Qual o processo físico dominante que gera energia em estrelas da sequência principal como o Sol? Indique a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Qual o processo físico dominante que gera energia em estrelas da sequência principal como o Sol? Indique a reação principal que converte hidrogênio em hélio e a ordem de grandeza da temperatura central necessária (unidade SI).
- A) Fusão de carbono: 12C ? 4He + 8n
- B) Fissão nuclear: 4 1H ? 4He + energia livre
- C) Fusão nuclear (cadeia próton-próton): 4 1H ? 4He + 2e+ + 2?; temperatura central ˜ 1×10^7 K.
- D) Fusão de elétrons: e+ + e- ? 4He
- E) Reação de degradação: 4He ? 4 1H + energia
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Em estrelas da sequência principal, como o Sol, a energia vem da fusão nuclear de núcleos de hidrogênio que formam hélio. Isso libera energia porque a massa do hélio formado é menor que a massa dos quatro prótons que o originaram, e essa diferença de massa se converte em energia (E = mc^2). Passo 2: Na alternativa C, a cadeia próton-próton (4 1H -> 4He + 2e+ + 2 neutrinos) descreve exatamente essa conversão de hidrogênio em hélio. Passo 3: A temperatura central do Sol é da ordem de 10^7 K (cerca de 15 milhões de kelvin), que é a ordem de grandeza necessária para vencer a repulsão elétrica entre os prótons e possibilitar a fusão. Passo 4: Por isso, a resposta C é a correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: A alternativa A está errada porque a fusão de carbono-12 não é a fonte principal de energia do Sol, que é formado majoritariamente por hidrogênio, e a reação escrita não converte hidrogênio em hélio. Passo 6: A alternativa B está errada porque a fissão nuclear quebra núcleos pesados e não ocorre como processo dominante de geração de energia no interior de estrelas como o Sol. Passo 7: A alternativa D está errada porque a aniquilação de pares elétron-pósitron não produz hélio e não é o mecanismo dominante de geração de energia estelar. Passo 8: A alternativa E está errada porque inverte o sentido da reação: a degradação de hélio em hidrogênio consumiria energia, não a liberaria, e não corresponde ao processo que sustenta a estrela.
💡 Dica: Identifique o processo de fusão nuclear e suas condições.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a energia estelar vem da fusão de carbono, confundindo o combustível principal da estrela com elementos pesados que são produzidos em estágios posteriores da evolução estelar.
O aluno confunde fissão com fusão, supondo que a energia solar vem da quebra de núcleos, como ocorre em usinas nucleares, sem perceber que o hidrogênio se une para formar hélio.
Por que engana: Confundir fissão nuclear com fusão nuclear, pensando que a energia das estrelas vem da divisão de núcleos atômicos em vez da união deles.
No núcleo de estrelas como o Sol, prótons fundem-se formando 4He pela cadeia próton-próton, liberando energia para manter a pressão; a reação requer temperaturas da ordem de 10^7 K para superar a barreira coulombiana.
O aluno acha que elétrons e pósitrons se fundem para formar hélio, confundindo a aniquilação de partículas com a fusão de núcleos atômicos e ignorando que o hélio exige núcleos com prótons e nêutrons.
O aluno lê a seta de forma invertida e entende que o hélio se decompõe em hidrogênio liberando energia, quando na verdade a reação correta de liberação de energia é a formação do hélio a partir do hidrogênio.
Raio-X da questão
fusão nuclear em estrelas
avaliacao
fusão nuclear · sequência principal das estrelas
Revisar os processos de fusão nuclear e as condições em estrelas.
Confundir fissão nuclear com fusão nuclear, pensando que a energia das estrelas vem da divisão de núcleos atômicos em vez da união deles.
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cientifico
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