Ciências da Natureza e suas Tecnologias Física, Química e Biologia Antonino Fontenelle, Beto Aquino, Douglas Gomes, João Karllos, Paulo Lemos e Ronaldo Paiva 6 0 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.
Caro Estudante, Neste fascículo de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, continuaremos o trabalho iniciado no fascículo 2. Para isso, escolhemos outros três objetos do conhecimento importantes para o bom desempenho no Enem: Ondas, Petróleo e Combustíveis e Poluição. Com a abordagem desses três assuntos, esperamos contribuir significativamente para a sua melhor compreensão dessa Área do Conhecimento. Bom estudo! Objeto do Conhecimento Onda Com o objetivo de levar informações e enriquecer seus conhecimentos sobre as diversas manifestações da ondulatória em nossas vidas, pautado em competências e habilidades, apresentamos conceitos, exemplos, situações e questões abrangendo os diversos tipos de oscilações, que são tópicos relevantes nos mais variados exames seletivos para o ingresso nas principais universidades brasileiras, sempre levando em conta o estilo de referência do Exame Nacional do Ensino Médio, Enem. Tenha um ótimo proveito. Ondas transversais são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda; exemplos incluem ondas em uma corda e ondas eletromagnéticas. Ondas longitudinais são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do movimento; exemplos são as ondas sonoras e em molas. Ondas longitudinais Tipos de Ondas Ondas transversais <http://3.bp.blogspot.com/_l3jhxz3mtt0/tpk8jm8pmai/aaaaaaaaaxk/ OEUKO4j4UiY/s1600/6ondas2%255B1%255D.jpg>. <http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=4287>. Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço em meios materiais (líquido, sólido ou gasoso) ou não. Quando a onda depende do meio material para se propagar é chamada mecânica e, no entanto, existem ondas que se propagam no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas. As ondas transferem energia de um lugar para outro sem que quaisquer partículas do meio sejam deslocadas; isto é, a onda não transporta matéria. Há, entretanto, oscilações sempre associadas ao meio de propagação. Onda eletromagnética A onda eletromagnética é uma oscilação, em fase, dos campos elétricos e magnéticos. As oscilações dos campos magnéticos e elétricos são perpendiculares entre si e podem ser entendidas como a propagação de uma onda transversal, onde as oscilações são perpendiculares à direção do movimento da onda. O espectro visível, ou simplesmente luz visível, é apenas uma pequena parte de todo o espectro da radiação eletromagnética possível, que vai desde as ondas de rádio aos raios gama. A radiação eletromagnética encontra aplicações como a radiotransmissão, seu emprego no aquecimento de alimentos (fornos de micro-ondas), em lasers para corte de materiais ou mesmo na simples lâmpada incandescente ou ainda em transmissões de celulares. 82
Representação de uma onda eletromagnética y E z B x Elementos de uma onda: período, frequência, comprimento de onda e amplitude Frequência (F) é o período dividido por uma unidade de tempo e é expressa em hertz. f = 1 / T Comprimento de onda ( ) é a distância entre duas cristas ou entre dois vales consecutivos. Relação fundamental da ondulatória <http://4.bp.blogspot.com/_qdpe-ve2cye/s5oc8n31tzi/aaaaaaaaayi/ JkutlUpQZXY/s320/Ondas+eletromagn%C3%A9ticas.gif>. Ondas mecânicas Onda mecânica é uma perturbação que se propaga em um meio material elástico, ou seja, em uma substância material capaz de propagar a energia da onda através das vibrações das partículas que constituem o meio. Exemplos de onda mecânica: o som; uma onda se propagando numa corda; uma onda na superfície de um líquido. = v / f onde: v velocidade de propagação da onda f frequência da onda A amplitude (y) de uma onda é a medida da magnitude de um distúrbio em um meio durante um ciclo de onda. Espectro eletromagnético telefone celular (3KHz = 3000Hz) Ondas em corda direção de propagação v frequência extremamente baixa (ELF) freq uência muito baixa (VLF) ondas de rádi ádio micro-ondas radiação infraver avermelh melha luz visí ií vel radiação ultravioleta raios-x raios gama direção de vibração v KHz MHz GHz FREQUÊNCIA radiação não ionizante radiação ionizante <http://www.ocaduceu.com.br/web/wp-content/uploads/2009/12/ondas5.gif>. <http://www2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/images/397-1.gif>. Descrição física de uma onda 1 λ O espectro eletromagnético é classificado normalmente pela frequência de uma onda, como as ondas de rádio, as micro-ondas, a radiação infravermelha, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X, até a radiação gama. O comportamento da onda eletromagnética depende da frequência da onda. Frequências altas são curtas, e frequências baixas são longas. 3 γ Onda de rádio Ondas de rádio são radiações eletromagnéticas com comprimento de onda maior e frequência menor do que a radiação infravermelha. São usadas para a comunicação em rádios amadores, radiodifusão (rádio e televisão), telefonia móvel. 2 Radiodifusão 1 = Elementos de uma onda 2 = Distância 3 = Deslocamento = Comprimento de onda = Amplitude A radiodifusão é baseada em uma estação de rádio (transmissor) que transforma a voz dos locutores, músicas e outros sons em ondas eletromagnéticas que são enviadas para a atmosfera através de uma antena. O rádio (receptor) é um aparelho que tem a função de receber essas ondas eletromagnéticas, através de sua antena, e transformá-las em sons compreensíveis ao ouvido humano. Universidade Aberta do Nordeste 83
Radiação eletromagnética Comprimento de onda 300EHz 1pm 30EHz 10pm som original 30PHz 10m Antena Transmissora 300THz 1μm γ Raio X Ultravioleta Infravermelho Ondas de Rádio Frequência 300Ghz 1mm Antena receptora RECEPTOR 30Hz 10Mm Som reproduzido Sintonização Filtra tudo exceto receptor a transmissão desejada Amplitude modulada Oscilador Detector (destrói tudo que não seja modulação desejada) Amplificador de Áudio Frequência modulada controle de volume altofalante codificador Saída de áudio <http://www.ocaduceu.com.br/web/wp-content/uploads/2009/12/ondas5.gif>. Propagação retilínea da luz Em um meio homogêneo e transparente, a luz se propaga em linha reta. Cada uma dessas retas de luz é chamada de raio de luz. O princípio da propagação retilínea da luz pode ser verificado no fato de que, por exemplo, um objeto quadrado projeta sobre uma superfície plana uma sombra também quadrada. Questão Comentada C1-H1 A figura abaixo nos mostra a reflexão na ionosfera de algumas ondas de rádio, emitidas através das antenas de emissoras de rádio. A faixa das frequências das rádios AM (amplitude modulada) está compreendida entre 530 khz e 1.600 khz, enquanto que as rádios FM (frequência modulada), entre 88 MHz e 108 MHz. Analise as afirmativas abaixo e assinale a verdadeira. IONOSFERA 5 MHz 100 MHz 20 MHz Disponível em: <http://www.novaeletronica.net/curso_el_basica/img/ma2815.gif>. a) A rádio Universitária FM (107,9 MHz) tem grande alcance, pois sua antena emite ondas com pequeno comprimento de onda. b) A rádio O Povo CBN (1010 khz) tem grande penetração, pois suas ondas, que têm grandes comprimentos de onda, são refletidas na ionosfera. c) A Verdinha (810 khz) não é captada em cidades distantes, pois suas ondas não são refletidas na ionosfera. d) Tanto as rádios AM como as FM podem ser captadas a longas distâncias. e) As ondas transmitidas pelas antenas das rádios só se propagam em meios materiais, pois são ondas sonoras. Solução Comentada: As ondas das rádios FM não são refletidas na ionosfera, pois possuem frequências acima de 88 MHz e consequentemente pequenos comprimentos de onda, visto que = v / f. No entanto, as ondas das rádios AM (faixa de khz = 1000 Hz) são refletidas na ionosfera, pois suas frequências ficam abaixo de 5 MHz. Veja figura. Não esqueça que as ondas de rádio são eletromagnéticas, logo, se propagam no vácuo. Resposta correta: b Para Fixar C6-H22 01. Leia o texto abaixo. Usar um telefone celular pode aumentar o risco de certos tipos de câncer cerebral em humanos. Usuários desses aparelhos devem avaliar formas de reduzir sua exposição à radiação emitida por eles. As conclusões, que constituem um duro golpe contra os fabricantes de celulares, foram divulgadas hoje por especialistas em câncer da Organização Mundial da Saúde (OMS). Segundo a Reuters, um grupo de trabalho de 31 cientistas de 14 países se encontrou na Agência Internacional da OMS para Pesquisa em Câncer (IARC, na sigla em inglês) e revelou que todas as evidências científicas disponíveis até o momento sugerem que o uso de celulares deveria ser classificado como possivelmente carcinogênico. [...] A OMS já tinha anteriormente declarado não haver evidência de vínculo entre câncer e uso de celulares. No entanto, após a recente mudança de postura, a entidade classifica o uso de telefones móveis na mesma categoria que chumbo, clorofórmio e fumaça de exaustão de veículos em termos de risco de câncer. A grande dificuldade para configurar com exatidão uma relação de causa e efeito na questão da radiação dos celulares é que, como outros fatores ambientais, as características do risco à saúde requerem décadas de exposição antes que se possa examinar as consequências de forma inequívoca. Conforme o site da CNN, a radiação nefasta dos celulares é do tipo não ionizante, menos perigosa que a de uma máquina de raio X, mas semelhante à de um forno de micro-ondas em baixa potência. O efeito compara-se ao de cozinhar o cérebro do usuário. E, com isso, além dos efeitos maléficos do desenvolvimento de câncer e tumores, vários outros podem ocorrer, já que o local onde se segura um celular contra a cabeça coincide com o lobo temporal, onde se situa a memória no cérebro humano. [...] Preventivamente, o manual de segurança do iphone 4, da Apple, recomenda usá-lo a pelo menos 15 mm do corpo ao se falar ao aparelho. No manual do Blackberry Bold essa distância aumenta para 25 mm. Ou seja, ou o usuário adota permanentemente fones de ouvido, ou seu interlocutor terá que berrar para ser ouvido. Disponível em: <http://oglobo.globo.com/tecnologia/mat/2011/05/31/celularpode-causar-cancer-cerebral-diz-oms-924575607.asp>. Constatando a semelhança entre a frequência da radiação emitida por um forno de micro-ondas e a frequência das ondas emitidas pelos celulares, o principal fenômeno físico que levou a todos esses questionamentos é: a) interferência. b) espalhamento. c) refração. d) ressonância. e) difração. 84
C5-H17 02. O diagrama a seguir nos mostra como varia a frequência do som captada por diversos animais. É importante salientar que frequências abaixo de 20 Hz são chamadas de infrassom e acima de 20.000 Hz ultrassom. Admitindo-se que no ar o som se propague com velocidade de 340 m/s e que um apito emita uma onda com 3,4 m de comprimento, quais dos animais relacionados ouvirão tal vibração? a) Somente o ser humano. b) O cão e o morcego. c) O golfinho e o morcego. d) Somente o cão. e) O ser humano, o cão e o gato. Ser humano 85-1100 20-20 000 Golfinho 7000-120 000 150-150 000 Cão 452-1080 15-50 000 Gato 760-1520 60-65 000 Morcego 10 000-120 000 1000-120 000 0 100 1000 10 000 100 000 Hz Sons produzidos Sons audíveis <http://www.prof2000.pt/users/mrsd/8ano/images/espectro_sonoro_3.jpg>. Fique de Olho <http://www.pontagrossa.pr.gov.br/files/1309%20ultra%205.jpg>. A FÍSICA DA ULTRASSONOGRAFIA Na ultrassonografia, os aparelhos de ultrassons emitem ondas eletromagnéticas com frequência acima de 20.000 Hz, através de uma fonte de cristal piezoelétrico que fica em contato com a pele e recebem os ecos gerados, que são interpretados através da computação gráfica. Quanto maior a frequência, maior a resolução obtida. Conforme a densidade e a composição das estruturas, a atenuação e a mudança de fase dos sinais emitidos variam, sendo possível a tradução em uma escala de cinza, que formará a imagem dos órgãos internos. A ultrassonografia permite também, através do efeito Doppler, se conhecer o sentido e a velocidade de fluxos sanguíneos. Por não utilizar radiação ionizante, como na radiografia e na tomografia computadorizada, é um método barato e ideal para avaliar gestantes e mulheres em idade de procriar. A ultrassonografia é um dos métodos de diagnóstico por imagem mais versátil, de aplicação relativamente simples e com baixo custo operacional. A partir dos últimos vinte anos do século XX, o desenvolvimento tecnológico transformou esse método em um instrumento poderoso de investigação médica. A FÍSICA DOS TSUNAMIS Tsunami deriva do japonês (porto) e nami (onda). A maioria dos tsunamis ocorre no Oceano Pacífico (cerca de 80%) e o Japão tem sofrido muito com seus efeitos. O tsunami pode ser causado pelo deslocamento de uma falha no assoalho oceânico, uma erupção vulcânica ou a queda de um meteoro, a qual transfere as ondas de choque para a água, fazendo com que grandes ondas sejam formadas. Um tsunami, na verdade, são ondas múltiplas que se propagam pela água. Universidade Aberta do Nordeste 85
Falha Geração Propagação Inundação <http://3.bp.blogspot.com/-qgg3ph57rv4/tch8im_tnyi/aaaaaaaaab0/ Asg_QRQaMZA/s320/tsugeral.gif>. As ondas geradas podem percorrer milhares e milhares de quilômetros, possuindo uma velocidade de aproximadamente 700 km/h e mais de 10 metros de altura. As ondas geradas por tsunamis diferem das ondas normais pelo fato de que possuem um comprimento de onda muito maior; enquanto ondas comuns têm um comprimento de aproximadamente 150 m, uma onda gerada por um tsunami possui um comprimento de até 100 km. Quando essas ondas atingem o continente, elas podem ser devastadoras, isso devido à grande velocidade e amplitude, chegando a destruir cidades, matando milhares de pessoas. Objeto do Conhecimento Petróleo e Combustíveis Olá, caro vestibulando. Estamos nos encontrando novamente para discutirmos assuntos relevantes para sua avaliação no Enem. Neste fascículo trataremos da discussão em torno do uso e da produção de combustíveis, um assunto bastante atraente e bem atual. Vejamos agora uma breve introdução teórica. 1) Entalpia e fatores que influenciam o H Entalpia é o conteúdo de calor de um sistema medido em condições de pressão constante. Quando nos referirmos a uma reação química, que ocorre em grande parte das vezes, a definição de entalpia deve ser ampliada para o conteúdo de calor medido em condições de pressão e temperatura constantes. Na verdade não realizamos a medida dos valores absolutos de entalpia, e sim, das variações de entalpia ( H). Portanto: H = H produto H reagente = calor de reação Quando um processo é exotérmico (libera calor), teremos H produto < H reagente, o que sugere H < 0. Quando um processo é endotérmico (absorve calor), teremos H produto > H reagente, o que sugere H > 0. Fatores que influenciam no H Alguns fatores podem exercer influência na variação de entalpia de reações químicas, como a quantidade de reagentes e produtos, os estados físicos dos componentes, a temperatura, o grau de diluição de um componente e a variedade alotrópica dos componentes. Dentre esses, destacam-se: Quantidade de reagentes e produtos A quantidade de calor liberada ou absorvida em uma reação química ou fenômeno físico é proporcional à quantidade de reagentes (ou produtos) que são consumidos (ou formados) no processo. Veja o exemplo para a formação de 2 mols de amônia gasosa: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) H = 92kJ Essa notação indica que, para a formação de 2 mols de amônia (NH 3 ) na fase gasosa, são liberados 92 kj de calor. Evidentemente, se ocorresse a formação de 4 mols de amônia gasosa, a quantidade de calor liberado seria também o dobro. Estados físicos de reagentes e produtos O estado físico de certo reagente ou determinado produto em uma reação química pode alterar a variação de entalpia da reação. Sabe-se que uma substância em fase gasosa possui maior conteúdo energético que em fase líquida (devido à maior energia cinética das partículas no estado gasoso, que resulta em maior agitação molecular), e que uma substância em fase líquida possui maior conteúdo energético que em fase sólida: H gasoso > H líquido > H sólido Temperatura da reação Como reagentes e produtos são substâncias diferentes com calores específicos diferentes, a mudança na temperatura provoca alteração no valor do H de uma reação. Acompanhe o exemplo a seguir: a 25 C: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) H = 92 kj a 450 C: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) H = 111 kj Estado alotrópico dos componentes A mudança na forma alotrópica de uma substância altera a variação de entalpia ( H) da reação que a substância toma parte, pois, afinal, são substâncias diferentes. Em termos termodinâmicos, a forma alotrópica mais estável de uma substância é a que admite a mais baixa entalpia. Nesse momento, é interessante que se recorde o que significa alotropia: é o fenômeno em que um mesmo elemento químico pode formar mais de uma substância simples diferente, como o caso do elemento carbono, que admite, dentre outras, as formas grafite (mais estável), diamante e fulereno (moléculas de C 60 em forma de bola de futebol). 86
2) Petróleo o tesouro geológico Petróleo é uma mistura complexa, rica em hidrocarbonetos. Formou-se pela sedimentação e decomposição de um grande volume de plantas e animais soterrados há milhões de anos. Sob enorme pressão, esse material viscoso encharcou rochas porosas, onde ficou aprisionado, daí o nome petróleo (pedra + óleo). Disponível em: <http://www.petroleofonte.blogspot.com>. Quando um poço de petróleo é perfurado, ele jorra espontaneamente, devido à forte pressão exercida pelos seus gases. Depois de certo tempo, a pressão torna-se insuficiente para levá-lo até a superfície e sua extração é feita através de bombas apropriadas. A composição e a qualidade do petróleo variam de acordo com a região. O petróleo das Américas é rico em alcanos (parafínicos), ao passo que o asiático é rico em hidrocarbonetos cíclicos ou naftênicos. O petróleo brasileiro não é de excelente qualidade para produzir gasolina. É um petróleo pesado, bom para se utilizar na produção de asfalto. É por esse motivo que o Brasil é autossuficiente em quantidade e não em qualidade do petróleo. Nesse caso, é necessário importar para atender à demanda. Esse quadro promete mudar com a prospecção do petróleo do présal. Essa reserva está localizada no subsolo marinho, abaixo da camada de sal, a aproximadamente 7000 m de profundidade. Estende-se por uma faixa de 800 km do litoral sudeste do Espírito Santo até Santa Catarina. Apresenta 200 km de largura e está localizada a 300 km da costa. Esse petróleo é de alta qualidade e, por isso, possui maior valor de mercado. Pode alcançar 124m 293m 492m 781m 1.027m 1.853m 1.886m 2.140m 7.000m B. de B. de Enchova Piraúna Marimbá Marlim Marlim Roncador Roncador Santos Santos 1997 1983 1998 1992 1994 1999 2003 2006 2007 Camada pós-sal Onde está a maior parte das reservas brasileiras de petróleo e gás natural. 2.000m 3.000m Camada de sal 4.000m Disponível em: <http://www.paraibaurgente.com.br>. Camada pré-sal A Petrobras é a única empresa que testou rochas do pré-sal e acredita que existe uma gigantesca reserva de petróleo e gás na região. 5.000m 6.000m 7.000m Fracionamento do petróleo Disponível em: <http://www.oglobo.globo.com>. A separação dos componentes do petróleo é feita por destilação fracionada, que consiste em aquecer a mistura até atingir o ponto de ebulição de cada componente. No caso do petróleo, como a diferença na temperatura de ebulição de cada substância é muito pequena, a separação é feita por frações, que corresponde a uma simples mistura de hidrocarbonetos. Observe a torre de fracionamento a seguir: Disponível em: <http://www.ciencia.hsw.uol.com.br>. Universidade Aberta do Nordeste 87
Petróleo RETORTA TORRE DE DESTILAÇÃO gás nafta gasolina querosene óleo diesel que contém 100% desse composto ou se comporta como tal, é dado o índice 100%. Para a gasolina que possui 100% de heptano ou se comporta como tal, é dado o índice 0%. Por exemplo, o que significa dizer que a gasolina possui índice de octano 85%? Isso quer dizer que ela possui 85% de iso-octano e 15% de heptano, ou se comporta tal qual essa mistura na hora da compressão, dentro do motor do carro. Existem diversos tipos de gasolina, como, por exemplo, a gasolina comum, a aditivada (octanagem = 85%) e a podium (95%). FORNO óleo lubrificante óleo combustível asfalto Disponível em: <http://www.transportes.ime.eb.br>. A primeira fração é de gás natural (C 1 e C 2 ) e GLP (C 3 e C 4 ). Em ordem de temperatura de ebulição, seguem: nafta (também conhecida por éter de petróleo ou benzina), gasolina (rica em octanos), querosene (solvente muito usado), diesel (outro combustível líquido), óleos lubrificantes, óleo pesado (combustível), vaselina, parafina e asfalto. Craqueamento e reforma catalítica Para atender à demanda, alguns procedimentos químicos são realizados para se obter mais gasolina e melhorar sua qualidade. O craqueamento consiste em aquecer frações pesadas, na ausência de ar, até a sua decomposição em frações leves. Moléculas com 18 carbonos, por exemplo, são convertidas em moléculas com 8 carbonos (gasolina). O craqueamento segue um mecanismo homolítico, ou seja, radicalar. Por outro lado temos a reforma catalítica do tipo isomerização, que consiste em transformar cadeias lineares em ramificadas. Esse processo é usado para melhorar a qualidade (octanagem) da gasolina. Exemplo de reforma catalítica: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH(CH 3 ) CH 2 CH 3 A reforma catalítica também é usada em escala industrial, para obter hidrogênio molecular, cujo destino principal é a fabricação de margarina (óleos vegetais hidrogenados). Esse processo exige catalisadores apropriados. Octanagem da gasolina É o índice que avalia a resistência de um combustível a compressão sem detonação. No caso da gasolina, é utilizado um composto de referência: o iso-octano (2,2,4-trimetilpentano). Para a gasolina Questão Comentada C6-H23 A necessidade de produção de combustíveis líquidos, principalmente diesel com baixos teores de enxofre para atender recentes legislações ambientais, impulsionou a pesquisa sobre a reação de síntese de Fischer-Tropsch (SFT), que utiliza a polimerização entre monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H 2 ) (mistura gasosa conhecida por gás de síntese) em diversos tipos de reatores e de catalisadores para a geração de hidrocarbonetos parafínicos (alcanos) e olefínicos (alcenos). A reação pode ser resumida por: CO + (1 + (m/2n))h 2 (1/n)C n H m + H 2 O As condições operacionais do reator foram avaliadas de modo a favorecer a formação de diesel e graxa, que por sua vez podem ser craqueadas visando à produção de combustíveis líquidos. Extraído de Modelagem e simulação da síntese de Fischer-Tropsch em reator tubular de leito fixo com catalisador de ferro, de Barros Junior, A. F. De acordo com o texto anterior, assinale a alternativa correta. a) O texto se refere ao processo físico de craqueamento, em que moléculas maiores se quebram em moléculas menores. b) A conversão do gás de síntese em hidrocarbonetos pode ser avaliada pela quantidade de hidrogênio transformado em hidrocarboneto. c) Um exemplo, em condição ambiente, dos combustíveis líquidos citados no texto é o GNV utilizado em automóveis no dia a dia. d) Para alcanos e alcenos de massas moleculares grandes, pode-se escrever que m 2n e, portanto, a proporção entre os coeficientes de CO e H 2 deve ser 1:2. e) A catálise ocorrida nesse processo é classificada como homogênea. Solução Comentada: O processo de craqueamento, em que moléculas maiores são transformadas em moléculas menores, consiste em um processo químico. A conversão de gás de síntese em hidrocarbonetos é avaliada pela quantidade de carbono no CO que se transforma em hidrocarbonetos, pois parte da quantidade de hidrogênio também é usada para gerar água. Como a sigla GNV sugere, o gás natural veicular não é um dos combustíveis líquidos citados no texto. São líquidos a gasolina, o querosene e o diesel, por exemplo. Em alcanos (fórmula geral C n H 2n + 2 ) e alcenos (fórmula geral C n H 2n ) de massa molar maior, ou seja, com n grande, o valor de m é praticamente igual a 88
2n, e o coeficiente de H 2 se torna aproximadamente igual a 2. Finalmente, o processo catalítico descrito no texto é denominado heterogêneo, pois os reagentes são gasosos e o catalisador é sólido (catalisador de ferro). Resposta correta: d Para Fixar C7-H24 03. No Brasil, álcool etílico (etanol, CH 3 CH 2 OH) é adicionado à gasolina comercial como forma de aumentar sua octanagem e melhorar a sua taxa de compressão, além de ser bem menos poluente que a substância utilizada anteriormente, o tetraetilchumbo. Uma experiência simples é realizada para se aferir a quantidade, expressa em porcentagem em volume, de etanol na gasolina. Os passos são os seguintes: Toma-se 50 ml de água com um pouco de cloreto de sódio (NaC ) dissolvido. Toma-se 50 ml de gasolina comercial. Misturam-se em uma proveta graduada de 150 ml (cilindro de vidro com graduação em volume) os volumes separados anteriormente. Agita-se vigorosamente a mistura líquida e, após restabelecimento do equilíbrio, observa-se uma fase superior medindo 38 ml e uma fase inferior medindo 62 ml. Hoje se usa gasolina com teor de etanol entre 20 e 25%, segundo os órgãos reguladores. Sabendo que a gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos apolares de densidade inferior à da água (solvente polar), admitindo aditividade de volumes e lembrando que gasolina e água não se misturam, assinale a alternativa correta. a) A fase aquosa, ao final do experimento, é aquela que apresenta o volume de 38 ml. b) O NaC sai da fase aquosa e passa para a fase gasolina, fazendo com que o volume da fase que contém a gasolina aumente. c) As interações do etanol com os hidrocarbonetos que formam a gasolina comercial são mais fortes que as interações do etanol com a água. d) A gasolina comercial apresenta 48% de etanol em volume. e) A gasolina testada se encontra dentro do limite estabelecido pela lei vigente. C5-H17 04. O quadro abaixo mostra um paralelo entre dois tipos de gasolina: a aditivada e a podium. Tipo Octanagem Aditivos (detergente) Teor de enxofre Aditivada 85% Não 1000 PPM Podium 95% Sim 30 PPM De acordo com os dados presentes nessa tabela e os conhecimentos sobre petróleo, é possível afirmar. a) A cada 100 g de gasolina podium, 30 g são de enxofre. b) O enxofre presente na gasolina queima, gerando óxidos básicos do tipo SO 2 e SO 3. c) A gasolina podium é mais resistente à compressão sem detonar antes do tempo. d) A gasolina aditivada comporta-se como uma mistura de 15% de iso-octano e 85% de heptano. e) A gasolina podium proporciona melhor desempenho ao carro, prolonga a vida do motor, entretanto sua queima produz mais impactos ambientais. Fique de Olho O QUE SÃO OS BIOCOMBUSTÍVEIS? Biocombustíveis são derivados de biomassa renovável que podem substituir, parcial ou totalmente, combustíveis derivados de petróleo e gás natural em motores a combustão ou em outro tipo de geração de energia. Os dois principais biocombustíveis líquidos usados no Brasil são o etanol extraído de cana-de-açúcar e, em escala crescente, o biodiesel, que é produzido a partir de óleos vegetais ou de gorduras animais e adicionado ao diesel de petróleo em proporções variáveis. Cerca de 45% da energia e 18% dos combustíveis consumidos no Brasil já são renováveis. No resto do mundo, 86% da energia vem de fontes energéticas não renováveis. Pioneiro mundial no uso de biocombustíveis, o Brasil alcançou uma posição almejada por muitos países que buscam fontes renováveis de energia, como alternativas estratégicas ao petróleo. A adoção do etanol é considerada um dos principais mecanismos de combate ao aquecimento global, pois reduz as emissões de gás carbônico (CO 2 ). Parte do CO 2 emitido pelos veículos movidos a etanol é reabsorvido pelas plantações de cana-de-açúcar. Isso faz com que as emissões do CO 2 sejam parcialmente compensadas. Na comparação com o diesel de petróleo, o biodiesel também tem significativas vantagens ambientais. Estudos do National Biodiesel Board (associação que representa a indústria de biodiesel nos Estados Unidos) demonstraram que a queima de biodiesel pode emitir em média: 48% menos monóxido de carbono; 47% menos material particulado (que penetra nos pulmões); 67% menos hidrocarbonetos. Esses percentuais variam de acordo com a quantidade de B100 (100% de biodiesel) adicionado ao diesel de petróleo. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/?id=47>. Universidade Aberta do Nordeste 89
Objeto do Conhecimento Poluição Nesta seção, abordaremos o tema desequilíbrios ecológicos com ênfase em poluição, causa de muitos problemas no mundo atual. O assunto em voga é um tópico da área de Ecologia, um dos mais abordados na nossa prova do Exame Nacional do Ensino Médio, e devido a sua grande importância, traremos questões reflexivas e contextualizadas sobre o mesmo, começando com um questionamento. Você sabe o que significa poluição? A poluição se refere à degradação do ambiente por um ou mais fatores prejudiciais à saúde deste. Ela pode ser causada pela liberação de matéria, e também de energia (luz, calor, som), os chamados poluentes. Poluição sonora, térmica, atmosférica, por elementos radioativos, por substâncias não biodegradáveis, por derramamento de petróleo e por eutrofização, são alguns exemplos. Problemas neuropsíquicos e surdez; alterações drásticas nas taxas de natalidade e mortalidade de populações, gerando impactos na cadeia trófica; morte de rios e lagos; efeito estufa; morte por asfixia; destruição da camada de ozônio; chuvas ácidas e destruição de monumentos e acidificação do solo e da água; inversão térmica; mutações genéticas; necrose de tecidos; propagação de doenças infecciosas, dentre outras, são apenas algumas das consequências da poluição. Dessa forma, meus caros pré-universitários, outro questionamento deve ser feito: Quando a poluição começou a ser relevante para a humanidade? O marco desse problema foi a Revolução Industrial, trazendo consigo a urbanização e a industrialização. Com a consolidação do capitalismo, propiciado por este momento histórico, o incentivo à produção e acúmulo de riquezas, aliada à necessidade aparente de se adquirir produtos novos a todo o momento, fez com que a ideia de progresso surgisse ligada à exploração e destruição de recursos naturais. Como se não bastasse esse fato, a grande produção de lixo gerado por essa forma de consumo, ligada ao desperdício e descarte, faz com que tenhamos consequências sérias. A fome e a má qualidade de vida de alguns, em detrimento da riqueza de outros, mostra que nosso planeta realmente não está bem. Em um mundo onde a maior parte de lixo produzido é de origem orgânica, muitas pessoas têm, como única fonte de alimento, aquele oriundo de lixões a céu aberto. Assim, para que todos nós consigamos garantir um futuro digno ao nosso planeta e, consequentemente, às gerações de populações vindouras, devemos repensar nossa forma de nos relacionarmos com o mundo. O simples fato de, por exemplo, evitarmos sacolas e materiais descartáveis feitos de plástico, poderia ter impedido a formação da camada flutuante de 1000 km, com 10 metros de profundidade, que compromete a vida de organismos que têm o oceano como habitat. Disponível em: <http://www.tvecorural.com/noticia/1763-voce-sabe-o-que-epoluicao-.html>.. Acesso em: 30/06/2011. Questão Comentada C3-H10, H12 A figura a seguir representa um dos fenômenos que provocam desequilíbrio ambiental. AMABIS; MARTHO. Biologia das populacões. v3. No quadro abaixo temos os gases que estão relacionados a tal fenômeno. Gases Contribuição (%) Dióxido de carbono 61 Metano 15 Óxidos de nitrogênio 4 Clorofluorcabonetos 11 Outros, inclusive vapor d'água 9 Sobre o fenômeno representado acima, marque a opção correta. a) O desmatamento e a queimada de florestas e matas são pouco relevantes para a ocorrência desse fenômeno. b) Principalmente em virtude da ação dos óxidos de nitrogênio, o fenômeno poderá causar o aumento do volume das calotas polares. c) O aumento da intensidade desse fenômeno tem como consequência principal a eutrofização. d) O fenômeno representado é a destruição da camada de ozônio. e) Os dados da tabela sugerem que o reflorestamento representa uma medida eficiente contra o agravamento desse fenômeno denominado de aquecimento global. 90
Solução Comentada: A questão aborda o aquecimento global, termo que vem sendo utilizado para o aumento da temperatura do planeta Terra, registrado nos últimos anos. Cientistas acreditam que, ao longo do século passado, a temperatura média da superfície da Terra tenha subido de 0,4 C a 0,8 C. Segundo eles, essa elevação tem sido provocada, principalmente, pela ação humana, com o lançamento excessivo de gases do efeito estufa na atmosfera. O dióxido de carbono (CO 2 ), o óxido nitroso, o metano, e os clorofluocarbonetos (CFC) são apontados como os principais vilões do aquecimento global. Esses gases formam uma espécie de cobertor em torno do Planeta, provocando um aprisionamento do calor. Com isso, a Terra fica mais quente. As consequências do aquecimento global podem ser catastróficas e põem em risco a vida no Planeta: mudanças climáticas (com ondas de calor intenso); ecossistemas destruídos; espécies extintas; fenômenos como furações, inundações, tempestades, secas, deslizamentos de terra, aumento do nível do mar (por causa do derretimento das calotas polares), além do surgimento de novas doenças, mais fome e ainda mais miséria. Analisaremos agora cada item. a) Falso O desmatamento e a queimada das florestas são bastante relevantes para a ocorrência desse processo, associados à queima de combustíveis fósseis. b) Falso Como podemos observar na tabela, o principal gás responsável é o CO 2. c) Falso O aumento da intensidade desse fenômeno tem como consequência o derretimento das calotas polares e o aumento do nível dos oceanos. d) Falso O fenômeno em questão é o aquecimento global. e) Verdadeiro O reflorestamento representa um procedimento que ameniza o aquecimento global, pois as plantas para crescerem sequestram carbono do meio, reduzindo a concentração do gás carbônico na atmosfera. d) biodegradável, sendo totalmente consumido pelos decompositores. e) biodegradável, sendo naturalmente destruído com o tempo. C3-H12 06. A Amazônia está condenada a perder no mínimo 20% de sua fisionomia original com as mudanças climáticas. O impacto poderá ser ainda pior e afetar 85% da floresta se as temperaturas ultrapassarem a casa dos 4 ºC, comparadas com níveis pré-industriais. Este foi o quadro sombrio apresentado pelo Centro Hadley, Instituto de Meteorologia do Reino Unido, durante o Congresso Científico Internacional sobre Mudanças Climáticas, em Copenhague. MAIS CALOR, MENOS FLORESTA O impacto do aquecimento global na Amazônia até 2100, para cada estimativa de aumento da temperatura +3ºC cerca de 75% da floresta morre +2ºC cerca de 40% da floresta morre +4ºC cerca de 85% da floresta morre Resposta correta: e Para Fixar C3-H10, H12 05. Numa plantação, situada às margens de uma lagoa, foi aplicado um inseticida e, após dez anos, fez-se uma análise da concentração dessa substância em certos organismos que lá viviam. Os resultados, em partes por milhão, foram os seguintes: garças 13,80 peixes carnívoros 2,08 peixes herbívoros 0,43 zooplâncton 0,32 fitoplâncton 0,27 Esses resultados comprovam que o inseticida em questão é uma substância: a) não biodegradável, acumulando-se principalmente nos decompositores. b) não biodegradável, concentrando-se principalmente nos produtores. c) não biodegradável, acumulando-se nos últimos consumidores. FALEIROS, G., Clima pode comprometer 85% da mata amazônica, Folha de S. Paulo, Ciência, 12/03/2009, p. A16. Com base no texto e nos infográficos, é correto dizer que: a) as informações contidas nos infográficos confirmam que a Amazônia está condenada a perder no mínimo 50% de sua fisionomia original com as mudanças climáticas, como afirma o texto. b) com o aumento de 3 ºC na temperatura global, o dano sofrido pela floresta Amazônica é o dobro de quando a temperatura global aumentar 2 ºC. c) pelo menos 25% da floresta Amazônica serão preservados se o aumento na temperatura global for de 3 ºC. d) com o aumento de 4 ºC na temperatura global, apenas 20% da floresta Amazônica serão mantidos intactos. e) os infográficos informam que cerca de 75% da área florestal terrestre desaparecerá, caso o aumento da temperatura global seja de 3 ºC. Universidade Aberta do Nordeste 91
Fique de Olho A EXTRAÇÃO LEGAL E ILEGAL DE MADEIRA É UMA CAUSA IMPORTANTE DA DESTRUIÇÃO DA FLORESTA AMAZÔNICA Quais são os impactos da extração ilegal de madeira? Embora a extração sustentável de madeira possa ser uma fonte de renda de longo prazo, muitas vezes a atividade não é feita de acordo com esses padrões. É comum que pessoas e empresas interessadas na exploração madeireira optem por tocar seus negócios de forma ilegal. Isso provoca vários impactos de amplo alcance, inclusive a fragmentação do habitat das espécies e significativas perdas financeiras. Grandes áreas de floresta são griladas e vendidas a preços abaixo de mercado. Essas áreas costumam ser terras públicas, e as instituições estatais não conseguem ter controle total sobre sua ocupação. Documentos falsos são preparados e uma extensa rede de corrupção é envolvida no esquema, para garantir o sucesso do negócio ilegal. Segue-se, então, um esforço apressado de maximizar a extração de madeira e obter a maior quantidade de lucro, o mais rapidamente possível. Resguardar os estoques de madeira para futuras colheitas tem sido objeto de pouca consideração. Em seguida, as áreas degradadas são destinadas à agricultura e à pecuária. As consequências são graves: perda de biodiversidade, aumento do risco de extinção de animais silvestres e perda dos serviços ecológicos prestados pela floresta, como a manutenção do clima e do ciclo hidrológico. Disponível em: <http://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/areas_prioritarias/ amazonia1/ameacas_riscos_amazonia/desmatamento_na_amazonia/extracao_ de_madeira_na_amazonia>. Exercitando para o Enem C1-H2 01. O sonar é um instrumento auxiliar da navegação que se localiza, normalmente, preso a um cabo no casco do barco. É utilizado para estudar os fundos oceânicos e, na pesca, para detectar cardumes de peixes. O sonar emite ultrassons que se propagam na água, refletindo-se no fundo ou num peixe, e sendo captadas novamente pelo radar onde é registrado o tempo demorado, podendo assim calcular-se a que distância os objetos se encontram. A esse processo dá-se o nome de ecolocalização. Veja ilustração abaixo. C6-H22 02. Cientistas descobriram que a exposição das células endoteliais à radiação dos telefones celulares pode afetar a rede de proteção do cérebro. As micro-ondas emitidas pelos celulares deflagram mudanças na estrutura das proteínas das células, permitindo a entrada de toxinas no cérebro. Folha de S. Paulo. A figura a seguir representa o espectro eletromagnético das principais radiações. Vermelho Violeta o navio tem um cabo detector colocado no mar luz visível Infravermelho Ultravioleta Raios - x Cabo detector Sonar Radiofrequências 10 4 Micro-ondas Raios - y 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 10 18 10 20 10 22 Frequência (Hz) <http://www.iped.com.br/sie/uploads/20906.jpg>. Submarino <http://3.bp.blogspot.com/_ujm1t5mbhyq/s5_xfx00kyi/ AAAAAAAAAHE/9Mz7wfRqELo/s320/sonar_2.jpg>. Para pesquisar a profundidade do oceano numa região próxima a Fortaleza, um pesquisador do curso de oceanografia da UFC usa um sonar instalado no barco da universidade, que se encontra em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal (ultrassom de frequência 75.000 Hz) e a resposta ao barco (eco) é de 1 segundo. Supondo o módulo da velocidade de propagação do som na água 1500 m/s, a profundidade do oceano na região é de: a) 25 m b) 50 m c) 100 m d) 750 m e) 1500 m As micro-ondas geradas pelos telefones celulares são ondas de mesma natureza que a: a) do som, mas de menor frequência. b) da luz, mas de menor frequência. c) do som, e de mesma frequência. d) onda de rádio, mas de menor frequência. e) do som, mas de maior frequência. C5-H18 03. Manassés, cearense, um dos melhores violonistas do Brasil, ao dedilhar uma das cordas de seu violão faz ressoar no ar o som por ela produzido de frequência fundamental igual a 440 Hz. A foto representada a seguir mostra o violão clássico citado, tendo a corda 0,6 m de comprimento. Faça uma análise das assertivas abaixo, assinalando a verdadeira. 92
O texto e a tabela a seguir referem-se às questões 05 e 06. O conhecimento das características do combustível utilizado é determinante para que se procurem saídas economicamente viáveis para minimizar os problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis, notadamente os de origem fóssil, como carvão mineral e petróleo. Observe os dados a seguir. <http://fotolog.terra.com.br/foto.cgi/en2ycctr8-.-zgf-ds2gqtxhj9ngos2qsghi2b. mw8kj-5da3pm6bkcirmmond/795.jpg>. a) Se somente a tensão aplicada na corda for alterada, a frequência fundamental não se altera. b) A distância entre dois nós consecutivos é igual ao comprimento de onda. c) O comprimento de onda do primeiro harmônico é de 0,6 m. d) O módulo da velocidade das ondas transversais na corda é de 528 m/s. e) As ondas que se formam na corda não são ondas estacionárias. C1-H1 04. As micro-ondas apresentam uma frequência de 10 8 Hertz a 10 11 Hertz. São usadas amplamente nas telecomunicações, transportando sinais de TV via satélite ou transmissão telefônica. O forno de micro-ondas é utilizado para cozinhar e aquecer os alimentos. Isso ocorre porque suas micro-ondas são absorvidas pelas moléculas da água existentes nas substâncias. Essa absorção provoca aumento de agitação nas moléculas, causando, então, elevação da temperatura e consequentemente seu cozimento. O esquema a seguir representa, de forma simplificada, o funcionamento de um forno de micro-ondas. Ventilador Feixe de Micro-ondas Magnétron <http://3.bp.blogspot.com/_oc32rx_dqeq/tpbxrx2nmdi/ AAAAAAAAAXk/3iK_91eBxBs/s320/funcionamento-do-forno-microondas.jpg>. Com relação às ondas (micro-ondas) emitidas pelo magnétron, marque a alternativa correta. a) Atravessam a porta de vidro do forno facilmente, pois seus comprimentos de onda são pequenos em relação à maioria das radiações. b) São compostas de oscilações perpendiculares dos campos elétrico e magnético, propagando-se longitudinalmente. c) Seus comprimentos de onda variam entre 3 mm a 3m. d) Aquecem tanto os alimentos como os recipientes sólidos que os contêm. e) Propagando-se no ar, se encaixam perfeitamente como ondas mecânicas. Combustível Diesel (C 15 H 32 ) Gasolina (C 8 H 18 ) Etanol (C 2 H 5 OH) GNV (CH 4 ) Massa molar média (g/mol) Densidade média (g/ml) Poder calorífico (kj/mol) 212 0,85 9300 118 0,70 5200 46 0,80 1400 16 0,00065 800 C5-H18 05. O poder calorífico de um combustível pode ser avaliado sob várias formas: por mol, por massa, por volume ou, mais recentemente, pela capacidade em contribuir menos com problemas ambientais. Qual o combustível mais eficiente quando se analisa o poder calorífico por massa e por volume, respectivamente? a) GNV e diesel. b) GNV e gasolina. c) Etanol e GNV. d) Etanol e diesel. e) Gasolina e etanol. C7-H25 06. Um dos problemas ambientais mais comentados na atualidade é o efeito estufa, causado principalmente pelo aumento da concentração de gás carbônico na atmosfera. Sob esse apelo ambiental, qual o combustível que apresenta o maior poder calorífico, em relação à quantidade de gás carbônico produzida (admitindo que todos os combustíveis sofram combustão completa), para minimizar os danos relativos ao efeito estufa (desconsiderando a rota de produção de cada combustível)? a) Diesel. b) Gasolina. c) Etanol. d) GNV. e) Todos apresentam igual poder calorífico, sob o aspecto analisado. C5-H19 07. O petróleo passa por várias etapas antes de sua utilização pela sociedade. Primeiro é feita a prospecção, depois o refino e finalmente a distribuição. Durante o refino, as frações são separadas de acordo com o ponto de ebulição, em torres de fracionamento. De acordo com a demanda, algumas frações passam por tratamentos químicos para aumentar sua quantidade e qualidade, como é o caso da gasolina. Universidade Aberta do Nordeste 93
Sob o aspecto ambiental, por ser de origem fóssil, o petróleo e seus derivados contribuem muito para emissão de gases estufa e outros relacionados com a chuva ácida. Sob o aspecto energético, por terem muita energia química (armazenada nas ligações) são excelentes combustíveis. Sobre o tema tratado no texto, é correto afirmar. a) Os problemas ambientais citados são mais acentuados na combustão do gás hidrogênio do que qualquer derivado do petróleo. b) Nas torres de fracionamento, os componentes são separados de acordo com a massa molecular. As frações mais pesadas saem primeiro e são recolhidas no topo da torre. c) O texto deixa claro que o petróleo é uma substância composta, separada em frações por um método físico. d) Os tratamentos químicos citados no texto podem ser exemplificados pelo craqueamento (do inglês cracking) e pela reforma catalítica de algumas frações do petróleo. e) O texto deixa claro que sob os aspectos energético e ambiental, os derivados do petróleo são excelentes combustíveis para o homem. C3-H12 08. Os gráficos a seguir relacionam esses parâmetros e os índices de qualidade da água (q). Demanda Bioquímica de Oxigênio 100 90 80 70 60 q 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 DBO (mg/l) q 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 ph 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ph, Unidades Tais gráficos estão associados a uma forma comum de poluição das águas causada pelo lançamento de dejetos humanos nos rios, lagos e mares. Esses resíduos levam ao aumento da quantidade de nutrientes disponíveis no ambiente, fenômeno denominado eutrofização. Quando esses resíduos atingem uma massa de água, ocorre uma cadeia de eventos, que culminam com graves problemas, alterando a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e o ph da água. Sobre esses eventos e suas consequências, é correto afirmar que: a) os resíduos causam aumento da decomposição aeróbica, levando aumento da DBO, que levará à escassez de oxigênio, proporcionando a morte de organismos aeróbicos, tanto autótrofos quanto heterótrofos, reduzindo a qualidade da água. b) os resíduos levarão à escassez de fósforo e nitrogênio, o que culminará com o desaparecimento das plantas e algas, diminuindo a DBO, mas não alterando a qualidade da água. c) as bactérias degradam os resíduos, liberando nitratos e fosfatos, que são tóxicos aos peixes, causando, assim, a morte desses animais, promovendo uma neutralização do ph da água, aumentando a qualidade da água. d) o excesso de fósforo e nitrogênio impedirá o crescimento das algas e, como consequência, haverá redução da fauna aquática que as consome, e um aumento da DBO local e da qualidade da água. e) os resíduos levarão à proliferação de organismos fotossintetizantes, que serão responsáveis pela produção excessiva de oxigênio, causando acidificação e morte nos organismos aeróbicos e redução da qualidade da água. C1-H4 09. Analise a figura. ATALHOS A BIODIVERSIDADES REDUZEM IMPACTOS AMBIENTAIS CAUSADOS PELA FRAGMENTAÇÃO DE HABITATS Corredor Ecológico de 800 km interligará parques do Centro-Oeste do Brasil Parque Nacional do Pantanal Mato Grosso Mato Grosso do Sul Parque Nacional das Emas Goiás Parque Estadual do Rio Negro Parque Nacional da Serra da Bodoquena LEGENDA Corredores ecológicos Considerando-se a implantação de corredores ecológicos, é correto afirmar que: a) os parques, na falta desses corredores, constituem ilhas isoladas de ampliação da biodiversidade e de formação de novas espécies. b) esse tipo de ligação reduz o fluxo gênico entre indivíduos da mesma espécie e diminui a manutenção de seus ciclos biológicos. c) alguns animais favorecidos, nas regiões assim interligadas, são a onça-pintada, o lobo-guará, a ema e o veadocampeiro. d) os animais e plantas dependentes desses corredores são espécies resistentes a ambientes alterados. e) os corredores ecológicos evitam a extinção de espécies, pois garantem uma reprodução continuada das espécies. 94
C1-H4 10. Leia o texto. DESASTRES RADIOATIVOS FUKUSHIMA, MAIS UMA CHERNOBYL Chernobyl, União Soviética, 26 de abril de 1986, 1 h 23 min pelo horário local. O reator 4 da usina nuclear sofre um catastrófico aumento de potência e o núcleo explode várias vezes, liberando gás xenônio, metade da carga de iodo-131 e de césio-137 e pelo menos 5% do material radioativo restante. Os 50 mil habitantes de Pripyat são retirados às pressas, transformando-a em uma cidade-fantasma. Uma nuvem de radiação 100 vezes maior que a das bombas de Hiroshima e Nagasaki espalha-se sobre a Ucrânia, a Bielorrússia, a Rússia e sobre parte da Europa e da Escandinávia. Nos anos seguintes, 4 mil pessoas desenvolvem câncer de tireoide. Fukushima, Japão, 11 de março de 2011, 14 h 46 min. Um terremoto de magnitude 9 na escala Richter provoca um tsunami devastador, que mata 27 mil pessoas e danifica quatro dos seis reatores da usina nuclear de Fukushima Daiichi. Três explosões nos prédios da central atômica levam ao vazamento de radioatividade na atmosfera. Especialistas temem que o combustível do núcleo do reator 2 tenha sofrido derretimento completo. Altos níveis de césio-137, estrôncio-90, iodo-131 e plutônio-238 são detectados na água. Ainda se desconhece o impacto do acidente sobre a saúde humana. No entanto, a população, num raio de 20 km, foi removida às pressas. Quem vive entre 20 km e 30 km de distância da usina recebeu o conselho de deixar a região e se afastar ainda mais. Na semana passada, o governo japonês divulgou que a quantidade de iodo radioativo na água em torno da usina de Fukushima superava em 5 milhões o limite legal. Até agora, a Companhia de Energia Elétrica de Tóquio (Tepco) não forneceu dados sobre a distribuição de estrôncio, plutônio e outros radionucleídeos na área contaminada. Ninguém vai beber a água do mar. Os limites legais devem ser aplicados ao ar, à água encanada, aos alimentos e à radiação ambiental, conclui o especialista. Disponível em: <http://www.ecodebate.com.br/2011/04/12/fukushimaespecialistas-acham-dificil-prever-dimensao-final-da-tragedia/>. Considere o fato abordado no texto e marque a opção correta. a) O césio 137 é o principal responsável pelos casos de câncer de tireoide relatados no texto. b) O iodo-131 segue o mesmo ciclo biológico do fósforo, sendo rapidamente absorvido pelos vegetais. c) O estrôncio-90, por ser quimicamente semelhante ao cálcio, acumula-se nos ossos, levando a osteossarcomas e leucemia. d) Dos elementos citados, o plutônio-238 é o menos agressivo para a saúde humana. e) Somente altos níveis de césio-137, estrôncio-90, iodo-131 e plutônio-238 podem causar problemas realmente graves em seres vivos. C1-H1 11. Informações diagnósticas sobre a estrutura do corpo humano podem ser obtidas pela ultrassonografia. Nessa técnica, um pulso de ultrassom é emitido por um transdutor através do corpo e é medido o intervalo de tempo entre o instante da emissão desse pulso e o da recepção dos pulsos refletidos pelas interfaces dos órgãos internos. A figura a seguir representa um exame de ultrassonografia, no qual o transdutor colocado na altura do pescoço e um paciente, cujo diãmetro da artéria carótida se deseja medir, emite pulsos com velocidade de 1,5 10 5 cm/s. Mostram-se, também, os tempos em que os pulsos refletidos pela pele do paciente e pelas paredes anterior e posterior da sua carótida foram detectados. Pulso refletido Transdutor Pele 5 10 6 s Pulso emitido Carótida 15 10 6 s 35 10 6 s É correto afirmar que o diâmetro da carótida do paciente na altura do pescoço, mede: a) 0,15 cm b) 1,5 cm c) 0,25 cm d) 2,25 cm e) 3,75 cm C7-H27 12. As pessoas precisam matar a sede, fazer a higiene pessoal e também precisam de chuva para acabar com o ar seco que tanto faz mal à respiração, principalmente, das crianças que ficam com muita alergia por causa da poluição do ar, com ar seco, ou para quem sofre de doenças respiratórias. Para que possamos beber a água e fazer comida é importante que se tenha água limpa e por isso é tão importante o tratamento da água, que precisa ser realizado em todas as cidades de todo o mundo. A água potável é muito importante para a vida de todos os seres vivos e com ela não há riscos de contaminação. Com o tratamento da água é possível diminuir bastante os poluentes que são encontrados nas águas e ela precisa ser tratada até que esses poluentes não façam mal às pessoas e animais. Sobre água, as pessoas sabem muito pouco, afinal muitas dessas pessoas acham que a água é um bem natural que nunca vai acabar e, com isso, usam sem pensar e desperdiçam muita água e isso pode fazer com que ela falte no futuro. Com a poluição da água, o tratamento da mesma precisa ser feito com muito cuidado para que não faça mal a ninguém, afinal a poluição aumenta a cada dia e, com isso, as águas ficam muito ruins para o consumo, tudo isso somado ao meio ambiente poluído. O tratamento para água é feito em etapas e cada uma acaba com uma bactéria e também poluentes, até que fique boa para o consumo. Esse tratamento de água pode ser simples ou não, isso vai depender de como a água se encontra e também a origem da água precisa ser levada em consideração. Tudo isso é verificado por pessoas muito capacitadas e Universidade Aberta do Nordeste 95
formadas, que trabalham na engenharia hidráulica e cuidam de todos os detalhes do tratamento da água, assim como os formados em cursos de sustentabilidade, que lutam para a preservação do meio ambiente e do espaço natureza. Em uma ETA (Estação de Tratamento de Água) típica, a água passa pelas seguintes etapas: coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção, fluoretação e correção de ph. Sobre o tratamento da água, assinale a alternativa correta. a) Coagulação: é a etapa em que a água, na sua forma bruta, entra na ETA. Ela recebe, nos tanques, uma determinada quantidade de cloreto de sódio. Esta substáncia serve para aglomerar partículas sólidas que se encontram na água como, por exemplo, a argila. b) Floculação: ocorre em tanques de concreto, logo após a coagulação. Com a água em movimento, as partículas sólidas se aglutinam em flocos maiores. c) Filtração: é a etapa em que a água passa por filtros formados por carvão, areia e pedras de diversos tamanhos. Nessa etapa, as impurezas de tamanho pequeno ficam retidas no filtro. A etapa da filtração pode ser considerada um fenômeno químico. d) Correção de ph: esse procedimento serve para corrigir o ph da água e preservar a rede de encanamentos de distribuição. Se a água está básica, é aplicada certa quantidade de cal hidratada ou de carbonato de sódio. e) Não é necessário fazer a correção de ph na água em seu tratamento. C7-H25 13. O petróleo é uma combinação complexa de hidrocarbonetos, composta na sua maioria de hidrocarbonetos alifáticos, alicíclicos e aromáticos, podendo conter também quantidades pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de enxofre e íons metálicos, principalmente de níquel e vanádio. Esta categoria inclui petróleos leves, médios e pesados, assim como os óleos extraídos de areias impregnadas de alcatrão. Materiais hidrocarbonatados que requerem grandes alterações químicas para a sua recuperação ou conversão em matérias-primas para a refinação do petróleo, tais como óleos de xisto crus, óleos de xisto enriquecidos e combustíveis líquidos de hulha, não se incluem nesta definição. O petróleo é um recurso natural abundante, porém sua pesquisa envolve elevados custos e complexidade de estudos. É também, atualmente, a principal fonte de energia, servindo também como base para fabricação dos mais variados produtos, dentre os quais destacam-se benzinas, óleo diesel, gasolina, alcatrão, polímeros plásticos e até mesmo medicamentos. Já foi causa de muitas guerras e é a principal fonte de renda de muitos países, sobretudo no Oriente Médio. Além de gerar a gasolina que serve de combustível para grande parte dos automóveis que circulam no mundo, vários produtos são derivados do petróleo como, por exemplo, a parafina, GLP, produtos asfálticos, nafta petroquímica, querosene, solventes, óleos combustíveis, óleos lubrificantes, óleo diesel e combustível de aviação. Assinale a alternativa correta relacionada com o processamento do petróleo. a) Boa parte do petróleo brasileiro vem de regiões de águas profundas, mas isso não eleva o custo da exploração. b) A primeira etapa consiste numa destilação simples, para separar o composto de menor ponto de ebulição, a gasolina. c) Uma etapa envolve a destilação fracionada do petróleo, na qual vários compostos presentes têm suas estruturas reduzidas, para serem posteriormente separados por ordem de ponto de fusão. d) Numa etapa chamada de craqueamento, frações sólidas de petróleo são trituradas para serem utilizadas como fertilizante. e) Uma fração constituída por hidrocarbonetos de cadeias longas sofre reação química catalisada, para gerar hidrocarbonetos de cadeias menores. Para Fixar 01 02 03 04 05 06 e e e c c c Exercitando para o Enem 01 02 03 04 05 06 07 d b d c a d d 08 09 10 11 12 13 a c c b b e Atenção!! Inscreva-se já e tenha acesso a outros materiais sobre o Enem no www.fdr.com.br/enem2011 Expediente Presidente: Luciana Dummar Coordenação da Universidade Aberta do Nordeste: Sérgio Falcão Coordenação do Curso: Fernanda Denardin e Marcelo Pena Coordenação Editorial: Sara Rebeca Aguiar Coordenação Acadêmico-Administrativa: Ana Paula Costa Salmin Editor de Design: Deglaucy Jorge Teixeira Projeto Gráfico Dhara Sena e Suzana Paz Capa: Suzana Paz Editoração Eletrônica: Joel Rodrigues Ilustrações: Aldenir Barbosa, Caio Menescal e João Lima Revisão: Rosemeire Melo, Sara Rebeca Aguiar e Tony Sales Apoio Parceria Realização Promoção