A fissão de um núcleo libera ˜200 MeV. Calcule a energia liberada por mol de núcleos em joules (use 1 eV =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A fissão de um núcleo libera ˜200 MeV. Calcule a energia liberada por mol de núcleos em joules (use 1 eV = 1,6×10^-19 J e NA = 6,0×10^23 mol^-1).
- A) A energia liberada por mol de núcleos é 200 J.
- B) ˜1,9×10^13 J por mol
- C) A energia liberada por mol de núcleos é 100 MeV.
- D) A energia liberada por mol de núcleos é 3,2×10^11 J.
- E) A energia liberada por mol de núcleos é 1,2×10^14 J.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converter 200 MeV para eV. Como 1 MeV = 10^6 eV, temos 200 MeV = 200 x 10^6 eV = 2,0 x 10^8 eV. O símbolo ˜ no enunciado indica valor aproximado (≈ 200 MeV), e o cálculo segue com esse valor.
- Converter a energia de um núcleo para joules usando 1 eV = 1,6 x 10^-19 J. Energia por núcleo = 2,0 x 10^8 x 1,6 x 10^-19 = 3,2 x 10^-11 J.
- Obter a energia por mol multiplicando pela constante de Avogadro, NA = 6,0 x 10^23 mol^-1 (um mol tem NA núcleos). Energia por mol = 3,2 x 10^-11 x 6,0 x 10^23 = 19,2 x 10^12 = 1,92 x 10^13 J, que arredondado é aproximadamente 1,9 x 10^13 J por mol.
- Conclusão. A resposta correta é a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: 200 J não considera a conversão de eV para J nem a multiplicação por NA. C: 100 MeV é a mesma grandeza em outra unidade e com valor errado, e não está em joules. D: 3,2 x 10^11 J corresponde a um erro de potência de dez e de fator na multiplicação por NA. E: 1,2 x 10^14 J é um resultado com erro de potência de dez na etapa de conversão ou multiplicação.
💡 Dica: Converta MeV para joules e multiplique pelo número de Avogadro.
Alternativa por alternativa
O aluno tratou o número 200 como se já estivesse em joules e não multiplicou por NA, ignorando que a energia é de um núcleo e a pergunta pede por mol.
200 MeV = 200×10^6 eV = 200×10^6·1,6×10^-19 J = 3,2×10^-11 J por núcleo; por mol: 3,2×10^-11·6,0×10^23 = 1,92×10^13 J ˜1,9×10^13 J.
O aluno repetiu a energia do enunciado com outro valor e na unidade MeV, sem fazer a conversão para joules nem a multiplicação por NA, ou seja, não entendeu que a pergunta pede a energia em joules por mol.
O aluno calculou a energia por núcleo (3,2 x 10^-11 J), mas multiplicou por um fator errado, provavelmente 10^22, e obteve 3,2 x 10^11 J, o que mostra erro no expoente e na multiplicação por NA.
Por que engana: O aluno pode confundir a conversão de MeV para joules, resultando em um valor incorreto ao calcular a energia total por mol.
O aluno deve ter errado a potência de dez na conversão de MeV para eV ou na multiplicação por NA, obtendo 1,2 x 10^14 J, cerca de dez vezes o valor correto.
Raio-X da questão
fissão nuclear
avaliacao
conversao de unidades de energia · lei de Avogadro
Revisar conversão de unidades de energia e cálculos com o número de Avogadro.
O aluno pode confundir a conversão de MeV para joules, resultando em um valor incorreto ao calcular a energia total por mol.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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