ENEM 2020 - Questão 99 (Amarela) - Digital

 

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

O leite UHT (do inglês Ultra-High Temperature) é o leite tratado termicamente por um processo que recebe o nome de ultrapasteurização. Elevando sua temperatura homogeneamente a 135 °C por apenas 1 ou 2 segundos, o leite é esterilizado sem prejudicar significativamente seu sabor e aparência. Desse modo, ele pode ser armazenado, sem a necessidade de refrigeração, por meses. Para alcançar essa temperatura sem que a água que o compõe vaporize, o leite é aquecido em alta pressão. É necessário, entretanto, resfriar o leite rapidamente para evitar o seu cozimento. Para tanto, a pressão é reduzida subitamente, de modo que parte da água vaporize e a temperatura diminua. O processo termodinâmico que explica essa redução súbita de temperatura é a

A) convecção induzida pelo movimento de bolhas de vapor de água.

B) emissão de radiação térmica durante a liberação de vapor de água.

C) expansão livre do vapor de água liberado pelo leite no resfriamento.

D) conversão de energia térmica em energia química pelas moléculas orgânicas.

E) transferência de energia térmica durante a vaporização da água presente no leite.

Solução:

            No inicio da questão podemos perceber que para esterilizar o lei UHT é necessário mantê-lo por apenas no máximo 2 segundo a uma temperatura de 135°C, mas os problemas são os seguintes: Como aquecê-lo sem desidrata-lo, sendo que o ponto de ebulição da água que o compõe é inferior a 135 °C e depois resfria-lo rapidamente para que não perca sabor e nem aparência.

            As resposta para esses problemas são simples, podemos aumentar o ponto de ebulição de um líquido aumentado a sua pressão.  Lembre-se, o ponto de ebulição da água pura é de 100°C, mas para a pressão de um atm, ou seja, a nível do mar. A medida que se aumenta a altitude a pressão diminui e o ponto de ebulição da água também diminui. Logo para evitar que o leite desidrate o mesmo precisa ser aquecido submetido a uma alta pressão.

            A temperatura é diretamente proporcional a pressão, então se o objetivo é fazer com que  temperatura caia rapidamente a solução é fazer com que a pressão caia rapidamente. O que acontece durante esse processo é que parte da energia térmica do sistema é transferida para as moléculas de água aumentando sua energia cinética fazendo com que parte dessa água evapore.

Resposta: E

ENEM 2020 - Questão 98 (Amarela) - Digital

 

Ciência da Natureza e suas Tecnologias

No Autódromo de Interlagos, um carro de Fórmula 1 realiza a curva S do Senna numa trajetória curvilínea. Enquanto percorre esse trecho, o velocímetro do carro indica velocidade constante. Quais são a direção e o sentido da aceleração do carro?

A) Radial, apontada para fora da curva.

B) Radial, apontada para dentro da curva.

C) Aceleração nula, portanto, sem direção nem sentido.

D) Tangencial, apontada no sentido da velocidade do carro.

E) Tangencial, apontada no sentido contrário à velocidade do carro.

Solução:

            No texto podemos identificar duas informações que nos ajudarão a resolver o problema, as informações são as seguintes: trajetória curvilínea e intensidade de velocidade constante. Com essas duas informações conseguiremos definir o tipo de movimento realizado pelo carro de Fórmula 1. O tipo de movimento que possui essas características é o Movimento Circular Uniforme (MCU), onde a intensidade da velocidade não muda, porém a direção orientada sofre variações (direção e sentido).

            No MCU a aceleração tem INTENSIDADE CONSTANTE e sua direção de atuação é RADIAL A TRAJETÓRIA CIRCULAR E APONTANDO PARA O CENTO DA CIRCUFERÊNCIA, enquanto a velocidade tem intensidade constante e sua direção de atuação será sempre tangencial a trajetória, como mostra a imagem.

RESPOSTA: B

ENEM 2020 - Questão 97 (Amarela) - Digital

 

ENEM 2020 - Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Um fabricante de termômetros orienta em seu manual de instruções que o instrumento deve ficar três minutos em contato com o corpo para aferir a temperatura. Esses termômetros são feitos com o bulbo preenchido com mercúrio conectado a um tubo capilar de vidro. De acordo com a termodinâmica, esse procedimento se justifica, pois é necessário que

A) o termômetro e o corpo tenham a mesma energia interna.

B) a temperatura do corpo passe para o termômetro.

C) o equilíbrio térmico entre os corpos seja atingido.

D) a quantidade de calor dos corpos seja a mesma.

E) o calor do termômetro passe para o corpo.

Solução:

Em nossos estudos sobre termodinâmica por diversas vezes lemos e ouvimos que o calor é uma forma de energia, porém essa energia só é dita calor no processo de transição, ou seja, quando ela está passando de um corpo para outro de uma forma natural ou forçada (a forma natural é quando o calor passa de um corpo com temperatura mais elevada para um corpo com temperatura menor e a forma força é o inverso).

A transição de energia acontecerá de forma natural quando existir diferenças de temperaturas entre corpos ou meios. Esse processo persistirá até o sistema atingir o EQUILÍBRIO TÉRMICO que leva um determinado tempo que depende do material que é formado os corpos ou os meios.

Observe as imagens e entenda como funciona o processo até o equilíbrio térmico, as cores representam simplesmente a temperatura em cada momento.

Inicio do processo

Final do processo

        

     Da mesma forma acontece com os termômetros quando estão em contato com o corpo, é necessário esperar um determinado tempo até que se atinja o equilíbrio térmico.

RESPOSTA: C

ENEM 2020 - Questão 96 (Amarela) - Digital

 

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Para se deslocar e obter alimentos, alguns mamíferos, como morcegos e golfinhos, contam com a sofisticada capacidade biológica de detectar a posição de objetos e animais pela emissão e recepção de ondas ultrassônicas. O fenômeno ondulatório que permite o uso dessa capacidade biológica é a

A) reflexão

B) difração

C) refração

D) dispersão

E) Polarização

Solução:

O sistema de localização desenvolvido pela própria natureza é denominado ecolocalização e ocorre quando uma animal que possui essa habilidade emite um som e esse som propaga-se pelo espaço até colidir com um objeto ou superfície. O som emitido ao colidir com o objeto é REFLETIDO, podendo assim o animal que o emitiu identificar a posição e o tamanho do objeto. O fenômeno de emitir um som e captar sua reflexão é conhecido como eco, a ecolocalização deriva da junção de eco com localização, pois os animais que desenvolvem esse sistema natural tem a capacidade de localizar objetos a partir eco.

Na imagem abaixo podemos ver um morcego emitindo ondas sonoras (linhas azuis) e essas ondas sendo refletidas pela mariposa (linhas vermelhas).

RESPOSTA: A

ENEM 2020 - Questão 92 (Amarela) - Digital

 

Ciências da Natureza e sua Tecnologias

     O adaptador de tomada tipo T (Figura 1) é um acessório utilizado em domicílios para ligar vários aparelhos eletrodomésticos em uma única tomada. Conectar três aparelhos de alta potência em um mesmo adaptador pode superaquecê-lo e, consequentemente, provocar um incêndio. O circuito da Figura 2A representa um aparelho de resistência elétrica R ligado ao adaptador de resistência elétrica r. Na Figura 2B está representado um circuito com três aparelhos de resistência elétrica R ligados ao mesmo adaptador. Em ambos os circuitos, os pontos C e D são os terminais de uma mesma tomada elétrica. Considere todos os resistores ôhmicos.

Comparando-se a Figura 2B com a Figura 2A, verifica-se que o possível superaquecimento do adaptador de tomada acontece em decorrência do aumento da

A) tensão em R.

B) Corrente em R.

C) Tensão entre C e D.

D) Corrente entre C e D.

E) Resistência equivalente entre C e D.

Solução:

O superaquecimento de um aparelho elétrico é devido ao aumento da intensidade de corrente elétrica que passa sobre ele. Segundo a 1° Lei de Ohm:

Podemos perceber que a corrente elétrica é inversamente proporcional a resistência elétrica, então o que faz a resistência diminuir também provoca o superaquecimento.

A resistência elétrica, nessa situação, muda de acordo com a quantidade de aparelhos elétricos conectados ao adaptador de tomada do tipo T. Essas informações são suficientes para percebemos que a mudança da RESISTÊNCIA EQUIVALENTE entre os terminais C e D é que provocam o superaquecimento de uma situação para outra. Para que fique muito bem entendido, analise os cálculos:

Resistência equivalente na figura 2-A:

Obs.(1): Essa expressão é devido a circuitação ser em série.

Resistência equivalente na figura 2-B:

Obs.(2): Essa expressão é devido a circuitação ser mista (em série e em paralelo).

Fazendo um breve comparativo podemos perceber que a resistência equivalente em A é maior que a resistência equivalente em B, de acordo com a ideia vista no texto acima.

RESPOSTA: E