Questões de Ciências da Natureza do ENEM

Durante um eletrocardiograma (ECG), fios de cobre são utilizados para transmitir o sinal elétrico do coração até o aparelho médico. Para verificar a qualidade dos cabos, o sistema aplica uma diferença de potencial de 1,5 V entre as extremidades de um fio de cobre com comprimento de 4,0 m e área da seção transversal de 0,05 mm². A resistividade do cobre p = 1,7 x 10-8Ω ∙ m.

Esse teste é feito apenas no fio, e não no paciente. Isso é fundamental, pois correntes intensas atravessando o corpo poderiam causar problemas sérios, como arritmias ou fibrilação. O exame é seguro porque o equipamento é projetado para que a corrente não passe pelo paciente, apenas detecte seus sinais elétricos de baixa intensidade.

Com base nos dados fornecidos, os valores da resistência do fio (em Ω) e da intensidade da corrente elétrica (em A) no teste, são, respectivamente:

Durante um treino de corrida, um atleta de 70 kg realiza sprints e, em certo momento, precisa parar rapidamente após atingir a velocidade de 10 m/s. Ele consegue frear completamente em 2,0 segundos.

Na medicina esportiva, esse tipo de situação é importante, pois desacelerações bruscas podem gerar grande esforço sobre articulações e músculos, aumentando o risco de lesões.

Considerando que a força resultante que age sobre o atleta é aproximadamente constante nesse intervalo, determine a intensidade dessa força de frenagem. 

Durante a realização de um soro intravenoso, a bolsa de soro é posicionada em um suporte acima do braço do paciente. A altura da bolsa em relação ao ponto de inserção da agulha influencia a pressão que impulsiona o líquido para dentro da veia.

Do ponto de vista da Física, por que a bolsa de soro deve ficar acima do paciente? 

Uma pessoa sofre uma queda em casa e machuca o joelho. Para reduzir a dor e o inchaço provocados pelo trauma, ela aplica imediatamente uma bolsa de gelo sobre a região lesionada. Esse procedimento é comum em primeiros socorros, pois o resfriamento local diminui a dor, reduz o edema e previne complicações inflamatórias.

Suponha que a bolsa contenha 0,30 kg de gelo a 0 °C, colocada sobre a região do corpo cuja massa térmica pode ser aproximada por 2,60 kg de água a 36 °C. A temperatura final de equilíbrio da região (água equivalente + água do gelo derretido) será:

Considere:

• Calor específico da água: c = 1,0 cal/g°C

• Calor de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g

• Despreze trocas de calor com o ambiente e admita que todo o gelo derrete. 

A radioterapia é uma das principais modalidades no tratamento de tumores. Alguns equipamentos utilizam fontes de radioisótopos que emitem partículas alfa para destruir células tumorais. O Rádio-226 , um dos elementos radioativos mais conhecidos, desintegra-se emitindo uma partícula alfa  para formar o gás Radônio, conforme a Primeira Lei de Soddy. Assinale a alternativa que indica o número de nêutrons do isótopo de Radônio formado como produto do decaimento do Rádio-226 citado.

Em um laboratório de desenvolvimento de medicamentos, ao planejar uma rota sintética, o químico decide utilizar a reação de desidratação intramolecular do metilpropan-2-ol, catalisada por ácido sulfúrico concentrado e aquecimento, conforme reação (incompleta) a seguir:

No que tange à transformação química apresentada, o produto carbônico formado é o:

O metabolismo do cálcio e do fósforo é essencial para a manutenção da homeostase e para a formação de tecidos mineralizados, como ossos e dentes. No corpo humano, o ácido fosfórico, produto do metabolismo de compostos fosforados, pode reagir com o íon cálcio em um processo que é crucial para a mineralização óssea. Em uma das etapas intermediárias desse processo, o ácido fosfórico reage com o hidróxido de cálcio presente no meio intracelular em uma reação de neutralização incompleta que forma o monoidrogenofosfato de cálcio, um dos precursores da hidroxiapatita, o principal componente mineral dos ossos. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que contém a fórmula correta do sal monoidrogenofosfato de cálcio.

A poluição atmosférica, especialmente a causada por óxidos de nitrogênio, representa um sério risco à saúde respiratória. Em um estudo sobre a química da atmosfera, uma equipe de pesquisadores investigou o equilíbrio químico entre o dióxido de nitrogênio e o tetróxido de dinitrogênio, que pode ser representado pela equação reversível 2NO2(g) ⇌ N2O4(g). Os dados obtidos pelos pesquisadores, em temperatura constante, são apresentados na imagem a seguir.

Assinale a alternativa que apresenta o valor da constante de equilíbrio para a reação apresentada, nas condições do experimento. 

Em uma unidade de terapia intensiva (UTI), um cilindro de oxigênio gasoso (O2) com capacidade de 50 litros é utilizado para a ventilação mecânica de um paciente. Sabe-se que o gás no interior do cilindro está a 150 atm e a 27 °C (300 K). Segundo o prontuário do paciente, a terapia deve ser administrada utilizando uma taxa constante de fluxo de 10 litros de oxigênio por minuto (L/min). Assumindo-se o comportamento de gás ideal e um processo de liberação isotérmica até que a pressão do cilindro seja de 1 atm, o tempo total de suprimento de oxigênio que o cilindro pode fornecer ao paciente é:

Durante um ultrassom morfológico de primeiro trimestre gestacional, um radiologista desconfiou da possibilidade de o feto apresentar síndrome de Down, uma trissomia do cromossomo 21. Com isso, solicitou um exame genético, no qual foi confirmada sua hipótese. Esse tipo de alteração genética ocorre devido a: 

Um grupo de alunos do segundo ano do ensino médio recebem 4 plantas do professor de biologia em uma aula prática. A solicitação do professor é classifica-las dentro dos quatro grandes grupos de plantas: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Abaixo estão três sentenças ditas pelos alunos durante a discussão. Analise-as e assinale a alternativa que indique as afirmações verdadeiras.

I. As samambaias são pteridófitas, pois possuem vasos condutores, dependem da água para a reprodução e não apresentam sementes, flores ou frutos.

II. A roseira não pode ser angiosperma porque não possui frutos.

III. O pinheiro só pode ser do grupo das gimnospermas devido à ausência de flores e presença de sementes.

Durante o deslocamento de emergência, a ambulância A1 passa por um posto policial equipado com um radar que emite ondas eletromagnéticas para controle de velocidade. O radar emite ondas com comprimento de onda de 3,0 cm. Dados:

• Velocidade das ondas eletromagnéticas no ar: 3,0×108 m/s

• Distância que a ambulância precisa percorrer: 4 km

• Velocidade constante da ambulância: 72 km/h

De acordo com a tabela de classificação do espectro eletromagnético, as ondas emitidas por esse radar pertencem a qual região?

A recuperação da camada de ozônio tem sido atribuída à redução do uso de compostos clorofluorcarbonetos (CFCs), que reagem com o ozônio na estratosfera, causando sua degradação. Com base nos conhecimentos sobre a composição química dessas substâncias, assinale a alternativa que apresenta corretamente a fórmula do ozônio e de um composto clorofluorcarboneto comum:

O quadro abaixo apresenta a relação de combustíveis e biocombustíveis disponíveis no mercado, bem como dados sobre a sua formulação, combustão e energia.

Com base nas informações apresentadas, é correto afirmar que: 

Uma célula pancreática beta sintetiza e secreta insulina, um hormônio proteico essencial. Para isso, são necessárias algumas organelas, que trabalham em conjunto e sequencialmente neste processo. A sequência correta de organelas e vesículas envolvidas é:

Durante uma partida de basquete universitário, a estudante Marie Curie sofreu uma entorse de joelho após uma aterrissagem desequilibrada. Imediatamente, o inchaço começou a se formar na região lateral da articulação, um sinal clássico do processo inflamatório. A fisioterapeuta do clube aplicou uma bolsa de gelo específica contendo 200 g de gelo a -4 °C, explicando que a crioterapia ajuda a reduzir o edema (inchaço) através da retirada de calor do local lesionado, o que provoca vasoconstrição, diminui o metabolismo celular e reduz o extravasamento de líquidos para os tecidos. A aplicação foi mantida por 30 minutos. Ao final desse período, o gelo havia derretido completamente, e a água da bolsa atingiu a temperatura de 2 °C. Considerando os processos físicos de aquecimento do gelo, sua fusão e o aquecimento da água resultante, qual foi a quantidade total de calor retirada do joelho lesionado de Marie Curie durante essa aplicação terapêutica?

Dados:

• Calor específico do gelo: cg=0,5 cal/g°C

• Calor latente de fusão do gelo: Lf=80 cal/g

• Calor específico da água: ca=1,0 cal/g°C

Tesla, um ajudante de obras de 35 anos, estava trabalhando na instalação de uma nova fiação quando sofreu um choque elétrico ao tocar acidentalmente um fio desencapado. Ele foi levado ao hospital, onde o médico, além de prestar os primeiros socorros, mostrou-se curioso sobre as condições do acidente. No hospital, os exames mostraram que:

• Tesla sofreu tetania muscular (contração sustentada) no braço que tocou o fio

• A corrente elétrica que passou pelo seu corpo foi de 20 mA (miliamperes)

• O trajeto da corrente foi da mão direita para o pé direito

• O tempo de exposição ao choque foi de 3 segundos

• A resistência total do seu corpo no trajeto da corrente era de 2500

Considerando os dados do acidente, a quantidade total de energia elétrica transformada em efeitos fisiológicos e térmicos no corpo do trabalhador foi de:

Dr. Einstein, em seu consultório, utiliza uma lente convergente para examinar a garganta de um paciente. Ele posiciona a lente a p = 4 cm da região das amígdalas e observa que consegue projetar uma imagem nítida e ampliada na parede do consultório, localizada a p’ = 12 cm atrás da lente. A imagem formada é real, invertida (Aumento negativo) e maior que o objeto real.

Com base no exame realizado, Dr. Einstein precisa determinar as propriedades ópticas da lente que está utilizando. Determine o aumento linear transversal da lente utilizada por Dr. Einstein?

Após uma derrota dramática de seu time do coração nos minutos finais do campeonato, Faraday, num misto de raiva e frustração, deu um soco violento na parede de concreto da sala. O impacto foi tão forte que ele sentiu uma dor aguda e imediata, seguida de inchaço e hematomas nos dedos e no punho. No hospital, o ortopedista, ao analisar o raio-X que confirmou uma fratura no quinto metacarpo (conhecida como "fratura do lutador"), explicou: "Além do dano ósseo, o senhor sentiu na prática uma das leis mais fundamentais da mecânica clássica."

Qual lei da Física, mencionada pelo médico, explica por que a mão de Faraday se machucou tanto ao socar a parede? 

Sobre os conceitos de reações de oxirredução, considere as afirmativas a seguir:

I. A espécie química que perde elétrons, isto é, que sofre oxidação, é denominada agente redutor.

II. Na reação: 2AgNO₃(aq) + Cu(s) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2Ag(s) o cobre atua como agente oxidante.

III. Na reação MnO₂(s) + 2 CO(g) → Mn(s) + 2 CO₂(g) os balanços de massa e de carga encontram-se corretos.

IV. Nas reações de oxirredução, o número de oxidação (Nox) do agente oxidante diminui, enquanto o do agente redutor aumenta.

Está correto o que se afirma em: