra na corrida Novidade de 2009, o KERS voltou. Nas freadas, um gerador transforma parte da desaceleração do carro em eletricidade, que fica armazenada numa bateria. Ao toque de um botão, essa ener-gia alimenta um motor elétrico que ajuda o motor principal, por alguns segundos, com até 80 cavalos.

Disponível em: <http://epoca.globo.com/infograficos/670_F1/670_f1.swf>.

Considerando o texto e a figura, assinale a alternativa correta.a) A energia cinética é conservada em todo o processo de fre-

nagem, quer seja com o sistema de freios a disco tradicional, quer seja com o KERS.

b) A energia cinética perdida pelo veículo durante o processo de frenagem é completamente convertida em energia tér-mica, que é armazenada no KERS, para ser utilizada posterior-mente, durante a corrida.

c) Parte da energia cinética perdida pelo veículo durante o pro-cesso de frenagem é armazenada no KERS na forma de ener-gia elétrica, para posterior utilização, durante a corrida.

d) A energia não pode ser conservada, caso não se utilize o KERS. Assim, utilizando apenas os freios tradicionais, a ener-gia, durante o processo de frenagem, é destruída.

e) Durante a aceleração do veículo, retomando a energia ciné-tica armazenada no KERS, a força de atrito estática entre os pneus e a pista realiza um trabalho positivo, sendo o respon-sável pela variação da energia cinética.

Solução Comentada: Pelo que pudemos perceber do tex-to, parte da energia cinética do veículo, com o sistema KERS, é, durante o processo de frenagem, armazenada em uma bateria elétrica. Assim, nesse processo, converte-se energia cinética em energia elétrica, mesmo que ainda haja alguma produção de energia térmica, quer por atrito, quer por efeito joule. Essa ener-gia armazenada na bateria será convertida novamente em ciné-tica, quando o piloto pressionar o botão que aciona o sistema, acelerando vigorosamente.Resposta correta: c

Para Fixar

|C6-H21|01. Leia o texto a seguir. “A partir de extensa experimentação e desenvolvimento tecnológico utilizando as propriedades descobertas da energia elétrica, ficou evidente sua versatilidade e utilidade. A grande re-volução provocada pela iluminação das ruas e casas foi a confir-mação de que a eletricidade tinha chegado para ficar. Tornava-se necessário então, desenvolver maneiras de gerar essa eletricida-de em grande escala, uma vez que a demanda de eletricidade não parava de crescer. A geração de eletricidade se tornou então algo imprescindível ao desenvolvimento. A primeira usina comercial de energia elétrica foi instalada em Nova York, em 1883, e possuía seis geradores movidos por máqui-nas a vapor. Nessa usina ocorre um conjunto de transformações em sequência até se chegar à forma de energia desejada.”BURATTINI, Maria Paula T. de Castro. Energia: uma abordagem

multidisciplinar. São Paulo: Livraria da Física, 2008.

Partindo do carvão para se chegar à eletricidade ocorrem múltiplas transformações energéticas, que podemos citar:

a) a energia química da biomassa é convertida em calor através da combustão. Esse calor é transformado em trabalho sobre a turbina que ganha energia potencial gravitacional, induzin-do corrente elétrica.

b) a energia química da biomassa é convertida em térmica atra-vés da combustão. Essa energia térmica é transferida para a água que, ao evaporar, se expande, realizando trabalho sobre uma turbina, que irá, através de indução eletromagnética, converter a energia cinética da turbina em elétrica.

c) a energia química da biomassa é convertida diretamente em energia cinética das turbinas que, após movimentar um conjunto de ímãs, produz indução eletromagnética em um solenoide, proporcionando a geração de energia elétrica.

d) a energia calorífica da biomassa é convertida em energia tér-mica, através da combustão. Essa energia é utilizada para a realização de trabalho mecânico sobre as pás de uma turbi-na, que irá movimentar um conjunto de ímãs, proporcionan-

21Universidade Aberta do Nordeste

Fique de Olho

do a conversão em energia elétrica através da indução.e) a energia térmica presente na biomassa é convertida em calor,

através da combustão. Esse calor é fornecido à água que, ao vaporizar-se, expande-se realizando trabalho sobre um circui-to elétrico, convertendo toda a energia em corrente elétrica.

|C5-H18|02. A fim de realizar suas tarefas cotidianas, o ser humano neces-

sita de energia. Ao realizar trabalho, o homem “gasta” ener-gia, que precisa ser reposta para poder continuar desempe-nhando suas atividades. Estima-se que um homem de 65 kg,

Guariglia, Viggiano e Mattos fizeram um estudo acerca das questões que já apareceram no ENEM sobre energia até o ano de 2009. O resultado do trabalho completo deles foi publicado no VII Encontro Nacional de Pesquisa em Edu-cação em Ciências com o título: “Categorias de questões sobre energia no ENEM”.Disponível em: <http://www.foco.fae.ufmg.br/pdfs/1519.pdf.>.

A seguir, transcrevemos o resultado dessa pesquisa:

“A análise [...] nos sinaliza algumas características re-correntes de abordagens de energia elétrica nas provas do Enem de 2004 a 2008, permitindo-nos inferir sobre possí-veis perspectivas comuns. Algumas dessas perspectivas se referem à abordagem do conceito de energia para avaliar a capacidade de interpretação crítica dos estudantes em relação aos contextos delimitados pelas questões. Pois, fre-quentemente, na abordagem do tema, as questões têm como “pano de fundo” uma problemática que envolve uma região ou uma época. Com essa característica, identi-ficamos que as questões, em geral, trazem fatos e proble-mas atuais que ocorrem no Brasil, relacionados, sobretudo, a fatores econômicos e ambientais. As formas de energia escolhidas, química e elétrica, indicam um papel fundamental no desenvolvimento tec-nológico e científico de um país. Com isso, as abordagens relacionadas a esses tipos envolveram modelos de gera-ção atuais e possíveis para o futuro. As questões analisadas nesse período trouxeram problemáticas comuns da atu-alidade ligadas à forma como são geradas e às soluções dos problemas enfrentados com as atuais fontes gerado-ras das mesmas. Os problemas se atentam à eficiência de cada uma das fontes energéticas. Nesse sentido, algumas questões que abordam o tema indicaram formas alterna-tivas e mais eficientes, tanto do ponto de vista econômico

quanto dos pontos de vista sociais e ambientais. Quanto à abordagem relacionada à temática ambiental, é frequente o direcionamento para o estabelecimento de uma matriz energética que utilize fontes menos agressoras ao meio ambiente e que possam ser viáveis economicamente para o Brasil. O potencial brasileiro foi substancialmente citado nos mais diversos pontos de discussão. Foi destacado seu po-tencial de desenvolvimento de tecnologias de geração de energia e, em alguns momentos, foi ressaltada a pos-sibilidade do Brasil tornar-se um exportador de energia. Quanto ao problema de produção de energia, o mundo todo procura respostas muito similares às do Brasil, pois quase todos esperam desenvolver e implantar tecnologias menos poluentes e diminuir a dependência do petróleo. A grande questão que acompanha a energia nos seus con-textos globais está associada a como se desenvolver eco-nomicamente prejudicando o mínimo possível ao meio ambiente, ou seja, desenvolvimento sustentável, pois as atuais fontes não possibilitam uma boa relação entre esses aspectos.”

ConclusãoPortanto, para ficar “antenado”, não deixe de visitar os sites na Internet que abordam as relações entre ciência, tecno-logia e sociedade como, por exemplo, <http://www.ino-vacaotecnologica.com.br>, que já apareceu em diversas questões, não apenas no contexto de energia. Finalmente, é importante ler sempre os enunciados das questões com atenção. Neles se encontram informa-ções imprescindíveis para a correta contextualização das informações nos itens. Portanto, não se esqueça: o texto não é só um pretexto!

cuja atividade seja sedentária, precise ingerir, através de sua alimentação, a quantidade de 2.200 quilocalorias por dia. Sa-bendo que 1 quilocaloria equivale a aproximadamente 4.200 J, a potência de consumo de energia de um ser humano assemelha-se à potência de:

a) um relógio digital, de pulso.b) uma lâmpada miniatura, de lanterna.c) uma lâmpada incandescente comum.d) um ferro elétrico.e) um chuveiro elétrico.

22

Olá, caro vestibulando.Nesta segunda seção trataremos de um assunto muito útil para o seu cotidiano, mostrando a você que o estu-do da Química pode ser muito estimulante e aplicado à nossa realidade.

Provavelmente você, ao falar sobre radioatividade, logo se lembra de desastres em usinas nucleares e dos riscos que a exposição à radiação pode oferecer. É bom saber que a radioatividade está presente em nosso dia a dia, desde a geração de energia elétrica até o uso de isó-topos radioativos na medicina, passando pelas pesquisas sobre conservação de alimentos e exames radiológicos. Evidentemente, o uso da radioatividade deve ser controla-do para que danos não sejam causados ao meio ambiente e ao homem.

A geração de energia elétrica através de reações de fis-são nuclear em reatores de usinas nucleares tem sido lar-gamente discutida ultimamente devido ao acidente em Fukushima, no Japão, quando um terremoto seguido de tsunami causou um acidente cujos danos ao ambiente e à população ainda não puderam ser completamente quanti-ficados. Alguns países são muito dependentes da energia nuclear, como a França e o próprio Japão, enquanto outros, como o Brasil, pouco utilizam esse recurso energético, em relação a outras formas de produção de energia elétrica.

Contudo, não é somente na geração de energia elé-trica que a energia nuclear vem sendo utilizada. Alguns produtos mais perecíveis, como morangos e figos, são bombardeados com radiação para evitar a proliferação de microrganismos no alimento. Exames médicos, como ra-diografias e tomografias, também fazem uso de emissões de radiação para diagnosticar doenças e tumores.

O estudo e pesquisa sobre o uso de radioatividade são essenciais para que os benefícios sejam alcançados sem que ocorram prejuízos ao homem ou ao ambiente. Vamos a um pequeno resumo teórico.

Resumo téoricoA radioatividade é um fenômeno estritamente nuclear, que consiste na emissão, espontânea ou provocada, de radiações (partículas ou ondas eletromagnéticas). Os ele-mentos radioativos naturais emitem fundamentalmente 3 tipos de radiação: alfa (2 prótons e 2 nêutrons) , beta (elé-trons acelerados) e gama (ondas eletromagnéticas de alta frequência).

N NNN N

N

N

N

N

Particulabeta

Raiogama

Força eletromagnéticarepulsiva

Força nuclearatrativa

N

N

Disponível em: <http://www.glogster.com/glog.php?glog_id=8177344&scale=54&isprofile=true>.

Em 1896, o físico francês Henri Becquerel descobre acidentalmente que o sal duplo de potássio e urânio, K

2UO

2(SO

4)

2, sensibiliza chapas fotográficas sem prévia ex-

citação. É a descoberta da radioatividade. Em 1898, Pierre Curie (físico francês) e Marie Curie (física polonesa) isolam o polônio de um minério de urânio. Esse elemento é cerca de 300 vezes mais radioativo que o próprio urânio. Depois, em 1910, Marie Curie isola também o rádio. Em 1903, o ca-sal ganha o Prêmio Nobel de Física pelas pesquisas sobre radioatividade. No começo do século XX, o físico neoze-landês Ernest Rutherford faz experimentos que revelam a existência de um núcleo atômico e consegue identificar dois tipos de radiação: alfa e beta.

Os principais tipos de radiação são:Alfa (2

4): partículas positivas Núcleos atômicos instáveis, geralmente de elevada massa atômica, emitem radiação alfa, que é constituída por dois prótons e dois nêutrons. Esta é a forma “mais rápida” de procurar a estabilidade, pois cada partícula alfa tem nú-mero atômico 2 e número de massa igual a 4. Sendo as-sim, a cada partícula alfa emitida por um núcleo instável, o número de prótons reduz duas unidades e o número de massa quatro. Essa radiação apresenta baixo poder de pe-netração e alto poder ionizante (capacidade de ionizar o ar por onde passa).

Neutron

ProtonNúcleo

Partícula

AlfaDisponível em: <http://www.infoescola.com/fisica-nuclear/radiacao-alfa/>.

Objeto do Conhecimento

Radioatividade

23Universidade Aberta do Nordeste

Beta (–10): elétrons acelerados

Outra forma de um núcleo atômico se estabilizar é quando existe um número bem maior de nêutrons do que de pró-tons. Nesse caso, poderá ocorrer a transformação de um nêutron em um próton. Para essa transformação ocorrer, e a quantidade de prótons aumentar em relação a de nêu-trons, é necessário que ocorra a liberação de um elétron (beta) pelo núcleo atômico. Ou seja, o núcleo atômico irá emitir e liberar um “elétron”, ou melhor, uma sub-partícula carregada negativamente. O poder de penetração é bem maior do que a alfa, mas em compensação possui menor poder ionizante.

Também é possível a emissão de pósitrons, uma espé-cie de antielétron (antimatéria). Esse processo só ocorre devido à transmutação de um próton em um nêutron. Os pósitrons são elétrons positivos emitidos por núcleos com razão nêutron/próton < 1.

(beta)

(pósitron)

Partícula betaDisponível em: <http://www.educacional.com.br>.

Gama (00): ondas eletromagnéticas de alta frequência

A radiação gama, por ser uma onda eletromagnética da mesma natureza da luz, viaja com a mesma velocidade desta, a 300.000 km/s (no vácuo) e, por isso tem um poder de penetração muito elevado. Isso acontece por ela não ser partícula, mas sim onda, além do fato dela não possuir carga elétrica (nem positiva, nem negativa). Já o poder io-nizante é considerado menor do que o da alfa e beta.

Disponível em: <http://fisicamoderna12a.blogspot.com/>.

Assim, o poder de penetração das radiações é: > > .

Questão Comentada

| C7-H26|O acidente de Fukushima chamou a atenção da comunidade in-ternacional sobre os riscos e benefícios do uso da energia nucle-ar, bem como as possibilidades de utilização de outras fontes de energia, de preferência fontes renováveis. Analise um trecho do artigo “O homem e a energia”, do educador Tales de Sá Cavalcan-te, publicado no jornal O POVO em sua edição do dia 24/06/2011. “Após a catástrofe no Japão, o mundo, cada vez mais tecno-lógico e, por isso, dependente de energia, questiona sua obten-ção a partir do átomo. Deveríamos acabar de vez com as usinas nucleares? Impossí-vel. Ainda há países dependentes da energia atômica. A França, por exemplo, tem cerca de 80% da sua energia de origem nucle-

ar. O Japão não tem, no momento, outra solução. A Alemanha, corajosamente, iniciou um plano que fechará, gradualmente, suas usinas nucleares até 2022. A Itália referendou a extinção da energia atômica. O tema é controverso. Existem defensores da energia nucle-ar que a consideram “limpa”. Estes alegam que, se um grande terremoto atingisse Itaipu, teríamos uma catástrofe, além dos im-pactos ambientais causados pela construção, como no caso da Hidrelétrica de Belo Monte, no Pará, e de outras a serem erguidas no Pantanal. Os contrários às usinas nucleares acham que os de-sastres de outras usinas ceifam vidas no momento do desastre, e, no caso da usina nuclear, mortes ocorrem a longo prazo, como em Chernobyl. O desastre no Japão nos leva a buscar energias que não sa-crifiquem vidas. Vários meios alternativos já existem ou estão em pesquisa. A energia dos freios de carros da Fórmula 1 já é reapro-veitada. As energias eólica e solar estão a se desenvolver. Já se estuda o aproveitamento da energia das ondas do mar (...)”.

Sobre as formas de obtenção de energia citadas no tex-to e seus conhecimentos sobre o assunto, está correta a afirmação:

a) A obtenção de energia a partir do átomo se baseia em proces-sos de fusão nuclear, semelhantes aos que ocorrem no Sol.

b) Um dos pontos positivos da utilização da energia nuclear é a inexistência de resíduos radioativos após o processo de fissão do combustível nuclear.

c) A energia gerada em hidrelétricas não apresenta impacto ambiental algum.

d) A energia gerada a partir dos ventos, a energia solar e a ener-gia proveniente do movimento de ondas do mar são formas com impacto ambiental praticamente nulo quando compa-radas com as formas hoje mais utilizadas.

e) A Alemanha ainda aposta no uso da energia nuclear para ge-ração de energia elétrica.

Solução Comentada: A energia elétrica gerada em uma usi-na nuclear se baseia no processo de fissão de núcleos pesados, como U

235, que produz resíduos radioativos (o chamado lixo atô-

mico) que devem ser armazenados em recipientes apropriados para evitar contaminação do ambiente. Nas hidrelétricas, o im-pacto ambiental sobre a fauna e a flora da região a ser inundada pelo lago da represa é grande, bem como para as populações que devem ser desalojadas de suas residências e cidades devido à inundação provocada pelo lago. O uso de formas de energia que tragam menos agressão ao meio ambiente, como a eólica, a solar e a proveniente do movimento de ondas, parece ser a saída mais aceita para a geração elétrica com menor impacto ambien-tal possível. Finalmente, segundo o texto, a Alemanha pretende desativar gradualmente suas usinas nucleares até o ano de 2022.Resposta correta: d

Para Fixar

|C7-H27|03. Leia o texto a seguir.A reserva de urânio de Santa Quitériae a energia nuclear O depósito de Santa Quitéria está localizado a cerca de 250 km de Fortaleza, na parte central do Estado do Ceará. A jazida de Santa Quitéria possui reservas geológicas de 142,5 mil toneladas

24

de urânio associado ao fosfato. Nesse minério, 8,9 milhões de to-neladas são de P

2O

5 e 79,3 mil toneladas são de U

3O

8.

Embora seja a maior reserva de urânio que o país possui, a viabilidade econômica é dependente da exploração de fosfato associado. Isso significa que a extração de urânio está condicio-nada à produção de ácido fosfórico – insumo utilizado na indús-tria de fertilizantes e de refrigerantes. Acelerar o aproveitamento das jazidas de urânio do país é uma das diretrizes da estratégia nacional de defesa. Lançado pelo então presidente Lula, em dezembro de 2008, o plano é a defesa do domínio da tecnologia nuclear. O mundo tem hoje algo em torno de 400 usinas nucleares, baseadas em fissão, em funciona-mento. A demanda de urânio é estimada em 64 mil toneladas/ano. O Brasil possui a sétima maior reserva desse minério, apesar de ser um urânio empobrecido, com aproximadamente 99% do isótopo 238 e 1% do isótopo 235. O enriquecimento do urânio requer uma grande tecnologia, já dominada pelo Brasil. O urânio enriquecido de 3% a 7% de U

235

é suficiente para alimentar um reator nuclear de uma usina. A bomba já exige um grau maior que 90%. A energia gerada no processo de fissão de 1 g de U

235 é o equivalente a 25 toneladas

de TNT.Texto adaptado do Jornal da Ciência e UNB – Santa Quitéria, ligada ao Ministério da Ciência e Tecnologia.

Sobre o tema explorado no texto, é possível afirmar.a) O urânio natural é empobrecido porque possui um baixo

teor do isótopo 238, menos físsil e, dessa forma, exige maior massa crítica para manter a reação nuclear em cadeia.

b) A viabilidade na exploração do urânio está associada à ex-ploração do fósforo. Esses dois elementos são encontrados na reserva de Santa Quitéria, na forma de ácidos inorgânicos oxigenados.

c) A fissão nuclear do urânio enriquecido de 3% a 7% de U235

é uma reação em cadeia controlada. A grande quantidade de energia liberada nesse processo converte-se em eletricidade, na usina termonuclear.

d) O programa nuclear no mundo tende a ser extinto, pois a única fonte de energia atômica é a fissão, e o único elemento radioativo é o urânio, cuja meia-vida é inferior a 10 dias.

e) Os dados revelados no texto mostram claramente que o Brasil está investindo no campo da energia atômica, mesmo sabendo que uma reação química produz mais energia que uma fissão nuclear.

|C6-H23|04. Leia o texto a seguir.

Mais perto da fusão nuclear controlada Cientistas norte-americanos ultrapassaram uma etapa con-siderada crucial para a fusão nuclear controlada – processo que poderia resultar em fonte inesgotável de energia limpa e resolver problemas relacionados a combustíveis fósseis. Os pesquisadores conseguiram produzir um nível de energia sem precedentes, informou a Administração Nacional de Segu-rança Nuclear dos Estados Unidos. Os cientistas americanos con-seguiram produzir 1 megajoule com a concentração simultânea de 192 raios laser a uma temperatura de 111 milhões de graus Celsius, num tubo do tamanho de um apontador cheio com deutério e trítio. A fusão nuclear é o motor das estrelas e sua produção artifi-cial forneceria uma alternativa ilimitada e de geração limpa para substituir o recurso minguado das reservas de combustíveis fós-seis. No entanto, até agora, a fusão controlada representa um de-safio tecnológico, devido às altíssimas temperaturas e pressões envolvidas.Texto adaptado do Portal Terra, acessado em 29 de janeiro de 2010.

O texto revela claramente que a fusão nuclear:a) é um processo físico de transformação, em que elementos

são transmutados em outros mais estáveis, em condições ex-tremas de temperatura e pressão.

b) é uma fonte de energia limpa, pois evita a emissão de ga-ses poluentes que contribuem para o efeito estufa. A grande desvantagem é o lixo radioativo produzido.

c) realizada com os isótopos do hidrogênio descrita no texto, gera energia suficiente para vaporizar 180 kg de água (en-talpia de vaporização = 40,7 kJ/mol de água líquida; massa molar da água = 18 g/mol).

d) dos isótopos do hidrogênio, que ocorre nas estrelas, tem como produto átomos de hélio. Durante esse processo há grande liberação de energia sem os danos ambientais dos combustíveis fósseis.

e) até agora possui como grande desafio reduzir as altíssimas temperaturas exigidas. Isso será possível com o desenvol-vimento de catalisadores e inibidores adequados para essa reação.

Fique de Olho

ACIDENTES NUCLEARES Apesar de ser relativamente recente o uso da radioati-vidade, a história já conta com vários acidentes envolven-do fontes radioativas e usinas nucleares.O acidente ocorrido em Chernobyl (ex-URSS), em abril de 1986, embora o mais grave, é apenas um de uma grande série. O primeiro conhecido foi o incêndio ocorrido em ou-tubro de 1957 num reator nuclear em Windscale, na Ingla-terra. As consequências desse acidente nunca foram sufi-cientemente esclarecidas. Tal reator continua em atividade após 300 acidentes de diversas proporções, rebatizado de Sellafield.

Entre 1969 e 1979 foram relacionados 169 acidentes cuja gravidade poderia ter causado a fusão do núcleo do reator, o pior tipo de acidente nuclear possível. De todos os acidentes desse período, o mais sério foi o de Three Mile Island (EUA) em 1979. Nesse caso, o núcleo chegou a fun-dir, apesar de tal fato ter sido ocultado à época. Em todo o caso, foi pouca a radiação liberada para o ambiente. Esse acidente deixou clara a falta de treinamento do pessoal e a falha nos sistemas de alarmes. O acidente de Chernobyl ocorreu justamente duran-te um teste para aumentar a segurança, no momento em

25Universidade Aberta do Nordeste

que o reator estava sendo desacelerado para a limpeza anual, isto é, a retirada de cerca de uma tonelada de resí-duos altamente radioativos. Por “erro humano”, deu-se o superaquecimento do núcleo, danificando o sistema de controle da fissão nuclear. A formação de gás hidrogênio e sua consequente explosão arremessou partes do teto da usina. Foram lançados na atmosfera radionuclídeos com mais de 43 milhões de curies, contaminando quase toda a Europa (1 curie corresponde a 3,7 . 1010 desintegrações/s). Com trinta focos de incêndio e chamas que chegaram a 500 m de altura, os bombeiros conseguiram controlar a situação catorze dias após o acidente. Quase mil pessoas foram hospitalizadas com intoxicação radioativa, muitas com graves lesões. Até o final do ano de 1986, 31 mortes foram relatadas. Cerca de 150 mil pessoas foram retiradas da chamada zona de segurança, num raio de 30 km ao re-dor da usina. A cidade de Chernobyl é hoje um lugar aban-donado, uma cidade fantasma. O reator número 4, onde houve o acidente, foi isolado por uma cúpula de concreto por um prazo indeterminado, séculos, talvez. Os reatores 1, 2 e 3 voltaram ao funcionamento. Até seis dias após o acidente, uma nuvem de radionu-clídeos varreu os ares da Escandinávia, Polônia, Alemanha e da própria União Soviética. Depois disso, a mudança na direção dos ventos levou a nuvem radioativa para o restan-te da Europa, ficando menos atingidos Portugal, Espanha e França. Os radionuclídeos que se depositaram no solo con-taminaram toda a vegetação, comprometendo as pasta-gens do gado e, consequentemente, a carne, o leite e seus derivados. O consumo desses alimentos contaminados e sua comercialização internacional têm gerado polêmicas até os dias de hoje. O Brasil, por essa época, comprou carne que até 1992 estava conservada sob congelamento. Esti-ma-se que, nos próximos anos, aproximadamente 9.000 pessoas, de cada 5 milhões, poderão morrer de câncer na Ucrânia, na Polônia e na Romênia. Além dos acidentes ocorridos nas usinas nucleares, vários outros acidentes envolvendo fontes radioativas têm ocorrido em diversas partes do mundo. Entre eles, um aci-dente com uma fonte de 60Co, de um aparelho de radio-terapia, que aconteceu no México, em 1983. Em 1987, um acidente semelhante ocorreu em Goiânia (Goiás), com con-sequências bem mais sérias que as do acidente do México.

No dia 13 de setembro, dois catadores de papel rouba-ram um aparelho de radioterapia, que estava em desuso, de um prédio abandonado, o Instituto Goiano de Radio-terapia. O aparelho foi vendido a um ferro-velho, após ter sido desmontado. Violaram um cilindro metálico que con-tinha a fonte radioativa, o 137Cs, o qual foi levado para casa pelo dono do ferro-velho. Uma luz azulada, proveniente do pó contido no cilindro, encantou as pessoas. A misterio-sa “purpurina” foi distribuída entre amigos e parentes, dan-do início a uma contaminação por 137Cs de cerca de 250 pessoas e uma dezena de localidades. Vômitos, diarreias, tonturas e queimaduras nos braços levaram a família ao hospital. Somente duas semanas após o acidente a ques-tão chega à Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), que acionou então um plano de emergência. Internações e descontaminação dos locais mobilizaram a CNEN e os médicos do Rio de Janeiro. Em outubro, registraram-se várias mortes, entre elas a de uma menina de 6 anos que havia passado o pó radioativo pelo corpo e ingerido um pouco, ao comer com as mãos contaminadas. Todo o lixo radioativo foi transportado para um ter-reno, a 20 km do centro de Goiânia, e depositado sobre plataformas de concreto. Este foi o local escolhido para o armazenamento provisório dos rejeitos, após uma polê-mica que envolveu as autoridades de vários Estados bra-sileiros, que se recusaram a receber o material. Depois de muitas discussões, protestos, jogo de “empurra-empurra”, o governo Sarney resolveu a questão do lixo de Goiânia criando um Projeto de Lei em que fazia a distinção entre dejetos radioativos e dejetos nucleares, ou seja, o acidente radioativo de Goiânia não teria nada a ver com o Progra-ma de Energia Nuclear Nacional, logo caberia ao próprio Estado de Goiás armazenar seu “lixo radioativo”, e assim seria no caso de outros acidentes semelhantes. Ainda hoje permanece, a céu aberto, o “lixo radioativo” em seu local provisório. Quanto aos locais atingidos pelo 137Cs, apresentam atualmente taxas de radiação inferiores às de Guarapari ou de Poços de Caldas, locais de exposição radioativa natural. De fato, os locais contaminados já haviam sido liberados para a população cinco meses após o acidente.NOVAIS, Vera. Química 3 – Estrutura da Matéria e Química Orgânica. São Paulo: Atual. 1993.

Objeto do Conhecimento

EvoluçãoDando continuidade aos nossos estudos na área de Ciên-cias da Natureza e suas Tecnologias, neste último assunto deste fascículo abordaremos um importante conceito des-sa área do conhecimento: a Evolução.

A palavra evolução pode ser aplicada em diferentes contextos e possui diferentes significados. Em uma lin-guagem leiga pode significar melhoria, todavia em uma linguagem biológica o termo deve ser entendido como mudança.

Exemplos:1. Leigo: Meu telefone representa a evolução dos celulares.2. Biólogo: A população encontra-se em evolução e seu

futuro é incerto.Note que no exemplo 1 temos o sentido de melhoria, o

que não ocorre no exemplo 2.A Biologia apresenta uma ampla área de conhecimen-

tos, pois tem como objeto de estudo a vida. A compreen-são correta do conceito de evolução nos levará à unifica-

26

ção da Biologia, como podemos observar pelas palavras de Theodosius Dobzhansky:

“nada em Biologia faz sentido exceto à luz da evolução”.T. Dobzhansky

Nós humanos temos como uma de nossas qualida-des a curiosidade. Perguntas iniciadas com “por que” são constantemente formuladas desde a mais tenra idade e às vezes deixam os pais aflitos para a elaboração de uma res-posta adequada. 1. Por que os peixes têm brânquias?2. Por que a girafa possui um pescoço tão longo?3. Por que existem bactérias resistentes a antibióticos?4. Por que existe o câncer?5. Por que ratos têm hábitos noturnos?6. Por que não conseguimos extinguir o mosquito

transmissor da dengue?

São apenas algumas perguntas que podem ser formu-ladas com o “por que”. Para respondermos questões inicia-das dessa forma, precisamos entender o processo evoluti-vo como sendo um processo de mudança.

Dois grandes cientistas são lembrados quando explo-ramos o tema, são eles: Lamarck e Darwin. Resumimos, a seguir, suas interpretações sobre o processo evolutivo.

LamarckA Teoria da Evolução de Lamarck é fundamentada em dois aspectos: 1. Lei do uso e desuso: o uso ou o desuso de determinado

órgão define, respectivamente, seu desenvolvimento ou atrofiamento.

2. Transmissão das características adquiridas aos descendentes: os descendentes receberiam dos pais a nova condição do órgão surgida pelo uso ou desuso do mesmo.Observe que, segundo Lamarck:

• o ambiente é agente que ocasiona a transformação das espécies (transformismo).

• os seres se modificam atendendo a uma necessidade imposta pelo ambiente.

• a tendência dos seres para um melhoramento constante rumo à perfeição.

Disponível em:<http://3.bp.blogspot.com/-3VRN3kBAI-U/TazHfjsCevI/AAAAAAAAAA0/qtHA45ahSyM/s1600/giraffe_lamark.jpg>.

As ideias de Lamarck mostram-se inadequadas para

a compreensão cientificamente correta dos fenômenos

evolutivos.

DarwinSegundo Darwin, a evolução deve ser entendida como a

modificação na descendência ao longo das gerações de

uma população. Em outras palavras, para que haja evolu-

ção é necessário que haja variações entre os descendentes

de uma população.

A famosa seleção natural seria o mecanismo que atu-

aria sobre essa variação de seres, eliminando aqueles que

não apresentam características que permitam seu sucesso

na competição por recursos (habitat, parceiros ou comida).

Entende-se então que, esse processo, atuando por

muitas gerações, acarretaria a modificação de uma popu-

lação, podendo a mesma extinguir-se ou aumentar sua

representatividade em uma determinada área.

A sobrevivência dos mais adaptados serve para iniciar

as repostas às perguntas elaboradas anteriormente, pois

as características exibidas pelos seres estão constantemen-

te sendo selecionadas pelo ambiente, e o resultado parcial

pode ser visto nas condições que momentaneamente ob-

servamos: girafas com longos pescoços, bactérias resisten-

tes, mosquitos resistentes etc.

Observe na figura acima que os dois tipos existem ini-

cialmente, mas, ao longo das gerações, o tipo dois torna-se

dominante em número na região.

Observe que segundo essa ideia, as mudanças no am-

biente estão constantemente elegendo os seres que estão

melhor adaptados.

Segundo Darwin:• a variação da prole é fator decisivo para sua sobrevivência.

• a evolução ocorre nas populações e não nos indivíduos.

• seres que nascem com características vantajosas

sobrevivem.

• seres menos adaptados são eliminados.

• o ambiente seleciona.

27Universidade Aberta do Nordeste

Após a leitura do resumo acima, tente responder as se-guintes questões. 1. Por que temos hoje muitas bactérias resistentes aos

antibióticos?2. Por que os mosquitos deixam tantos descendentes?

Dica: lembrem-se: o que observamos hoje é apenas um resultado parcial da sobrevivência diferencial dos seres.

Questão Comentada

|C4-H15, H16|Cepaea é um caramujo terrestre predado principalmente por aves. Um estudo da distribuição das formas claras e escuras de Cepaea em áreas de mata e em áreas abertas resultou no gráfico a seguir.

Podemos afirmar que é cientificamente correto que:a) em áreas abertas encontraremos mais caramujos claros do

que escuros, pois estes foram lentamente se transformando naqueles.

b) a seleção natural não atuou no estudo em questão.c) indivíduos com conchas escuras sobrevivem melhor em lo-

cais claros, pois enfrentam uma menor competição.d) encontraremos, nas áreas escuras, mais indivíduos escuros,

pois o uso da concha induziu a produção de pigmentos.e) o gráfico pode ser explicado a partir da sobrevivência dife-

rencial de indivíduos submetidos à seleção natural.

Solução Comentada: Devemos lembrar que as ideias de La-marck não explicam convincentemente os fenômenos evolu-tivos, logo não devemos aceitar as ideias de transformação por necessidade (mutações dirigidas) e a transmissão dos caracteres adquiridos. Logo, invalidaremos os itens: a, que sugere a transfor-mação, e d, que sugere o uso e desuso, bem como a mudança por necessidade. O item b será invalidado, pois todo ambiente exerce seleção constante sobre os indivíduos que nele habitam. O item c sugere que os indivíduos de conchas escuras estão melhor adaptados em locais claros, mas o gráfico nos mostra o oposto. Por fim, o item e que sugere a sobrevivência diferencial de indivíduos claros em áreas claras e indivíduos escuros em áre-as escuras.Resposta correta: e

Para Fixar

|C4-H13, H16|05. Os dois cartuns, de Garry Larson, apresentados a seguir, ilus-

tram duas visões diferentes do processo evolutivo:

No cartum A, movidos pelo excesso de população, vários ani-mais atiram-se ao mar, realizando assim um suicídio coletivo. Um dos animais, entretanto, possui uma boia. No cartum B, algumas criaturas aquáticas jogavam beisebol e, por aciden-te, a bola foi lançada à terra. Para que o jogo prossiga é preci-so que alguém recupere a bola. Após as análises dos cartuns, marque a opção correta.

a) No cartum A, animais com boia aparecem, pois há a necessi-dade de sobrevivência diferencial.

b) A extinção das espécies é um fenômeno falacioso, pois, como constatado no cartum A, a necessidade transforma os indivíduos adaptando-os às diferentes condições ambientais.

c) As ideias de Lamarck encontram-se representadas no cartum A.d) As ideias darwinianas encontram-se representadas no car-

tum B.e) Em A notamos que as diferenças existentes entre os seres

de uma população podem garantir sua sobrevivência diante das condições adversas.

|C4-H16; C5-H17|06. Leia o texto a seguir. Há algum tempo, a resistência a antibióticos vem-se tornan-do um problema mundial de Saúde Pública, porque dificulta o tratamento de infecções bacterianas. Analise a figura 1, em que está representada uma popula-ção de bactérias que, logo após a introdução de antibiótico, se tornou resistente. Atualmente, os antibióticos são utilizados em larga escala tanto em países desenvolvidos quanto naqueles em desenvolvimento. Analise a tabela (Figura 2), em que está indica-da a quantidade de antibióticos utilizada nos Estados Unidos, em diferentes situações.

28

Exercitando para o Enem

|C5-H18|01. Conforme foi discutido até aqui, os processos físicos envol-

vem conversão de energia de uma forma em outra. Vários equipamentos são construídos objetivando alguma forma de conversão. Associe corretamente a coluna superior com a coluna inferior e indique a alternativa que relaciona correta-mente as colunas.Dispositivo:

1. Pilha de rádio2. Gerador de usina hidrelétrica3. Chuveiro elétrico4. Alto-falante5. Máquina a vapor

Transformação de tipo de energia:a. Elétrica em Mecânica

Figura 1

Introdução do antibióticoampicilina

Sensível ao antibióticoampicilina

Resistente ao antibióticoampicilina

Figura 2

Uso de antibióticoQuantidade de antibiótico/ano

No tratamento de doençasinfecciosas em seres humanos

11,5 . 106kg

Em rações para animais 7,0 . 106kg

Na agricultura 4,5 . 106kg

Após a leitura do texto e a análise das figuras, marque a op-ção correta.

a) O uso de antibióticos favorece o aparecimento de bactérias resistentes, pois o medicamento favorece a ocorrência de va-riabilidade genética em bactérias.

b) Assim como o uso em hospitais, o uso na agricultura favore-ce, na mesma medida, a formação de bactérias resistentes, as quais serão responsáveis por infecções em humanos.

c) A solução definitiva para o problema será o desenvolvimento de antibióticos mais potentes em seu mecanismo de ação.

d) O incentivo à pesquisa será fundamental, pois o desenvolvi-mento de cepas mutantes sensíveis aos antibióticos devem ser produzidas com o objetivo de competir com as resisten-tes e levá-las à extinção.

e) O aparecimento abundante de bactérias resistentes é o resul-tado da seleção natural atuando sobre a variedade de bacté-rias existentes.

Fique de Olho

A convivência em sociedade permite a nós humanos a compensação de nossas deficiências individuais, afinal, diferimos quanto à imunidade, à força, criatividade, eloqu-ência, cor de pele, ao condicionamento físico, à acuidade visual, às aspirações políticas, à fertilidade, à coordenação motora, à afinidade musical e muitas outras características. Todavia conhecemos sempre pessoas diferentes que apre-sentam qualidades as quais não possuímos. Essas diferenças, ou seja, essa variabilidade, nos tor-nam dependentes da vida em sociedade, logo, a diversi-dade torna nossa população bem-sucedida mediante a seleção natural a qual estamos constantemente expostos. Sem variação não há evolução.

A manutenção dessa variabilidade deve, penso, ser mantida e respeitada por cada um que compõe nossa es-pécie. Somente com o exercício da tolerância e respeito às opiniões divergentes de nossos semelhantes estaremos, verdadeiramente, contribuindo para a democracia e acima de tudo para a evolução e adaptação de nossa sociedade. Cabe a nós, integrantes de uma sociedade que visa a igualdade de oportunidades para todos, ampliarmos, de forma ética, o conhecimento científico para a construção de um mundo mais justo e adaptado às mudanças.

Disponível em: <http://jbatistap.blogspot.com>. Disponível em: <http://inglesmaistic.blogspot.com>. Disponível em:<http://www.mudodastribos.com>.

29Universidade Aberta do Nordeste

b. Elétrica em Térmicac. Térmica em Mecânicad. Química em Elétricae. Mecânica em Elétricaa) 1–d; 2–e; 3–b; 4–a; 5–cb) 1–d; 2–a; 3–b; 4–e; 5–cc) 1–b; 2–e; 3–d; 4–a; 5–cd) 1–d; 2–b; 3–c; 4–a; 5–ee) 1–b; 2–a; 3–d; 4–e; 5–c

|C3-H8|02. Leia o texto a seguir. “Para ser gerada, a energia elétrica passa por processos que atingem fatalmente o meio ambiente. Com o aumento desmedi-do do seu consumo e a manutenção de sua forma tradicional de obtenção, criam-se sérios riscos para a vida em nosso planeta. Existem várias fontes para obtenção da energia elétrica. Po-demos citar entre elas: o Sol, o vento, as águas, a geotermia, as marés, as correntes marinhas, a nuclear, a lenha, o bagaço da cana, o carvão, o gás natural, óleo diesel e outras. Muitas dessas fontes são renováveis e causam poucos im-pactos ao meio ambiente; outras, ao contrário, são muito impac-tantes, assim como as linhas de transmissão, que ocupam faixas contínuas de terras e desfiguram as paisagens. No Brasil, a eletricidade é predominantemente hidráulica, mas é gerada também em termoelétricas que utilizam carvão mineral, óleo combustível e fissão nuclear. Os impactos causados pela energia elétrica quase não são percebidos, pois as transformações ambientais ocorrem antes que a energia chegue até nós.”Disponível em: <http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/historiadaeletricidade/ENERGIA%20ELETRICA%20E%20MEIO%20AMBIENTE.htm>.

Nesse sentido, podemos afirmar corretamente que:a) as hidrelétricas representam fonte renovável de energia e

não causam impactos na natureza, por isso, devem ser es-timuladas, mantendo em boas condições o ar nos arredores de sua instalação.

b) a construção das instalações de uma usina termonuclear provoca menor impacto ambiental na região de implantação do que aquele provocado pela construção da instalação de uma hidrelétrica, que ocupa grande área, inundando gran-des regiões.

c) a queima do etanol para a produção de energia tem impac-to equivalente ao da queima de derivados do petróleo, uma vez que ambos vão lançar dióxido de carbono na atmosfera, contribuindo para o aumento do efeito estufa.

d) no Brasil, seria ideal que a principal forma de produção de energia elétrica fosse feita a partir da conversão da energia eólica de aerogeradores, porque estes não provocam impac-to e podem ser instalados com grande potência em quais-quer regiões.

e) o uso de carros elétricos evitaria todo e qualquer impacto am-biental, uma vez que a energia elétrica é limpa. Assim, o pro-blema da poluição devido às grandes frotas seria eliminado.

|C1-H3|03. Acerca do conceito de energia térmica, assinale a alternativa

correta.a) O aumento da quantidade de calor que um corpo possui

acarreta ou um aumento de temperatura (conhecido como calor sensível) ou uma mudança de estado físico (conhecido como calor latente).

b) A transferência de calor de um corpo para outro só é possível se houver um meio condutor de calor entre eles, caso contrá-rio, haverá isolamento térmico.

c) Quando se transfere calor a um cubo de gelo, independente-mente de sua temperatura, ele irá derreter-se, aumentando sua quantidade de calor latente.

d) A transferência de calor a um corpo é capaz de aumentar sua energia interna, acarretando ou o aumento da energia cinéti-ca média de suas moléculas (temperatura) ou o aumento da energia potencial associada à agregação dessas moléculas, provocando mudança de estado físico.

e) Calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos que possuem temperaturas diferentes, fluindo espontaneamente para o corpo de menor temperatura, acarretando necessaria-mente seu aquecimento.

|C5-H17|04. Os prejuízos causados ao ser humano pela exposição à ra-

diação dependem de dois fatores: a quantidade de radiação absorvida, expressa em rads (que corresponde a 0,01 J de energia absorvida por kg de tecido); e um fator apropriado n, que consiste em um número que se multiplica o número de rads para que se obtenha o efeito biológico total da radiação, expresso em rems. Para radiações beta, gama e raios X, o va-lor de n é 1, e para radiações alfa e nêutrons de alta energia, o valor de n é 10.

Em Princípios de Química, de Masterton et al, de 1990, é tabe-lada a dose de radiação e o correspondente efeito esperado:

Dose(em rems)

Efeito provável

0 a 25 Nenhum efeito observado.

25 a 50 Pequena diminuição das células brancasdo sangue.

50 a 100 Lesões, diminuição marcante nas célulasbrancas do sangue.

100 a 200 Náuseas, vômitos, perda de cabelo.

200 a 500 Hemorragia, úlcera, possível morte.

Mais de 500 Fatal.

Uma radiografia torácica comum emite cerca de 2 . 10–3 J por kg de tecido. Qual o efeito esperado após uma pessoa ter sido exposta a essa radiação?

a) Nenhum efeito observado.b) Pequena diminuição nas células brancas do sangue.c) Diminuição marcante nas células brancas do sangue.d) Perda de cabelo.e) Hemorragia.

|C5-H19|05. Leia o texto a seguir.

Por que reatores precisam ser resfriados,mesmo desligados?Em março de 2011, um terremoto seguido de tsunami provocou um sério acidente nuclear em Fukushima, no Japão. O processo de fissão nuclear de urânio que ocorre no reator pode ser descri-

to por: " .

Para que o processo de fissão ocorra é necessário que os nêu-

30

trons tenham velocidade moderada, sendo chamados de “nêu-trons térmicos”. O processo libera calor e esse calor liberado é usado para vaporizar água, que finalmente produz energia elétri-ca. O problema ocorrido no Japão reside no fato de que, mesmo com o reator desligado, os produtos gerados em processos de fissão nuclear são ainda radioativos e podem emitir nêutrons ou radiação beta, processos também exotérmicos. Portanto, mesmo desligado o reator precisa de resfriamento, mas, com o terremo-to, geradores a diesel também foram desligados e a refrigeração foi comprometida. Com o superaquecimento, pode haver derre-timento do material do núcleo do reator e liberação de radioisó-topos para a atmosfera. Texto adaptado de Informe-se sobre a Química, número 46,de Tito Peruzzo e Eduardo Canto.

Sobre os processos radioativos descritos no texto, é correto

afirmar que:a) processos de fissão nuclear são caracterizados por serem en-

dotérmicos.b) o produto da reação de fissão nuclear é inofensivo ao ser humano.c) o processo de fissão, além de liberar grande quantidade de

energia, é caracterizado pela união de núcleos menores, ge-rando núcleos maiores.

d) a reação de fissão ocorrida em reatores é uma reação em ca-deia, em que os nêutrons produzidos em uma reação susten-tam outras reações de fissão, que por sua vez produzem mais nêutrons.

e) o derretimento do material do núcleo do reator é também conhecido como fusão nuclear.

|C6-H22|06. Leia o texto a seguir. Uma das principais aplicações da radioatividade é na medi-cina, mais precisamente no diagnóstico por imagens e na radio-terapia. Os radioisótopos entram na composição dos fármacos e são rastreados pelo corpo: o iodo 131 é usado para mapeamento da tireoide; o mercúrio 197 é utilizado para identificação de tu-mores cerebrais; o ferro 59 é usado para estudo das células ver-melhas do sangue; já o cobalto 60 é empregado na radioterapia para destruir células cancerosas. Mais recentemente foi desenvolvido um exame denominado PET SCAN (Exame de Tomografia de Emissão de Pósitrons) que permite obter imagens do corpo humano com maiores detalhes e menor exposição à radiação. A técnica utiliza compostos orgâ-nicos marcados com

6C11. Esse isótopo emite um pósitron (

+10),

formando um novo elemento, em um processo com meia-vida de 20,4 minutos. O pósitron encontra rapidamente um elétron em sua trajetória, aniquilando-se. As duas partículas são converti-das em dois fótons de radiação gama (

00). Essa radiação oriunda

da aniquilação é captada por aparelhos específicos e interpreta-da como imagem.

Sobre o texto, é possível inferir.a) No decaimento radioativo do radioisótopo usado no PET

SCAN, o produto é um novo elemento com número atômico e número de massa uma unidade maior.

b) O decaimento do radioisótopo e a aniquilação do pósitron podem ser representados, respectivamente, por:

6C11

+10+

7N11 e

+10 +

0e–1 2

00.

c) Uma dose, com o composto orgânico marcado foi preparada e administrada de imediato no corpo de um paciente que irá reali-zar o exame. Após 81,6 minutos restarão 6,25% do radioisótopo.

d) Todos os radioisótopos citados no texto apresentam núcleos instáveis, por esse motivo são radioativos. Já o carbono 11, usado no PET SCAN, por ter uma razão nêutron/próton > 1, emite pósitrons.

e) Durante o decaimento do radioisótopo carbono 11, para que ocorra emissão de pósitron (antielétron), é necessária a con-versão de um nêutron em um próton. Dessa forma, o número de massa é mantido (isóbaros) e o número atômico aumenta em uma unidade.

|C4-H13, H16 / C5 - H17|07. Pesquisas mostram que, em modalidades que exigem bom

condicionamento aeróbico, o coração do atleta dilata, pois precisa trabalhar com grande volume de sangue.

Em um esforço rápido e súbito, como um saque no tênis, uma pessoa normal pode ter o pulso elevado de 70 a 100 batimentos por minuto; para um atleta, pode se elevar de 60 a 120 bpm, como mostra o gráfico a seguir.

Adaptado de Folha de S. Paulo, 6 jun. 2004.

Marque o item correto.a) De acordo com o gráfico, filhos de atletas apresentam, ao

nascerem, corações maiores que os filhos de pessoas nor-mais.

b) A prática de exercícios acarreta uma maior eficiência cardí-aca, com consequências diretas nos genótipos dos atletas, que transmitem essa característica à sua descendência.

c) A pessoa normal, em repouso, apresenta batimentos cardía-cos menos acelerados que o de um atleta.

d) O condicionamento físico atlético depende das relações com o ambiente, não sendo o mesmo transmitido à prole.

e) O atleta é mais evoluído do que a pessoa normal.

|C4-H15, H16|08. “Os progressos da medicina condicionaram a sobrevivência

de número cada vez maior de indivíduos com constituições genéticas que só permitem o bem-estar quando seus efeitos são devidamente controlados através de drogas ou procedi-mentos terapêuticos. São exemplos os diabéticos e os hemo-fílicos, que só sobrevivem e levam vida relativamente normal ao receberem suplementação de insulina ou do fator VIII da coagulação sanguínea”. Essas afirmações apontam para as-pectos importantes que podem ser relacionados à evolução humana. Pode-se afirmar que, nos termos do texto:

a) as intervenções realizadas pela medicina interrompem a evo-lução biológica do ser humano.

b) os usos da insulina e do fator VIII da coagulação sanguínea fun-cionam como agentes modificadores do genoma humano.

31Universidade Aberta do Nordeste

c) as drogas medicamentosas impedem a transferência do ma-terial genético defeituoso ao longo das gerações.

d) os procedimentos terapêuticos normalizam o genótipo dos hemofílicos e diabéticos.

e) os avanços da medicina minimizam os efeitos da seleção na-tural sobre as populações.

|C4-H13, H14|09. A pequena Amanda, curiosa e inquieta, certa feita indagou

a seu tio: tio, por que existem pessoas com cores diferentes? Tendo em vista o conhecimento científico atual, marque a melhor resposta para o questionamento de Amanda.

a) As pessoas de pele clara estão se transformando em pessoas de pele escura por causa do efeito estufa.

b) Devido às radiações ultravioletas, pessoas com pele clara pre-ferem casar-se com pessoas de pele escura.

c) A diferença de pele se deve aos diferentes tratamentos esté-ticos que não param de evoluir.

d) Tanto pessoas com pele clara quanto com pele escura estão se reproduzindo e passam suas características para seus des-cendentes.

e) As mudanças climáticas forçam o aparecimento das diversas cores de pele, visando a melhoria da espécie.

|C4-H14, H16 / C5 - H17|10. Considere as seguintes informações.I. O número de espécies de insetos que comem plantas na re-

gião tropical é, aproximadamente, três vezes maior que o de espécies que comem plantas na região temperada;

II. As plantas produzem substâncias, como os alcaloides, que são tóxicas para muitas espécies de insetos que se alimentam de plantas;

III. Um estudo mostrou que 35% das espécies de plantas da região tropical produzem alcaloides, enquanto apenas 15% das espécies de plantas da zona temperada produzem essa substância.

Interpretando científica e corretamente essas informações, podemos concluir que:

a) os seres vivos não possuem relação de dependência entre si e suas distribuições diferentes ao redor do globo são aleatórias.

b) as plantas da região temperada, se trazidas para a tropical, passarão a produzir alcaloides.

c) a população de plantas está submetida a condições preda-tórias diferentes nas regiões temperada e tropical, logo, suas distribuições podem ser entendidas como resultado da sele-ção natural.

d) a diferença na produção de alcaloides pelas plantas das duas regiões não pode ser atribuída a fatores genéticos.

e) a produção ou não de alcaloides depende do clima a que está submetida uma planta.

|C6-H-21|11. Leia o texto abaixo.“Até a invenção da máquina a vapor, no fim do século XVII, o carvão vinha sendo utilizado para fornecer o calor necessário ao aquecimento de habitações e a determinados processos, como o trato do malte para preparação da cerveja, a forja e a fundi-ção de metais. Já o trabalho mecânico, isto é, o deslocamento de massas, era obtido diretamente de um outro trabalho mecânico: do movimento de uma roda-d’água ou das pás de um moinho a vento.

A altura a que se pode elevar uma massa depende, num moi-nho a água, de duas grandezas: do volume d’água e da altura de queda. Uma queda d’água de cinco metros de altura produz o mesmo efeito, quer se verifique entre 100 e 95 metros de altitude, quer se verifique entre 20 e 15 metros. As primeiras considera-ções sobre máquinas térmicas partiram da hipótese de que ocor-resse com elas um fenômeno análogo, ou seja, que o trabalho mecânico obtido de uma máquina a vapor dependesse exclusi-vamente da diferença de temperatura entre o “corpo quente” (a caldeira) e o “corpo frio” (o condensador). Somente mais tarde, o estudo da termodinâmica demonstrou que tal analogia com a mecânica não se verifica: nas máquinas térmicas, importam não só a diferença de temperatura, mas também o seu nível; um salto térmico entre 50 °C e 0 °C possibilita obter um trabalho maior do que o que se pode obter com um salto térmico entre 100 °C e 50 °C. Essa observação foi talvez o primeiro indício de que aqui se achava um mundo novo, que não se podia explorar com os instrumentos conceituais tradicionais. O mundo que então se abria à ciência era marcado pela no-vidade prenhe de consequências teóricas: as máquinas térmicas, dado que obtinham movimento a partir do calor, exigiam que se considerasse um fator de conversão entre energia térmica e trabalho mecânico. Aí, ao estudar a relação entre essas duas grandezas, a ciência defrontou-se não só com um princípio de conservação, que se esperava determinar, mas também com um princípio oposto. De fato, a energia, a “qualquer coisa” que torna possível produzir trabalho – e que pode ser fornecida pelo calor, numa máquina térmica, ou pela queda-d’água, numa roda/turbi-na hidráulica, ou pelo trigo ou pela forragem, se são o homem e o cavalo a trabalhar – essa energia se conserva, tanto quanto se conserva a matéria. Mas, a cada vez que a energia se transforma, embora não se altere sua quantidade, reduz-se sua capacidade de produzir trabalho útil. A descoberta foi traumática: descortina-va um universo privado de circularidade e de simetria, destinado à degradação e à morte.”CONTI, Laura. Questo pianeta, Cap.10. Roma: Riuniti, 1983. Traduzido e adaptado por Ayde e Veiga Lopes.

A partir da leitura do texto, é possível afirmar corretamente que:a) uma vez que, em todos os processos, a energia é conservada,

não é necessária a preocupação acerca de sua indisponibili-dade futura para a realização das atividades humanas.

b) da mesma forma que a potência do trabalho mecânico de uma queda-d’água é proporcional à altura da queda (repre-sentada pela diferença de altitudes entre os pontos mais alto e mais baixo), a potência de uma máquina térmica é propor-cional à diferença entre as temperaturas da fonte fria e da fonte quente.

c) a lei da conservação de energia implica a morte do universo, devido ao aumento da indisponibilidade para a realização de trabalho mecânico.

d) em todos os processos físicos, a energia se conserva, manten-do-se assim a disponibilidade para realizar trabalho.

e) a Segunda Lei da Termodinâmica indica que a energia no universo, apesar de se conservar, tende, através de proces-sos irreversíveis, a aumentar o grau de desordem das partes que o constituem, dificultando sua conversão em trabalho mecânico.

|C5-H-17|12. Chama-se tempo de meia-vida o tempo necessário para que

uma amostra radioativa reduza sua massa pela metade. Após a ocorrência de uma reação de fissão nuclear, os produtos,

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Presidente: Luciana Dummar Coordenação da Universidade Aberta do Nordeste: Sérgio FalcãoCoordenação do Curso: Marcelo Pena e Fernanda Denardin Coordenação Editorial: Sara Rebeca AguiarCoordenação Acadêmico-Administrativa: Ana Paula Costa Salmin

Editor de Design: Deglaucy Jorge TeixeiraProjeto Gráfico e Capas: Dhara SenaEditoração Eletrônica: Dhara Sena Ilustrações: Suzana PazRevisão: Sara Rebeca Aguiar

Expediente

ainda radioativos, são deixados em resfriamento e sofrem decaimento. Analise o gráfico a seguir, de um isótopo hipo-tético, resultante de uma fissão nuclear, que mostra o decai-mento de uma massa inicial de 1000 gramas desse isótopo.

Diante dos dados apresentados, está correta a afirmação:a) o tempo de meia-vida do isótopo hipotético resultante da

fissão nuclear é de 40 anos.b) em 60 anos, a quantidade do isótopo hipotético restante é

de 25% da massa inicial.c) em 30 anos, houve o consumo de 550 gramas do isótopo

hipotético.d) em 90 anos, 80% do isótopo hipotético inicial terá sido con-

sumido.e) em 70 anos, a massa do isótopo hipotético se reduziu a um

quarto do valor inicial.

|C6-H23|13. Itaipu ou Usina Hidrelétrica de Itaipu (Guarani: Itaipu, Espa-

nhol: Itaipu;) é uma usina hidrelétrica no rio Paraná, localizada na fronteira entre Brasil e Paraguai. O nome “Itaipu” foi tirado de uma ilha que existia perto do local de construção. No idio-ma guarani, Itaipu significa “o som de uma pedra”. O compo-sitor estadunidense Philip Glass também escreveu uma can-tata sinfônica em nome de Itaipu, em honra da sua estrutura. Itaipu Binacional é a empresa que gerencia a maior usina hidrelétrica em funcionamento e em capacidade de geração de energia no mundo. É uma empresa binacional construída pelo Brasil e pelo Paraguai no rio Paraná, no trecho de frontei-ra entre os dois países, 15 km ao norte da Ponte da Amizade. O projeto vai de Foz do Iguaçu, no Brasil, e Ciudad del Este, no Paraguai, no sul, até Guaíra e Salto del Guairá, no norte. A capacidade instalada de geração da usina é de 14 GW, com 20 unidades geradoras fornecendo 700 MW cada. No ano de 2008, a usina geradora atingiu o seu recorde de produção, com 94,68 bilhões de quilowatts-hora (kWh), fornecendo

90% da energia consumida pelo Paraguai e 19% da energia consumida pelo Brasil. Sabendo que a usina hidrelétrica de Itaipu possui 20 turbinas, cada uma fornecendo uma potên-cia elétrica útil de 680 MW, a partir de um desnível de água de 120 m, e que, no complexo construído, as águas da repre-sa passam em cada turbina com vazão de 600 m3/s, estime o número de domicílios que deixariam de ser atendidos se, pela queda de um raio, uma dessas turbinas interrompesse sua operação entre 17 h 30 min e 20 h 30 min, considerando que o consumo médio de energia, por domicílio, nesse perío-do, seja de 4 kWh. Estime a massa, em kg, de água do rio que entra em cada turbina, a cada segundo.

a) 510.000 domicílios e 600.000 kg.b) 320.000 domicílios e 60.000 kg.c) 5.100 domicílios e 600 kg.d) 320 domicílios e 1.200.000 kg.e) 3.300 domicílios e 120.000 kg.

Para Fixar

Exercitando para o Enem

01 02 03 04 05 06

b c c d e e

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

a b d a d c d e d c

11 12 13

e b a