Fasc 02 2011

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Fasc 02 2011

  1. 1. Universidade Aberta do Nordeste e Ensino a Distância são marcas registradas da Fundação Demócrito Rocha. É proibida a duplicação ou reprodução deste fascículo. Cópia não autorizada é Crime. Física, Química e BiologiaJoão Karllos, Paulo Lemos e Ronaldo PaivaAntonino Fontenelle, Beto Aquino, Douglas Gomes, e suas Tecnologias Ciências da Natureza02
  2. 2. Caro Estudante com a área de Ciências da Natureza e suas Tec nologias, buscando l para o seu cotidiano. estaremos trabalhando antes de tudo, muito úti Neste segundo fascículo ser muito estimulante, e, presentes no ENEM: a Ene rgia, udo dessa área pode rtantes e sempre muito mostrar a você que o est três assuntos muito impo ceitos e contextualizando-os remos com o desses importantes con Nesse contexto trabalha o refletir sobre o significad a Radioatividad e e a Evolução, buscand em diversas situações. Bom estudo para você! Objeto do Conhecimento EnergiaPrezado estudante, como ocorre com as pessoas. Mas, na verdade, sou umaSelecionamos o conteúdo Energia para nessa seção inicial, única entidade.uma vez que esse assunto é abordado com grande frequ- — Isso está começando a se complicar! Você nãoência no Exame Nacional do Ensino Médio, tornando-se poderia ser mais explícita e dizer, afinal, quem éfundamental a compreensão desse conceito, bem como você?de suas conexões com a tecnologia, com a sociedade e — O problema está justamente aí. Eu até poderiacom o meio ambiente. Para ajudá-lo em sua busca pelo enunciar uma definição sobre o que sou... mas não acredi-acesso à universidade por meio do ENEM, procuramos, por to que isso torne as coisas mais fáceis. Vou tentar explicarintermédio dos textos que seguem, orientá-lo, fazendo-o de outra forma. As pessoas vivem falando a meu respeito.refletir acerca do tema, desenvolvendo suas habilidades e Você já deve ter ouvido ou falado algo do tipo: “Precisareiconstruindo suas competências. Assim, acreditamos que de energia para enfrentar o dia de hoje”, “Tive uma semanavocê poderá aprender de forma significativa sobre esse dura e estou sem energia para passear”, “Vou tomar algotema tão importante para as Ciências da Natureza e suas energético antes da partida de futebol”.Tecnologias. — É verdade... Eu mesmo já disse frases como es- O texto a seguir foi retirado do livro Faces da Energia, sas! Quer dizer que estava falando de você?de Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola. Os autores ini- — Estava, sim.ciam a obra com um suposto diálogo com a Energia, que — Em que outras situações você é mencionada?conta a respeito de sua natureza e das dificuldades que o — Vou dar como exemplo frases encontradas em jor-homem tem em defini-la. A seguir, vamos buscar, através nais, noticiários de televisão etc. Veja: “O aumento na ven-de resolução de exercícios, refletir a respeito do significado da de eletrodomésticos está levando o sistema energéticodesse importante conceito, contextualizando-o em diver- do Brasil ao colapso”, “Reajuste nas tarifas de energia elé-sas situações. trica tem impacto negativo nos índices de inflação”, “Cada vez mais a energia consumida na Europa vem das usinasO QUE É ENERGIA? nucleares”, “O Sol é nossa grande fonte de energia”, “É pre- — Qual o seu nome? ciso buscar fontes de energia não poluentes”. — As pessoas me chamam de Energia. — Por que tanta importância? — Quer dizer que esse não é seu nome? — É que sou relacionada à capacidade de realização — Na verdade não tenho nome próprio. As pessoas de tarefas. Quando alguém diz levantar-se da cama comme chamam como acham melhor. Até com nomes mais energia, na verdade está dizendo estar pronto para um dialongos, como energia elétrica, energia mecânica ou, ainda, repleto de atividades. Ao procurar um alimento energético,energia solar. está se preparando para uma tarefa difícil. Já o aumento na — Então, além do nome, você também é chamada venda de eletrodomésticos, que são aparelhos que realizampelo sobrenome? tarefas para as pessoas, vai requerer mais energia das usinas. — É mais ou menos isso... Em todos esses exemplos o que está em jogo é a relação — Mais ou menos? Esses complementos ao seu entre mim (Energia) e as tarefas a serem realizadas.nome não são sobrenomes? — Então você realiza tarefas? — É que, ao dizer “sobrenomes”, você poderia pensar — Digamos que seja quase isso. Não realizo tarefas.em um grupo de “indivíduos” que se divide em famílias, Quem faz isso são os corpos — como a enceradeira, o li-18
  3. 3. quidificador, a bomba de água, os animais e os próprios Depois dessa leitura, vamos buscar relacionar os con-seres humanos. Sou apenas uma forma de indicar a possi- ceitos que dialogam com a Energia, através de um mapabilidade de isso acontecer. conceitual: éDisponível em: <http://silviaroldaomatos.blogspot.com/2010/09/um-ser-humano-uma-lampada-acesa-ou.html>. — Parece complicado... — Não se preocupe em, nesse momento, encontrar umadefinição 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 tantaspessoas referindo-se a você no dia a dia, com o tempovou acabar entendendo-a melhor. Vamos discutir melhor algumas proposições presentes — Mas tome cuidado! Nem sempre as pessoas se re- no mapa. Primeiramente, todo sistema – que pode ser umferem a mim de forma correta. Por ser popular, sou usada corpo (uma bola, por exemplo) ou um conjunto de corpospara exprimir as mais variadas situações. Às vezes, as pes- (os ingredientes presentes em uma panela ao fogo, porsoas exageram e me utilizam para explicar até o que elas exemplo) – possui uma certa quantidade de energia. Essaainda não conhecem bem. energia torna-o capaz de realizar trabalho – empurran- — Como assim? do um outro objeto, por exemplo – ou de fornecer calor, — Você já ouviu falar do “poder curativo das pedras”? aquecendo um corpo que esteja próximo a ele. — Acho que li algo a respeito... A presença de energia em um sistema está relacionada — Embora nem to- ao movimento dele ou de suas partes (energia cinética)dos acreditem nisso, e à interação entre partes desse sistema (energia poten-os que defendem essa cial). Podemos dizer que há energia nos ventos, devido aopropriedade das pedras movimento das moléculas do ar; nos alimentos, devido àsprocuram justificá-la interações eletromagnéticas nos compostos químicos; nasdizendo que elas pos- cachoeiras, devido ao movimento que a água adquire aosuem energia – ener- ser atraída pela Terra etc.gia mineral. O mesmo Devido às diferentes modalidades de movimento e deocorre com aqueles que interação, a energia acaba recebendo outros nomes: Ener-acreditam na existência gia Térmica (do movimento de agitação das moléculas deda telepatia, assegu- um corpo), Energia Eólica (do movimento do ar), Energiarando que as pessoas Química (das interações eletromagnéticas presentes nospodem enviar e receber compostos químicos), Energia Nuclear (devido à interaçãomensagens sem o uso entre os prótons e nêutrons no interior do átomo) etc.da palavra: apenas a for- O ser humano, em seu cotidiano, necessita de energiaça da mente. Dizem que Disponível em: <http://tudojoia.blog.br/blog/ para mover-se, para mover objetos, para iluminar ou para wp-content/2009/09/poder-pedras.jpg>isso acontece através da aquecer. Uma vez que energia é algo que não se podeenergia. Apesar de ficar lisonjeada em ser citada nesses ca- criar ou destruir (apenas transformar), torna-se importantesos, estou certa de que as pessoas dizem isso sem saber o o domínio da transformação de todas as formas de energiaque realmente ocorre nesses processos. em alguma que seja útil ao homem. A missão de produzirFIGUEIREDO, Aníbal; PIETROCOLA, Maurício. Faces da energia:livro texto. São Paulo: FTD, 2000. equipamentos capazes de fazer essa tarefa com o melhor Universidade Aberta do Nordeste 19
  4. 4. rendimento possível é função da Tecnologia, representa- c) Parte da energia cinética perdida pelo veículo durante o pro-da, principalmente, pelos engenheiros. Fala-se em rendi- cesso de frenagem é armazenada no KERS na forma de ener-mento porque, na natureza, a maior parte das transfor- gia elétrica, para posterior utilização, durante a corrida.mações de energia acaba culminando com “produção” d) A energia não pode ser conservada, caso não se utilize o KERS. Assim, utilizando apenas os freios tradicionais, a ener-de energia térmica (devido a atritos ou ao efeito térmico gia, durante o processo de frenagem, é destruída.– joule – das correntes elétricas) que, muitas vezes, não é e) Durante a aceleração do veículo, retomando a energia ciné-o objetivo final. 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. Questão Comentada Solução Comentada: Pelo que pudemos perceber do tex- |C1-H2| to, parte da energia cinética do veículo, com o sistema KERS, é, Leia o texto a seguir, adaptado do site Webmotors: durante o processo de frenagem, armazenada em uma bateria A Fórmula 1 apresentou uma nova tecnologia, que, teorica- elétrica. Assim, nesse processo, converte-se energia cinética emmente, torna os carros mais ecologicamente corretos. O Sistema energia elétrica, mesmo que ainda haja alguma produção dede Recuperação de Energia Cinética, ou KERS, é um dispositivo energia térmica, quer por atrito, quer por efeito joule. Essa ener-usado para converter parte da energia desperdiçada nas frena- gia armazenada na bateria será convertida novamente em ciné-gens em energia de tipos mais úteis, que então pode ser utilizada tica, quando o piloto pressionar o botão que aciona o sistema,para aumentar a potência dos carros. acelerando vigorosamente. Parece bastante complicado, mas não é. A física básica do Resposta correta: cKERS é explicada em quase todas as escolas de ensino médio.Tudo se baseia no fato de que a energia não pode ser criada oudestruída, mas pode ser convertida eternamente. Quando vocêdirige seu carro nas ruas, ele possui energia cinética; quando Para Fixarvocê freia, a maior parte dessa energia é convertida em energiatérmica (é por isso que os carros rápidos precisam manter seus |C6-H21|freios frios). 01. Leia o texto a seguir. Em um veículo equipado com o KERS, quando o piloto freia, “A partir de extensa experimentação e desenvolvimentoa maior parte da energia cinética ainda é convertida em térmi- tecnológico utilizando as propriedades descobertas da energiaca, mas uma parte é tratada de maneira diferente e armazenada elétrica, ficou evidente sua versatilidade e utilidade. A grande re-no carro. Quando o piloto pressiona seu botão de impulso, essa volução provocada pela iluminação das ruas e casas foi a confir-energia armazenada é novamente convertida em energia ciné- mação de que a eletricidade tinha chegado para ficar. Tornava-setica, e de acordo com o regulamento atual da Fórmula 1, pode necessário então, desenvolver maneiras de gerar essa eletricida-proporcionar 80 cv extras por pouco menos de sete segundos. de em grande escala, uma vez que a demanda de eletricidadeAdaptado de: <http://www.webmotors.com.br/wmpublicador/ não parava de crescer. A geração de eletricidade se tornou entãoAutomobilismo_Conteudo.vxlpub?hnid=41931>. algo imprescindível ao desenvolvimento. A primeira usina comercial de energia elétrica foi instalada emKERS, energia extra na corrida Nova York, em 1883, e possuía seis geradores movidos por máqui- Novidade de 2009, o KERS voltou. Nas freadas, um gerador nas a vapor. Nessa usina ocorre um conjunto de transformaçõestransforma parte da desaceleração do carro em eletricidade, que em sequência até se chegar à forma de energia desejada.”fica armazenada numa bateria. Ao toque de um botão, essa ener- BURATTINI, Maria Paula T. de Castro. Energia: uma abordagemgia alimenta um motor elétrico que ajuda o motor principal, por multidisciplinar. São Paulo: Livraria da Física, 2008.alguns segundos, com até 80 cavalos. 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,Disponível em: <http://epoca.globo.com/infograficos/670_F1/670_f1.swf>. converter a energia cinética da turbina em elétrica. Considerando o texto e a figura, assinale a alternativa correta. c) a energia química da biomassa é convertida diretamentea) A energia cinética é conservada em todo o processo de fre- em energia cinética das turbinas que, após movimentar um nagem, quer seja com o sistema de freios a disco tradicional, conjunto de ímãs, produz indução eletromagnética em um quer seja com o KERS. solenoide, proporcionando a geração de energia elétrica.b) A energia cinética perdida pelo veículo durante o processo d) a energia calorífica da biomassa é convertida em energia tér- de frenagem é completamente convertida em energia tér- mica, através da combustão. Essa energia é utilizada para a mica, que é armazenada no KERS, para ser utilizada posterior- realização de trabalho mecânico sobre as pás de uma turbi- mente, durante a corrida. na, que irá movimentar um conjunto de ímãs, proporcionan-20
  5. 5. do a conversão em energia elétrica através da indução. cuja atividade seja sedentária, precise ingerir, através de suae) a energia térmica presente na biomassa é convertida em calor, alimentação, a quantidade de 2.200 quilocalorias por dia. Sa- através da combustão. Esse calor é fornecido à água que, ao bendo que 1 quilocaloria equivale a aproximadamente 4.200 vaporizar-se, expande-se realizando trabalho sobre um circui- J, a potência de consumo de energia de um ser humano to elétrico, convertendo toda a energia em corrente elétrica. assemelha-se à potência de: a) um relógio digital, de pulso.|C5-H18| b) uma lâmpada miniatura, de lanterna.02. A fim de realizar suas tarefas cotidianas, o ser humano neces- c) uma lâmpada incandescente comum. sita de energia. Ao realizar trabalho, o homem “gasta” ener- d) um ferro elétrico. gia, que precisa ser reposta para poder continuar desempe- e) um chuveiro elétrico. nhando suas atividades. Estima-se que um homem de 65 kg, Fique de Olho Guariglia, Viggiano e Mattos fizeram um estudo acerca das quanto dos pontos de vista sociais e ambientais. Quanto à questões que já apareceram no ENEM sobre energia até o abordagem relacionada à temática ambiental, é frequente ano de 2009. O resultado do trabalho completo deles foi o direcionamento para o estabelecimento de uma matriz publicado no VII Encontro Nacional de Pesquisa em Edu- energética que utilize fontes menos agressoras ao meio cação em Ciências com o título: “Categorias de questões ambiente e que possam ser viáveis economicamente para sobre energia no ENEM”. o Brasil. Disponível em: <http://www.foco.fae.ufmg.br/pdfs/1519.pdf.>. O potencial brasileiro foi substancialmente citado nos mais diversos pontos de discussão. Foi destacado seu po- A seguir, transcrevemos o resultado dessa pesquisa: tencial de desenvolvimento de tecnologias de geração de energia e, em alguns momentos, foi ressaltada a pos- “A análise [...] nos sinaliza algumas características re- sibilidade do Brasil tornar-se um exportador de energia. correntes de abordagens de energia elétrica nas provas do Quanto ao problema de produção de energia, o mundo Enem de 2004 a 2008, permitindo-nos inferir sobre possí- todo procura respostas muito similares às do Brasil, pois veis perspectivas comuns. Algumas dessas perspectivas se quase todos esperam desenvolver e implantar tecnologias referem à abordagem do conceito de energia para avaliar menos poluentes e diminuir a dependência do petróleo. A a capacidade de interpretação crítica dos estudantes em grande questão que acompanha a energia nos seus con- relação aos contextos delimitados pelas questões. Pois, fre- textos globais está associada a como se desenvolver eco- quentemente, na abordagem do tema, as questões têm nomicamente prejudicando o mínimo possível ao meio como “pano de fundo” uma problemática que envolve ambiente, ou seja, desenvolvimento sustentável, pois as uma região ou uma época. Com essa característica, identi- atuais fontes não possibilitam uma boa relação entre esses ficamos que as questões, em geral, trazem fatos e proble- aspectos.” mas atuais que ocorrem no Brasil, relacionados, sobretudo, a fatores econômicos e ambientais. Conclusão As formas de energia escolhidas, química e elétrica, Portanto, para ficar “antenado”, não deixe de visitar os sites indicam um papel fundamental no desenvolvimento tec- na Internet que abordam as relações entre ciência, tecno- nológico e científico de um país. Com isso, as abordagens logia e sociedade como, por exemplo, <http://www.ino- relacionadas a esses tipos envolveram modelos de gera- vacaotecnologica.com.br>, que já apareceu em diversas ção atuais e possíveis para o futuro. As questões analisadas questões, não apenas no contexto de energia. nesse período trouxeram problemáticas comuns da atu- Finalmente, é importante ler sempre os enunciados alidade ligadas à forma como são geradas e às soluções das questões com atenção. Neles se encontram informa- dos problemas enfrentados com as atuais fontes gerado- ções imprescindíveis para a correta contextualização das ras das mesmas. Os problemas se atentam à eficiência de informações nos itens. Portanto, não se esqueça: o texto cada uma das fontes energéticas. Nesse sentido, algumas não é só um pretexto! questões que abordam o tema indicaram formas alterna- tivas e mais eficientes, tanto do ponto de vista econômico Universidade Aberta do Nordeste 21
  6. 6. Objeto do Conhecimento RadioatividadeOlá, caro vestibulando.Nesta segunda seção trataremos de um assunto muitoútil para o seu cotidiano, mostrando a você que o estu- Particula Ndo da Química pode ser muito estimulante e aplicado à beta Nnossa realidade. N NN Provavelmente você, ao falar sobre radioatividade, N N N Nlogo se lembra de desastres em usinas nucleares e dos N N Força eletromagnética repulsivariscos que a exposição à radiação pode oferecer. É bomsaber que a radioatividade está presente em nosso dia adia, desde a geração de energia elétrica até o uso de isó- Força nuclear Raiotopos radioativos na medicina, passando pelas pesquisas gama atrativasobre conservação de alimentos e exames radiológicos.Evidentemente, o uso da radioatividade deve ser controla- Disponível em: <http://www.glogster.com/glog.php?glog_id=8177344&scale=do para que danos não sejam causados ao meio ambiente 54&isprofile=true>.e ao homem. Em 1896, o físico francês Henri Becquerel descobre A geração de energia elétrica através de reações de fis- acidentalmente que o sal duplo de potássio e urânio,são nuclear em reatores de usinas nucleares tem sido lar- K2UO2(SO4)2, sensibiliza chapas fotográficas sem prévia ex-gamente discutida ultimamente devido ao acidente em citação. É a descoberta da radioatividade. Em 1898, PierreFukushima, no Japão, quando um terremoto seguido de Curie (físico francês) e Marie Curie (física polonesa) isolamtsunami causou um acidente cujos danos ao ambiente e à o polônio de um minério de urânio. Esse elemento é cercapopulação ainda não puderam ser completamente quanti- de 300 vezes mais radioativo que o próprio urânio. Depois, em 1910, Marie Curie isola também o rádio. Em 1903, o ca-ficados. Alguns países são muito dependentes da energia sal ganha o Prêmio Nobel de Física pelas pesquisas sobrenuclear, como a França e o próprio Japão, enquanto outros, radioatividade. No começo do século XX, o físico neoze-como o Brasil, pouco utilizam esse recurso energético, em landês Ernest Rutherford faz experimentos que revelam arelação a outras formas de produção de energia elétrica. existência de um núcleo atômico e consegue identificar Contudo, não é somente na geração de energia elé- dois tipos de radiação: alfa e beta.trica que a energia nuclear vem sendo utilizada. Algunsprodutos mais perecíveis, como morangos e figos, são Os principais tipos de radiação são:bombardeados com radiação para evitar a proliferação de Alfa (2 4): partículas positivasmicrorganismos no alimento. Exames médicos, como ra- Núcleos atômicos instáveis, geralmente de elevada massadiografias e tomografias, também fazem uso de emissões atômica, emitem radiação alfa, que é constituída por doisde radiação para diagnosticar doenças e tumores. prótons e dois nêutrons. Esta é a forma “mais rápida” de O estudo e pesquisa sobre o uso de radioatividade são procurar a estabilidade, pois cada partícula alfa tem nú- mero atômico 2 e número de massa igual a 4. Sendo as-essenciais para que os benefícios sejam alcançados sem sim, a cada partícula alfa emitida por um núcleo instável,que ocorram prejuízos ao homem ou ao ambiente. Vamos o número de prótons reduz duas unidades e o número dea um pequeno resumo teórico. massa quatro. Essa radiação apresenta baixo poder de pe- netração e alto poder ionizante (capacidade de ionizar o arResumo téorico por onde passa).A radioatividade é um fenômeno estritamente nuclear, Neutronque consiste na emissão, espontânea ou provocada, de Núcleoradiações (partículas ou ondas eletromagnéticas). Os ele- Protonmentos radioativos naturais emitem fundamentalmente 3tipos de radiação: alfa (2 prótons e 2 nêutrons) , beta (elé-trons acelerados) e gama (ondas eletromagnéticas de altafrequência). Partícula Alfa Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica-nuclear/radiacao-alfa/>.22
  7. 7. Beta (–1 0): elétrons acelerados ar. O Japão não tem, no momento, outra solução. A Alemanha, corajosamente, iniciou um plano que fechará, gradualmente,Outra forma de um núcleo atômico se estabilizar é quando suas usinas nucleares até 2022. A Itália referendou a extinção daexiste um número bem maior de nêutrons do que de pró- energia atômica.tons. Nesse caso, poderá ocorrer a transformação de um O tema é controverso. Existem defensores da energia nucle-nêutron em um próton. Para essa transformação ocorrer, e ar que a consideram “limpa”. Estes alegam que, se um grandea quantidade de prótons aumentar em relação a de nêu- terremoto atingisse Itaipu, teríamos uma catástrofe, além dos im-trons, é necessário que ocorra a liberação de um elétron pactos ambientais causados pela construção, como no caso da(beta) pelo núcleo atômico. Ou seja, o núcleo atômico irá Hidrelétrica de Belo Monte, no Pará, e de outras a serem erguidasemitir e liberar um “elétron”, ou melhor, uma sub-partícula no Pantanal. Os contrários às usinas nucleares acham que os de-carregada negativamente. O poder de penetração é bem sastres de outras usinas ceifam vidas no momento do desastre, e,maior do que a alfa, mas em compensação possui menor no caso da usina nuclear, mortes ocorrem a longo prazo, comopoder ionizante. em Chernobyl. O desastre no Japão nos leva a buscar energias que não sa- Também é possível a emissão de pósitrons, uma espé- crifiquem vidas. Vários meios alternativos já existem ou estão emcie de antielétron (antimatéria). Esse processo só ocorre pesquisa. A energia dos freios de carros da Fórmula 1 já é reapro-devido à transmutação de um próton em um nêutron. Os veitada. As energias eólica e solar estão a se desenvolver. Já sepósitrons são elétrons positivos emitidos por núcleos com estuda o aproveitamento da energia das ondas do mar (...)”.razão nêutron/próton < 1. Sobre as formas de obtenção de energia citadas no tex- (beta) to e seus conhecimentos sobre o assunto, está correta a afirmação: a) A obtenção de energia a partir do átomo se baseia em proces- (pósitron) sos de fusão nuclear, semelhantes aos que ocorrem no Sol.Partícula beta b) Um dos pontos positivos da utilização da energia nuclear é aDisponível em: <http://www.educacional.com.br>. inexistência de resíduos radioativos após o processo de fissão do combustível nuclear.Gama (0 0): ondas eletromagnéticas de alta frequência c) A energia gerada em hidrelétricas não apresenta impactoA radiação gama, por ser uma onda eletromagnética da ambiental algum.mesma natureza da luz, viaja com a mesma velocidade d) A energia gerada a partir dos ventos, a energia solar e a ener-desta, a 300.000 km/s (no vácuo) e, por isso tem um poder gia proveniente do movimento de ondas do mar são formas com impacto ambiental praticamente nulo quando compa-de penetração muito elevado. Isso acontece por ela não radas com as formas hoje mais utilizadas.ser partícula, mas sim onda, além do fato dela não possuir e) A Alemanha ainda aposta no uso da energia nuclear para ge-carga elétrica (nem positiva, nem negativa). Já o poder io- ração de energia elétrica.nizante é considerado menor do que o da alfa e beta. Solução Comentada: A energia elétrica gerada em uma usi- na nuclear se baseia no processo de fissão de núcleos pesados, como U235, 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-Disponível em: <http://fisicamoderna12a.blogspot.com/>. 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 Assim, o poder de penetração das radiações é: > > . 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- Questão Comentada tal possível. Finalmente, segundo o texto, a Alemanha pretende desativar gradualmente suas usinas nucleares até o ano de 2022.| C7-H26| Resposta correta: dO 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 Para Fixarenergia, de preferência fontes renováveis. Analise um trecho doartigo “O homem e a energia”, do educador Tales de Sá Cavalcan- |C7-H27|te, publicado no jornal O POVO em sua edição do dia 24/06/2011. 03. Leia o texto a seguir. “Após a catástrofe no Japão, o mundo, cada vez mais tecno-lógico e, por isso, dependente de energia, questiona sua obten- A reserva de urânio de Santa Quitériação a partir do átomo. e a energia nuclear Deveríamos acabar de vez com as usinas nucleares? Impossí- O depósito de Santa Quitéria está localizado a cerca de 250vel. Ainda há países dependentes da energia atômica. A França, km de Fortaleza, na parte central do Estado do Ceará. A jazida depor exemplo, tem cerca de 80% da sua energia de origem nucle- Santa Quitéria possui reservas geológicas de 142,5 mil toneladas Universidade Aberta do Nordeste 23
  8. 8. de urânio associado ao fosfato. Nesse minério, 8,9 milhões de to- |C6-H23|neladas são de P2O5 e 79,3 mil toneladas são de U3O8. 04. Leia o texto a seguir. Embora seja a maior reserva de urânio que o país possui, aviabilidade econômica é dependente da exploração de fosfato Mais perto da fusão nuclear controladaassociado. Isso significa que a extração de urânio está condicio- Cientistas norte-americanos ultrapassaram uma etapa con-nada à produção de ácido fosfórico – insumo utilizado na indús- siderada crucial para a fusão nuclear controlada – processo quetria de fertilizantes e de refrigerantes. poderia resultar em fonte inesgotável de energia limpa e resolver Acelerar o aproveitamento das jazidas de urânio do país é problemas relacionados a combustíveis fósseis.uma das diretrizes da estratégia nacional de defesa. Lançado pelo Os pesquisadores conseguiram produzir um nível de energiaentão presidente Lula, em dezembro de 2008, o plano é a defesa sem precedentes, informou a Administração Nacional de Segu-do domínio da tecnologia nuclear. O mundo tem hoje algo em rança Nuclear dos Estados Unidos. Os cientistas americanos con-torno de 400 usinas nucleares, baseadas em fissão, em funciona- seguiram produzir 1 megajoule com a concentração simultâneamento. A demanda de urânio é estimada em 64 mil toneladas/ de 192 raios laser a uma temperatura de 111 milhões de grausano. O Brasil possui a sétima maior reserva desse minério, apesar Celsius, num tubo do tamanho de um apontador cheio comde ser um urânio empobrecido, com aproximadamente 99% do deutério e trítio.isótopo 238 e 1% do isótopo 235. A fusão nuclear é o motor das estrelas e sua produção artifi- O enriquecimento do urânio requer uma grande tecnologia, cial forneceria uma alternativa ilimitada e de geração limpa parajá dominada pelo Brasil. O urânio enriquecido de 3% a 7% de U235 substituir o recurso minguado das reservas de combustíveis fós-é suficiente para alimentar um reator nuclear de uma usina. A seis. No entanto, até agora, a fusão controlada representa um de-bomba já exige um grau maior que 90%. A energia gerada no safio tecnológico, devido às altíssimas temperaturas e pressõesprocesso de fissão de 1 g de U235 é o equivalente a 25 toneladas envolvidas.de TNT. Texto adaptado do Portal Terra, acessado em 29 de janeiro de 2010.Texto adaptado do Jornal da Ciência e UNB – Santa Quitéria, ligada ao Ministérioda Ciência e Tecnologia. O texto revela claramente que a fusão nuclear: a) é um processo físico de transformação, em que elementos Sobre o tema explorado no texto, é possível afirmar. são transmutados em outros mais estáveis, em condições ex-a) O urânio natural é empobrecido porque possui um baixo tremas de temperatura e pressão. teor do isótopo 238, menos físsil e, dessa forma, exige maior b) é uma fonte de energia limpa, pois evita a emissão de ga- massa crítica para manter a reação nuclear em cadeia. ses poluentes que contribuem para o efeito estufa. A grandeb) A viabilidade na exploração do urânio está associada à ex- desvantagem é o lixo radioativo produzido. ploração do fósforo. Esses dois elementos são encontrados c) realizada com os isótopos do hidrogênio descrita no texto, na reserva de Santa Quitéria, na forma de ácidos inorgânicos gera energia suficiente para vaporizar 180 kg de água (en- oxigenados. talpia de vaporização = 40,7 kJ/mol de água líquida; massac) A fissão nuclear do urânio enriquecido de 3% a 7% de U235 é molar da água = 18 g/mol). uma reação em cadeia controlada. A grande quantidade de d) dos isótopos do hidrogênio, que ocorre nas estrelas, tem energia liberada nesse processo converte-se em eletricidade, como produto átomos de hélio. Durante esse processo há na usina termonuclear. grande liberação de energia sem os danos ambientais dosd) O programa nuclear no mundo tende a ser extinto, pois a combustíveis fósseis. única fonte de energia atômica é a fissão, e o único elemento e) até agora possui como grande desafio reduzir as altíssimas radioativo é o urânio, cuja meia-vida é inferior a 10 dias. temperaturas exigidas. Isso será possível com o desenvol-e) Os dados revelados no texto mostram claramente que o vimento de catalisadores e inibidores adequados para Brasil está investindo no campo da energia atômica, mesmo essa reação. sabendo que uma reação química produz mais energia que uma fissão nuclear. Fique de Olho ACIDENTES NUCLEARES Apesar de ser relativamente recente o uso da radioati- Entre 1969 e 1979 foram relacionados 169 acidentes vidade, a história já conta com vários acidentes envolven- cuja gravidade poderia ter causado a fusão do núcleo do do fontes radioativas e usinas nucleares. reator, o pior tipo de acidente nuclear possível. De todos O acidente ocorrido em Chernobyl (ex-URSS), em abril de os acidentes desse período, o mais sério foi o de Three Mile 1986, embora o mais grave, é apenas um de uma grande Island (EUA) em 1979. Nesse caso, o núcleo chegou a fun- série. O primeiro conhecido foi o incêndio ocorrido em ou- dir, apesar de tal fato ter sido ocultado à época. Em todo o tubro de 1957 num reator nuclear em Windscale, na Ingla- caso, foi pouca a radiação liberada para o ambiente. Esse terra. As consequências desse acidente nunca foram sufi- acidente deixou clara a falta de treinamento do pessoal e a cientemente esclarecidas. Tal reator continua em atividade falha nos sistemas de alarmes. após 300 acidentes de diversas proporções, rebatizado de O acidente de Chernobyl ocorreu justamente duran- Sellafield. te um teste para aumentar a segurança, no momento em24
  9. 9. que o reator estava sendo desacelerado para a limpeza No dia 13 de setembro, dois catadores de papel rouba- anual, isto é, a retirada de cerca de uma tonelada de resí- ram um aparelho de radioterapia, que estava em desuso, duos altamente radioativos. Por “erro humano”, deu-se o de um prédio abandonado, o Instituto Goiano de Radio- superaquecimento do núcleo, danificando o sistema de terapia. O aparelho foi vendido a um ferro-velho, após ter controle da fissão nuclear. A formação de gás hidrogênio sido desmontado. Violaram um cilindro metálico que con- e sua consequente explosão arremessou partes do teto da tinha a fonte radioativa, o 137Cs, o qual foi levado para casa usina. Foram lançados na atmosfera radionuclídeos com pelo dono do ferro-velho. Uma luz azulada, proveniente mais de 43 milhões de curies, contaminando quase toda a do pó contido no cilindro, encantou as pessoas. A misterio- Europa (1 curie corresponde a 3,7 . 1010 desintegrações/s). sa “purpurina” foi distribuída entre amigos e parentes, dan- Com trinta focos de incêndio e chamas que chegaram do início a uma contaminação por 137Cs de cerca de 250 a 500 m de altura, os bombeiros conseguiram controlar a pessoas e uma dezena de localidades. Vômitos, diarreias, situação catorze dias após o acidente. Quase mil pessoas tonturas e queimaduras nos braços levaram a família ao foram hospitalizadas com intoxicação radioativa, muitas hospital. Somente duas semanas após o acidente a ques- com graves lesões. Até o final do ano de 1986, 31 mortes tão chega à Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), foram relatadas. Cerca de 150 mil pessoas foram retiradas que acionou então um plano de emergência. Internações da chamada zona de segurança, num raio de 30 km ao re- e descontaminação dos locais mobilizaram a CNEN e os dor da usina. A cidade de Chernobyl é hoje um lugar aban- médicos do Rio de Janeiro. Em outubro, registraram-se donado, uma cidade fantasma. O reator número 4, onde várias mortes, entre elas a de uma menina de 6 anos que houve o acidente, foi isolado por uma cúpula de concreto havia passado o pó radioativo pelo corpo e ingerido um por um prazo indeterminado, séculos, talvez. Os reatores 1, pouco, ao comer com as mãos contaminadas. 2 e 3 voltaram ao funcionamento. Todo o lixo radioativo foi transportado para um ter- Até seis dias após o acidente, uma nuvem de radionu- reno, a 20 km do centro de Goiânia, e depositado sobre clídeos varreu os ares da Escandinávia, Polônia, Alemanha plataformas de concreto. Este foi o local escolhido para o e da própria União Soviética. Depois disso, a mudança na armazenamento provisório dos rejeitos, após uma polê- direção dos ventos levou a nuvem radioativa para o restan- mica que envolveu as autoridades de vários Estados bra- te da Europa, ficando menos atingidos Portugal, Espanha e sileiros, que se recusaram a receber o material. Depois de França. Os radionuclídeos que se depositaram no solo con- muitas discussões, protestos, jogo de “empurra-empurra”, taminaram toda a vegetação, comprometendo as pasta- o governo Sarney resolveu a questão do lixo de Goiânia gens do gado e, consequentemente, a carne, o leite e seus criando um Projeto de Lei em que fazia a distinção entre derivados. O consumo desses alimentos contaminados e dejetos radioativos e dejetos nucleares, ou seja, o acidente sua comercialização internacional têm gerado polêmicas radioativo de Goiânia não teria nada a ver com o Progra- até os dias de hoje. O Brasil, por essa época, comprou carne ma de Energia Nuclear Nacional, logo caberia ao próprio que até 1992 estava conservada sob congelamento. Esti- Estado de Goiás armazenar seu “lixo radioativo”, e assim ma-se que, nos próximos anos, aproximadamente 9.000 seria no caso de outros acidentes semelhantes. Ainda hoje pessoas, de cada 5 milhões, poderão morrer de câncer na permanece, a céu aberto, o “lixo radioativo” em seu local Ucrânia, na Polônia e na Romênia. provisório. Além dos acidentes ocorridos nas usinas nucleares, Quanto aos locais atingidos pelo 137Cs, apresentam vários outros acidentes envolvendo fontes radioativas têm atualmente taxas de radiação inferiores às de Guarapari ou ocorrido em diversas partes do mundo. Entre eles, um aci- de Poços de Caldas, locais de exposição radioativa natural. dente com uma fonte de 60Co, de um aparelho de radio- De fato, os locais contaminados já haviam sido liberados terapia, que aconteceu no México, em 1983. Em 1987, um para a população cinco meses após o acidente. acidente semelhante ocorreu em Goiânia (Goiás), com con- NOVAIS, Vera. Química 3 – Estrutura da Matéria e Química Orgânica. São sequências bem mais sérias que as do acidente do México. Paulo: Atual. 1993. Objeto do Conhecimento EvoluçãoDando continuidade aos nossos estudos na área de Ciên- Exemplos:cias da Natureza e suas Tecnologias, neste último assunto 1. Leigo: Meu telefone representa a evolução dos celulares.deste fascículo abordaremos um importante conceito des- 2. Biólogo: A população encontra-se em evolução e seusa área do conhecimento: a Evolução. futuro é incerto. A palavra evolução pode ser aplicada em diferentes Note que no exemplo 1 temos o sentido de melhoria, ocontextos e possui diferentes significados. Em uma lin- que não ocorre no exemplo 2.guagem leiga pode significar melhoria, todavia em uma A Biologia apresenta uma ampla área de conhecimen-linguagem biológica o termo deve ser entendido como tos, pois tem como objeto de estudo a vida. A compreen-mudança. são correta do conceito de evolução nos levará à unifica- Universidade Aberta do Nordeste 25
  10. 10. ção da Biologia, como podemos observar pelas palavras As ideias de Lamarck mostram-se inadequadas parade Theodosius Dobzhansky: a compreensão cientificamente correta dos fenômenos evolutivos.“nada em Biologia faz sentido exceto à luz da evolução”.T. Dobzhansky Nós humanos temos como uma de nossas qualida- Darwindes a curiosidade. Perguntas iniciadas com “por que” são Segundo Darwin, a evolução deve ser entendida como aconstantemente formuladas desde a mais tenra idade e às modificação na descendência ao longo das gerações devezes deixam os pais aflitos para a elaboração de uma res- uma população. Em outras palavras, para que haja evolu-posta adequada. ção é necessário que haja variações entre os descendentes1. Por que os peixes têm brânquias?2. Por que a girafa possui um pescoço tão longo? de uma população.3. Por que existem bactérias resistentes a antibióticos? A famosa seleção natural seria o mecanismo que atu-4. Por que existe o câncer? aria sobre essa variação de seres, eliminando aqueles que5. Por que ratos têm hábitos noturnos? não apresentam características que permitam seu sucesso6. Por que não conseguimos extinguir o mosquito na competição por recursos (habitat, parceiros ou comida). transmissor da dengue? Entende-se então que, esse processo, atuando por São apenas algumas perguntas que podem ser formu- muitas gerações, acarretaria a modificação de uma popu-ladas com o “por que”. Para respondermos questões inicia- lação, podendo a mesma extinguir-se ou aumentar suadas dessa forma, precisamos entender o processo evoluti- representatividade em uma determinada área.vo como sendo um processo de mudança. A sobrevivência dos mais adaptados serve para iniciar Dois grandes cientistas são lembrados quando explo- as repostas às perguntas elaboradas anteriormente, poisramos o tema, são eles: Lamarck e Darwin. Resumimos, aseguir, suas interpretações sobre o processo evolutivo. as características exibidas pelos seres estão constantemen- te sendo selecionadas pelo ambiente, e o resultado parcialLamarck pode ser visto nas condições que momentaneamente ob-A Teoria da Evolução de Lamarck é fundamentada em dois servamos: girafas com longos pescoços, bactérias resisten-aspectos: tes, mosquitos resistentes etc.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. Observe na figura acima que os dois tipos existem ini-• a tendência dos seres para um melhoramento constante cialmente, mas, ao longo das gerações, o tipo dois torna-se rumo à perfeição. 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.Disponível em:<http://3.bp.blogspot.com/-3VRN3kBAI-U/TazHfjsCevI/AAAAAAAAAA0/qtHA45ahSyM/s1600/giraffe_lamark.jpg>.26
  11. 11. 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|Após a leitura do resumo acima, tente responder as se- 05. Os dois cartuns, de Garry Larson, apresentados a seguir, ilus-guintes questões. tram duas visões diferentes do processo evolutivo: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 umresultado parcial da sobrevivência diferencial dos seres. Questão Comentada No cartum A, movidos pelo excesso de população, vários ani-|C4-H15, H16| mais atiram-se ao mar, realizando assim um suicídio coletivo.Cepaea é um caramujo terrestre predado principalmente por Um dos animais, entretanto, possui uma boia. No cartum B,aves. Um estudo da distribuição das formas claras e escuras de algumas criaturas aquáticas jogavam beisebol e, por aciden-Cepaea em áreas de mata e em áreas abertas resultou no gráfico te, a bola foi lançada à terra. Para que o jogo prossiga é preci-a seguir. 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| Podemos afirmar que é cientificamente correto que: 06. Leia o texto a seguir.a) em áreas abertas encontraremos mais caramujos claros do Há algum tempo, a resistência a antibióticos vem-se tornan- que escuros, pois estes foram lentamente se transformando do um problema mundial de Saúde Pública, porque dificulta o naqueles. tratamento de infecções bacterianas.b) a seleção natural não atuou no estudo em questão. Analise a figura 1, em que está representada uma popula-c) indivíduos com conchas escuras sobrevivem melhor em lo- ção de bactérias que, logo após a introdução de antibiótico, se cais claros, pois enfrentam uma menor competição. tornou resistente. Atualmente, os antibióticos são utilizados emd) encontraremos, nas áreas escuras, mais indivíduos escuros, larga escala tanto em países desenvolvidos quanto naqueles em pois o uso da concha induziu a produção de pigmentos. desenvolvimento. Analise a tabela (Figura 2), em que está indica-e) o gráfico pode ser explicado a partir da sobrevivência dife- da a quantidade de antibióticos utilizada nos Estados Unidos, em rencial de indivíduos submetidos à seleção natural. diferentes situações. Universidade Aberta do Nordeste 27
  12. 12. Figura 1 Após a leitura do texto e a análise das figuras, marque a op- Sensível ao antibiótico ção correta. ampicilina Introdução do a) O uso de antibióticos favorece o aparecimento de bactérias antibiótico Resistente ao antibiótico resistentes, pois o medicamento favorece a ocorrência de va- ampicilina ampicilina 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 desenvolvimentoFigura 2 de antibióticos mais potentes em seu mecanismo de ação. Quantidade de d) O incentivo à pesquisa será fundamental, pois o desenvolvi- Uso de antibiótico mento de cepas mutantes sensíveis aos antibióticos devem antibiótico/ano ser produzidas com o objetivo de competir com as resisten- No tratamento de doenças tes e levá-las à extinção. 11,5 . 106kg infecciosas em seres humanos e) O aparecimento abundante de bactérias resistentes é o resul- Em rações para animais 7,0 . 106kg tado da seleção natural atuando sobre a variedade de bacté- rias existentes. Na agricultura 4,5 . 106kg Fique de Olho A convivência em sociedade permite a nós humanos A manutenção dessa variabilidade deve, penso, ser a compensação de nossas deficiências individuais, afinal, mantida e respeitada por cada um que compõe nossa es- diferimos quanto à imunidade, à força, criatividade, eloqu- pécie. Somente com o exercício da tolerância e respeito ência, cor de pele, ao condicionamento físico, à acuidade às opiniões divergentes de nossos semelhantes estaremos, visual, às aspirações políticas, à fertilidade, à coordenação verdadeiramente, contribuindo para a democracia e acima motora, à afinidade musical e muitas outras características. de tudo para a evolução e adaptação de nossa sociedade. Todavia conhecemos sempre pessoas diferentes que apre- Cabe a nós, integrantes de uma sociedade que visa a sentam qualidades as quais não possuímos. igualdade de oportunidades para todos, ampliarmos, de Essas diferenças, ou seja, essa variabilidade, nos tor- forma ética, o conhecimento científico para a construção nam dependentes da vida em sociedade, logo, a diversi- de um mundo mais justo e adaptado às mudanças. dade torna nossa população bem-sucedida mediante a seleção natural a qual estamos constantemente expostos. Sem variação não há evolução. Disponível em: <http://jbatistap.blogspot.com>. Disponível em: <http://inglesmaistic.blogspot.com>. Disponível em:<http://www.mudodastribos.com>. Exercitando para o Enem|C5-H18| 1. Pilha de rádio01. Conforme foi discutido até aqui, os processos físicos envol- 2. Gerador de usina hidrelétrica vem conversão de energia de uma forma em outra. Vários 3. Chuveiro elétrico equipamentos são construídos objetivando alguma forma 4. Alto-falante de conversão. Associe corretamente a coluna superior com a 5. Máquina a vapor coluna inferior e indique a alternativa que relaciona correta- mente as colunas. Transformação de tipo de energia: Dispositivo: a. Elétrica em Mecânica28
  13. 13. b. Elétrica em Térmica b) A transferência de calor de um corpo para outro só é possívelc. Térmica em Mecânica se houver um meio condutor de calor entre eles, caso contrá-d. Química em Elétrica rio, haverá isolamento térmico.e. Mecânica em Elétrica c) Quando se transfere calor a um cubo de gelo, independente-a) 1–d; 2–e; 3–b; 4–a; 5–c mente de sua temperatura, ele irá derreter-se, aumentandob) 1–d; 2–a; 3–b; 4–e; 5–c sua quantidade de calor latente.c) 1–b; 2–e; 3–d; 4–a; 5–c d) A transferência de calor a um corpo é capaz de aumentar suad) 1–d; 2–b; 3–c; 4–a; 5–e energia interna, acarretando ou o aumento da energia cinéti-e) 1–b; 2–a; 3–d; 4–e; 5–c ca média de suas moléculas (temperatura) ou o aumento da energia potencial associada à agregação dessas moléculas,|C3-H8| provocando mudança de estado físico.02. Leia o texto a seguir. e) Calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos que “Para ser gerada, a energia elétrica passa por processos que possuem temperaturas diferentes, fluindo espontaneamenteatingem fatalmente o meio ambiente. Com o aumento desmedi- para o corpo de menor temperatura, acarretando necessaria-do do seu consumo e a manutenção de sua forma tradicional de mente seu aquecimento.obtenção, criam-se sérios riscos para a vida em nosso planeta. Existem várias fontes para obtenção da energia elétrica. Po- |C5-H17|demos citar entre elas: o Sol, o vento, as águas, a geotermia, as 04. Os prejuízos causados ao ser humano pela exposição à ra-marés, as correntes marinhas, a nuclear, a lenha, o bagaço da diação dependem de dois fatores: a quantidade de radiaçãocana, o carvão, o gás natural, óleo diesel e outras. absorvida, expressa em rads (que corresponde a 0,01 J de Muitas dessas fontes são renováveis e causam poucos im- energia absorvida por kg de tecido); e um fator apropriado n,pactos ao meio ambiente; outras, ao contrário, são muito impac- que consiste em um número que se multiplica o número detantes, assim como as linhas de transmissão, que ocupam faixas rads para que se obtenha o efeito biológico total da radiação,contínuas de terras e desfiguram as paisagens. expresso em rems. Para radiações beta, gama e raios X, o va- No Brasil, a eletricidade é predominantemente hidráulica, lor de n é 1, e para radiações alfa e nêutrons de alta energia,mas é gerada também em termoelétricas que utilizam carvão o valor de n é 10.mineral, óleo combustível e fissão nuclear. Os impactos causados pela energia elétrica quase não são Em Princípios de Química, de Masterton et al, de 1990, é tabe-percebidos, pois as transformações ambientais ocorrem antes lada a dose de radiação e o correspondente efeito esperado:que a energia chegue até nós.” DoseDisponível em: <http://www.ced.ufsc.br/emt/trabalhos/historiadaeletricidade/ Efeito provávelENERGIA%20ELETRICA%20E%20MEIO%20AMBIENTE.htm>. (em rems) 0 a 25 Nenhum efeito observado. Nesse sentido, podemos afirmar corretamente que: 25 a 50 Pequena diminuição das células brancasa) as hidrelétricas representam fonte renovável de energia e do sangue. não causam impactos na natureza, por isso, devem ser es- timuladas, mantendo em boas condições o ar nos arredores 50 a 100 Lesões, diminuição marcante nas células brancas do sangue. de sua instalação.b) a construção das instalações de uma usina termonuclear 100 a 200 Náuseas, vômitos, perda de cabelo. provoca menor impacto ambiental na região de implantação 200 a 500 Hemorragia, úlcera, possível morte. do que aquele provocado pela construção da instalação de Mais de 500 Fatal. uma hidrelétrica, que ocupa grande área, inundando gran- des regiões. Uma radiografia torácica comum emite cerca de 2 . 10–3 J porc) a queima do etanol para a produção de energia tem impac- kg de tecido. Qual o efeito esperado após uma pessoa ter to equivalente ao da queima de derivados do petróleo, uma sido exposta a essa radiação? vez que ambos vão lançar dióxido de carbono na atmosfera, a) Nenhum efeito observado. contribuindo para o aumento do efeito estufa. b) Pequena diminuição nas células brancas do sangue.d) no Brasil, seria ideal que a principal forma de produção de c) Diminuição marcante nas células brancas do sangue. energia elétrica fosse feita a partir da conversão da energia d) Perda de cabelo. eólica de aerogeradores, porque estes não provocam impac- e) Hemorragia. to e podem ser instalados com grande potência em quais- quer regiões. |C5-H19|e) o uso de carros elétricos evitaria todo e qualquer impacto am- 05. Leia o texto a seguir. biental, uma vez que a energia elétrica é limpa. Assim, o pro- blema da poluição devido às grandes frotas seria eliminado. Por que reatores precisam ser resfriados,|C1-H3| mesmo desligados?03. Acerca do conceito de energia térmica, assinale a alternativa Em março de 2011, um terremoto seguido de tsunami provocou correta. um sério acidente nuclear em Fukushima, no Japão. O processoa) O aumento da quantidade de calor que um corpo possui de fissão nuclear de urânio que ocorre no reator pode ser descri- acarreta ou um aumento de temperatura (conhecido como to por: " . calor sensível) ou uma mudança de estado físico (conhecido como calor latente). Para que o processo de fissão ocorra é necessário que os nêu- Universidade Aberta do Nordeste 29
  14. 14. trons tenham velocidade moderada, sendo chamados de “nêu- d) Todos os radioisótopos citados no texto apresentam núcleostrons térmicos”. O processo libera calor e esse calor liberado é instáveis, por esse motivo são radioativos. Já o carbono 11,usado para vaporizar água, que finalmente produz energia elétri- usado no PET SCAN, por ter uma razão nêutron/próton > 1,ca. O problema ocorrido no Japão reside no fato de que, mesmo emite pósitrons.com o reator desligado, os produtos gerados em processos de e) Durante o decaimento do radioisótopo carbono 11, para quefissão nuclear são ainda radioativos e podem emitir nêutrons ou ocorra emissão de pósitron (antielétron), é necessária a con-radiação beta, processos também exotérmicos. Portanto, mesmo versão de um nêutron em um próton. Dessa forma, o númerodesligado o reator precisa de resfriamento, mas, com o terremo- de massa é mantido (isóbaros) e o número atômico aumentato, geradores a diesel também foram desligados e a refrigeração em uma unidade.foi comprometida. Com o superaquecimento, pode haver derre-timento do material do núcleo do reator e liberação de radioisó- |C4-H13, H16 / C5 - H17|topos para a atmosfera. 07. Pesquisas mostram que, em modalidades que exigem bomTexto adaptado de Informe-se sobre a Química, número 46, condicionamento aeróbico, o coração do atleta dilata, poisde Tito Peruzzo e Eduardo Canto. precisa trabalhar com grande volume de sangue. Em um esforço rápido e súbito, como um saque no tênis, Sobre os processos radioativos descritos no texto, é correto uma pessoa normal pode ter o pulso elevado de 70 a 100 afirmar que: batimentos por minuto; para um atleta, pode se elevar de 60a) processos de fissão nuclear são caracterizados por serem en- a 120 bpm, como mostra o gráfico a seguir. 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- Adaptado de Folha de S. Paulo, 6 jun. 2004.cina, mais precisamente no diagnóstico por imagens e na radio-terapia. Os radioisótopos entram na composição dos fármacos e Marque o item correto.são rastreados pelo corpo: o iodo 131 é usado para mapeamento a) De acordo com o gráfico, filhos de atletas apresentam, aoda tireoide; o mercúrio 197 é utilizado para identificação de tu- nascerem, corações maiores que os filhos de pessoas nor-mores cerebrais; o ferro 59 é usado para estudo das células ver- mais.melhas do sangue; já o cobalto 60 é empregado na radioterapia b) A prática de exercícios acarreta uma maior eficiência cardí-para destruir células cancerosas. aca, com consequências diretas nos genótipos dos atletas, Mais recentemente foi desenvolvido um exame denominado que transmitem essa característica à sua descendência.PET SCAN (Exame de Tomografia de Emissão de Pósitrons) que c) A pessoa normal, em repouso, apresenta batimentos cardía-permite obter imagens do corpo humano com maiores detalhes cos menos acelerados que o de um atleta.e menor exposição à radiação. A técnica utiliza compostos orgâ- d) O condicionamento físico atlético depende das relações com o ambiente, não sendo o mesmo transmitido à prole.nicos marcados com 6C11. Esse isótopo emite um pósitron (+1 0), e) O atleta é mais evoluído do que a pessoa normal.formando um novo elemento, em um processo com meia-vidade 20,4 minutos. O pósitron encontra rapidamente um elétron |C4-H15, H16|em sua trajetória, aniquilando-se. As duas partículas são converti- 08. “Os progressos da medicina condicionaram a sobrevivênciadas em dois fótons de radiação gama (0 0). Essa radiação oriunda de número cada vez maior de indivíduos com constituiçõesda aniquilação é captada por aparelhos específicos e interpreta- genéticas que só permitem o bem-estar quando seus efeitosda como imagem. são devidamente controlados através de drogas ou procedi- mentos terapêuticos. São exemplos os diabéticos e os hemo- Sobre o texto, é possível inferir. fílicos, que só sobrevivem e levam vida relativamente normala) No decaimento radioativo do radioisótopo usado no PET ao receberem suplementação de insulina ou do fator VIII da SCAN, o produto é um novo elemento com número atômico coagulação sanguínea”. Essas afirmações apontam para as- e número de massa uma unidade maior. pectos importantes que podem ser relacionados à evoluçãob) O decaimento do radioisótopo e a aniquilação do pósitron humana. Pode-se afirmar que, nos termos do texto: podem ser representados, respectivamente, por: 6C11 +1 0+ a) as intervenções realizadas pela medicina interrompem a evo- 7 N11 e +1 0 + 0e–1 20 0. lução biológica do ser humano.c) Uma dose, com o composto orgânico marcado foi preparada e b) os usos da insulina e do fator VIII da coagulação sanguínea fun- administrada de imediato no corpo de um paciente que irá reali- cionam como agentes modificadores do genoma humano. zar o exame. Após 81,6 minutos restarão 6,25% do radioisótopo.30
  15. 15. c) as drogas medicamentosas impedem a transferência do ma- A altura a que se pode elevar uma massa depende, num moi- terial genético defeituoso ao longo das gerações. nho a água, de duas grandezas: do volume d’água e da altura ded) os procedimentos terapêuticos normalizam o genótipo dos queda. Uma queda d’água de cinco metros de altura produz o hemofílicos e diabéticos. mesmo efeito, quer se verifique entre 100 e 95 metros de altitude,e) os avanços da medicina minimizam os efeitos da seleção na- quer se verifique entre 20 e 15 metros. As primeiras considera- tural sobre as populações. ções sobre máquinas térmicas partiram da hipótese de que ocor- resse com elas um fenômeno análogo, ou seja, que o trabalho|C4-H13, H14| mecânico obtido de uma máquina a vapor dependesse exclusi-09. A pequena Amanda, curiosa e inquieta, certa feita indagou vamente da diferença de temperatura entre o “corpo quente” (a a seu tio: tio, por que existem pessoas com cores diferentes? caldeira) e o “corpo frio” (o condensador). Somente mais tarde, o Tendo em vista o conhecimento científico atual, marque a estudo da termodinâmica demonstrou que tal analogia com a melhor resposta para o questionamento de Amanda. mecânica não se verifica: nas máquinas térmicas, importam nãoa) As pessoas de pele clara estão se transformando em pessoas só a diferença de temperatura, mas também o seu nível; um salto de pele escura por causa do efeito estufa. térmico entre 50 °C e 0 °C possibilita obter um trabalho maior dob) Devido às radiações ultravioletas, pessoas com pele clara pre- que o que se pode obter com um salto térmico entre 100 °C e ferem casar-se com pessoas de pele escura. 50 °C. Essa observação foi talvez o primeiro indício de que aquic) A diferença de pele se deve aos diferentes tratamentos esté- se achava um mundo novo, que não se podia explorar com os ticos que não param de evoluir. instrumentos conceituais tradicionais.d) Tanto pessoas com pele clara quanto com pele escura estão O mundo que então se abria à ciência era marcado pela no- se reproduzindo e passam suas características para seus des- vidade prenhe de consequências teóricas: as máquinas térmicas, cendentes. dado que obtinham movimento a partir do calor, exigiam quee) As mudanças climáticas forçam o aparecimento das diversas se considerasse um fator de conversão entre energia térmica cores de pele, visando a melhoria da espécie. e trabalho mecânico. Aí, ao estudar a relação entre essas duas grandezas, a ciência defrontou-se não só com um princípio de|C4-H14, H16 / C5 - H17| conservação, que se esperava determinar, mas também com um10. Considere as seguintes informações. princípio oposto. De fato, a energia, a “qualquer coisa” que tornaI. O número de espécies de insetos que comem plantas na re- possível produzir trabalho – e que pode ser fornecida pelo calor, gião tropical é, aproximadamente, três vezes maior que o de numa máquina térmica, ou pela queda-d’água, numa roda/turbi- espécies que comem plantas na região temperada; na hidráulica, ou pelo trigo ou pela forragem, se são o homem eII. As plantas produzem substâncias, como os alcaloides, que o cavalo a trabalhar – essa energia se conserva, tanto quanto se são tóxicas para muitas espécies de insetos que se alimentam conserva a matéria. Mas, a cada vez que a energia se transforma, de plantas; embora não se altere sua quantidade, reduz-se sua capacidadeIII. Um estudo mostrou que 35% das espécies de plantas da de produzir trabalho útil. A descoberta foi traumática: descortina- região tropical produzem alcaloides, enquanto apenas 15% va um universo privado de circularidade e de simetria, destinado das espécies de plantas da zona temperada produzem essa à degradação e à morte.” substância. CONTI, Laura. Questo pianeta, Cap.10. Roma: Riuniti, 1983. Traduzido e adaptado por Ayde e Veiga Lopes. Interpretando científica e corretamente essas informações, podemos concluir que:a) os seres vivos não possuem relação de dependência entre A partir da leitura do texto, é possível afirmar corretamente que: si e suas distribuições diferentes ao redor do globo são a) uma vez que, em todos os processos, a energia é conservada, aleatórias. não é necessária a preocupação acerca de sua indisponibili-b) as plantas da região temperada, se trazidas para a tropical, dade futura para a realização das atividades humanas. passarão a produzir alcaloides. b) da mesma forma que a potência do trabalho mecânico dec) a população de plantas está submetida a condições preda- uma queda-d’água é proporcional à altura da queda (repre- tórias diferentes nas regiões temperada e tropical, logo, suas sentada pela diferença de altitudes entre os pontos mais alto distribuições podem ser entendidas como resultado da sele- e mais baixo), a potência de uma máquina térmica é propor- ção natural. cional à diferença entre as temperaturas da fonte fria e dad) a diferença na produção de alcaloides pelas plantas das duas fonte quente. regiões não pode ser atribuída a fatores genéticos. c) a lei da conservação de energia implica a morte do universo,e) a produção ou não de alcaloides depende do clima a que devido ao aumento da indisponibilidade para a realização de está submetida uma planta. trabalho mecânico. d) em todos os processos físicos, a energia se conserva, manten-|C6-H-21| do-se assim a disponibilidade para realizar trabalho.11. Leia o texto abaixo. e) a Segunda Lei da Termodinâmica indica que a energia no“Até a invenção da máquina a vapor, no fim do século XVII, o universo, apesar de se conservar, tende, através de proces-carvão vinha sendo utilizado para fornecer o calor necessário ao sos irreversíveis, a aumentar o grau de desordem das partesaquecimento de habitações e a determinados processos, como que o constituem, dificultando sua conversão em trabalhoo trato do malte para preparação da cerveja, a forja e a fundi- mecânico.ção de metais. Já o trabalho mecânico, isto é, o deslocamento demassas, era obtido diretamente de um outro trabalho mecânico: |C5-H-17|do movimento de uma roda-d’água ou das pás de um moinho 12. Chama-se tempo de meia-vida o tempo necessário para quea vento. uma amostra radioativa reduza sua massa pela metade. Após a ocorrência de uma reação de fissão nuclear, os produtos, Universidade Aberta do Nordeste 31
  16. 16. ainda radioativos, são deixados em resfriamento e sofrem 90% da energia consumida pelo Paraguai e 19% da energia decaimento. Analise o gráfico a seguir, de um isótopo hipo- consumida pelo Brasil. Sabendo que a usina hidrelétrica de tético, resultante de uma fissão nuclear, que mostra o decai- Itaipu possui 20 turbinas, cada uma fornecendo uma potên- mento de uma massa inicial de 1000 gramas desse isótopo. 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. 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 Para Fixar hidrelétrica em funcionamento e em capacidade de geração 01 02 03 04 05 06 de energia no mundo. É uma empresa binacional construída b c c d e e 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. Exercitando para o Enem 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 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 capacidade instalada de geração da usina é de 14 GW, com a b d a d c d e d c 20 unidades geradoras fornecendo 700 MW cada. No ano de 11 12 13 2008, a usina geradora atingiu o seu recorde de produção, com 94,68 bilhões de quilowatts-hora (kWh), fornecendo e b a Atenção!! Inscreva-se já e tenha acesso a outros materiais sobre o Enem no www.fdr.com.br/enem2011 Expediente Presidente: Luciana Dummar Editor de Design: Deglaucy Jorge Teixeira Coordenação da Universidade Aberta do Nordeste: Sérgio Falcão Projeto Gráfico e Capas: Dhara Sena Coordenação do Curso: Marcelo Pena e Fernanda Denardin Editoração Eletrônica: Dhara Sena Coordenação Editorial: Sara Rebeca Aguiar Ilustrações: Suzana Paz Coordenação Acadêmico-Administrativa: Ana Paula Costa Salmin Revisão: Sara Rebeca AguiarApoio Parceria Realização Promoção

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