Questões do ENEM: Ciências da Natureza

Um marcapasso fornece pulsos elétricos periódicos ao coração de um paciente para mantê-lo funcionando adequadamente. Suponha que um pulso tenha duração de 0,5 s e gere uma corrente de 1,2 mA em um resistor de 1.000 ohms. Determine a diferença de potencial elétrico no resistor e a energia fornecida em cada pulso. 

Um fisioterapeuta utiliza uma esteira para a reabilitação de um paciente com lesão muscular. O paciente acompanha o movimento da esteira que acelera uniformemente do repouso até atingir 6 m/s em 4 segundos. Após atingir essa velocidade, a esteira mantém o ritmo constante com o paciente, percorrendo mais 12 metros. Qual é a distância total percorrida e o tempo total que o paciente passa na esteira? 

Um estudante de medicina estuda o impacto de quedas em pacientes com lesões na coluna vertebral. Considere que um paciente de massa M = 80 kg cai de uma altura h = 1,2 m sobre um colchão que se comprime Δ = 20 cm para absorver o impacto da queda. Supondo que toda a energia potencial gravitacional inicial seja convertida em energia potencial elástica (sem dissipação), determine a força média que o colchão exerce sobre o paciente. Considere g = 10 m/s2.

O impulso elétrico que desencadeia a contração do coração é de aproximadamente 0,1 V. Suponha que, em determinado momento, a resistência entre duas regiões de tecido cardíaco seja de 0,05 Ω. Se o sinal elétrico dura 2 ms, qual a carga total que atravessa essas regiões durante esse intervalo? 

Durante um exame oftalmológico, um pesquisador estuda o comportamento óptico do cristalino, uma estrutura do olho humano que, em condições normais, funciona como uma lente convergente natural, projetando a imagem dos objetos na retina. Considere que, para observar um objeto colocado a 25 cm de distância do olho, o cristalino ajusta sua curvatura de modo a obter uma distância focal de 2,5 cm. Com base nesse ajuste, determine: a posição da imagem e o aumento linear da imagem formada sobre a retina. 

Durante um estudo de termorregulação, um fluido que simula o sangue percorre um circuito fechado. Ele entra no “coração artificial” a 36°C e sai a 37°C.

Se o fluxo de massa for constante em 0,05 kg/s e o calor específico for 4.200 J/(kg.°C), qual a potência térmica fornecida pelo “coração artificial” ao fluido?  

Um objeto de massa m = 1,00 kg é lançado verticalmente para cima a partir do solo, com velocidade inicial v₀ = 30,0 m/s. A força de resistência do ar tem módulo constante fd = 2,00 N durante toda a trajetória. Ao retornar ao nível do solo, ele colide com uma plataforma de massa desprezível, presa a uma mola ideal vertical de constante elástica k = 800 N/m. Após o impacto, o sistema plataforma-massa desliza sobre apoios verticais, sofrendo uma força dissipativa total constante igual a 410 N. Assinale a alternativa que corresponde, respectivamente, à altura máxima atingida pelo objeto e ao valor que mais se aproxima da energia total dissipada até a mola atingir sua máxima compressão.

Considere um tubo cilíndrico condutor de raio R dividido em três regiões. Em cada região, há um conjunto de furos de raios distintos a, b e c, igualmente espaçados. Um ímã é solto, partindo do repouso a partir do topo do cilindro, conforme apresentado na figura. Considere as seguintes afirmações:

I. Se os raios a, b e c tendem a zero, a aceleração do ímã será a menor possível.

II. Se os raios a = c < b, a aceleração do ímã na região c será maior do que na região b.

III. Se os raios a = b > c, e considerando o efeito Joule no material condutor, a temperatura local na região c é maior do que nas regiões a e b.

IV. Se os raios a = b = c, com a região b agora composta por um material dielétrico ideal, a velocidade final do ímã, após passar pela região c, será maior do que seria caso todo o tubo fosse condutor.

V. Se todo o tubo fosse composto de um material dielétrico ideal com raios a > b > c, a aceleração na região b seria maior do que na região c.

Estão corretas apenas

A figura a seguir ilustra um dispositivo D(λ, I), que emite radiação eletromagnética monocromática de comprimento de onda λ e intensidade I, a qual chega a um anteparo opaco S₁, com duas fendas. A radiação é detectada por um dispositivo de medição M fixado em um segundo anteparo S₂. Esse dispositivo M, ao ser submetido à radiação, gera uma resposta de corrente i em função da diferença de potencial V aplicada nos seus terminais. A figura também apresenta 4 gráficos i × V, todos na mesma escala, obtidos a partir de medições com diferentes valores de λ e I. É falsa a afirmação de que é possível passar da situação

Um grupo de pesquisadores está testando um novo catalisador heterogêneo para a oxidação de um poluente orgânico. Na ausência de catalisador, a constante de velocidade é igual a 2,0 × 10⁻⁶ s⁻¹ a 310 K, e a energia de ativação é 85 kJ·mol⁻¹. Na presença do catalisador, a constante de velocidade da reação a 310 K aumenta 10 vezes. Considere que: (i) o fator pré-exponencial e a ordem da reação não se alteram com a adição do catalisador; e (ii) a concentração inicial do poluente é de 0,200 mol·L⁻¹.

Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, a energia de ativação e o tempo necessário para que a concentração do poluente caia para 0,050 mol·L⁻¹ na presença do catalisador.

Considere as seguintes afirmações:

I. A primeira energia de ionização do átomo de nitrogênio é menor que a primeira energia de ionização do átomo de oxigênio.

II. O íon Rb⁺ tem menor raio iônico que o Sr²⁺.

III. A molécula CH₂O apresenta geometria trigonal plana e é apolar.

IV. A molécula PCl₅ apresenta geometria bipirâmide trigonal e é polar.

Das afirmativas acima, está(ão) CORRETA(S)

Considere duas barras X e Y, com 200 g cada, compostas por materiais hipotéticos distintos. Com o objetivo de determinar o calor específico de cada material, foram realizados os dois experimentos isobáricos a seguir:

Experimento 1: As barras X e Y, inicialmente a 230 °C, foram colocadas simultaneamente em um mesmo recipiente isolado (m = 500 g e C_p = 0,1 cal·g⁻¹·°C⁻¹), que continha água (m = 350 g e C_p = 1,0 cal·g⁻¹·°C⁻¹), inicialmente a 25 °C.

Experimento 2: A barra X, inicialmente a 260 °C, e a barra Y, inicialmente a 185 °C, foram colocadas simultaneamente no mesmo recipiente isolado, que continha os mesmos 350 g de água, inicialmente a 25 °C.

Sabendo que, no início do experimento, a água e o recipiente se encontravam na mesma temperatura e que, em ambos os experimentos, o equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C, assinale a alternativa que apresenta o calor específico (em cal·g⁻¹·°C⁻¹) dos materiais X e Y, respectivamente.

Considere uma célula galvânica constituída de um béquer, contendo uma solução S aerada, na qual estão imersas duas barras metálicas, uma de ferro e outra de cobre. As barras são conectadas externamente por um condutor metálico.

Sobre essa célula galvânica, são feitas as seguintes afirmações:

I. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em NaCl, o meio torna-se mais básico.

II. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em CuSO₄, a massa da barra de cobre aumenta.

III. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HCl, há formação de bolhas de gás sobre a barra de cobre.

IV. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HNO₃, a massa da barra de cobre diminui.

Dados de potenciais padrão de eletrodo eventualmente necessários:

Com base nas informações do enunciado, está(ão) CORRETA(S) apenas:

Uma dada solução aquosa a 100 °C apresenta o equilíbrio químico A(aq) = B(aq). A quantidade inicial de A(aq) corresponde a 1,0 mol, e a constante de equilíbrio dessa reação é igual a 1,0. A essa solução é fornecida uma quantidade de energia igual a 540 cal por segundo, e a quantidade inicial de água na solução é igual a 1000 g.

Considere que: (i) o volume das substâncias A e B é desprezível em relação ao volume da solução; (ii) o equilíbrio é atingido muito rapidamente; (iii) as substâncias A e B não são voláteis; e (iv) toda a energia é utilizada para ebulição do solvente.

Assinale a alternativa que melhor representa o tempo gasto, em segundos, para que a temperatura da solução aumente em 1,04 °C.

Dados:

K (ebulioscópica) da água = 0,52 °C·kg·mol⁻¹

Δ H_ebulição(H₂O) = 540 cal·g⁻¹.

Considere que a reação A → 3B é um processo elementar que ocorre em meio aquoso. As substâncias A e B não são voláteis. No início da reação, 1 mol de A está dissolvido em 90 g de água. Após 20 horas, a pressão de vapor da solução é igual a 16 mmHg. Considere que: (i) a temperatura é de 25 °C durante a reação; e (ii) a pressão de vapor da água pura a 25 °C é igual a 24 mmHg.

Assinale a alternativa que apresenta a pressão de vapor da solução após 30 horas.