Ao entrar em um centro de ciências, um painel coloca lado a lado duas explicações sobre o surgimento da vida…

Questão

Ao entrar em um centro de ciências, um painel coloca lado a lado duas explicações sobre o surgimento da vida na Terra. Uma, inspirada em narrativas tradicionais, destaca o “fogo do céu”, associando a energia dos raios ao início de processos que levariam à vida. A outra, discutida em pesquisas atuais, considera a radiação ultravioleta (UV) do Sol como fonte de energia para reações em lagos rasos. Para comparar a disponibilidade energética em uma mesma região, o painel propõe estimar a energia recebida por dia em uma área de 1,0 km^2. Nele consta que, em média, a irradiância UV relevante pode ser tomada como 4,0 W/m^2 ao longo do dia nessa área. Também consta que a energia liberada por um raio típico é 5,0 x 10^8 J e que ocorrem, em média, 3 descargas por dia nessa mesma área. Analise os dados do texto e conclua qual explicação é mais favorecida pelo critério de maior energia disponível por dia na área considerada.

1. A) Favorece o “fogo do céu”, pois 3 raios por dia fornecem energia maior que 1,0 x 10^11 J
2. B) Favorece igualmente as duas, pois ao converter km^2 em m^2 as energias ficam na mesma ordem de grandeza
3. C) Favorece a radiação UV, pois fornece cerca de 3,5 x 10^11 J por dia e supera a energia total dos raios
4. D) Favorece o “fogo do céu”, pois 1,0 km^2 corresponde a 1,0 x 10^3 m^2 ao calcular a energia do UV
5. E) Favorece a radiação UV, pois a energia de um raio cresce com a área pela relação P=IV aplicada ao km^2

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Converta a área para metros quadrados. 1,0 km^2 = 1,0 x 10^6 m^2, pois 1 km = 1 000 m e 1 km^2 = 1 000 000 m^2. Passo 2: Calcule a energia UV por dia. Considerando a irradiância média de 4,0 W/m^2 ao longo das 24 horas, o tempo é 86 400 s, então a energia por metro quadrado é 4,0 x 86 400 = 3,456 x 10^5 J/m^2. Multiplicando pela área: 3,456 x 10^5 x 1,0 x 10^6 = 3,456 x 10^11 J, cerca de 3,5 x 10^11 J por dia. Passo 3: Calcule a energia dos raios por dia. Com 3 descargas de 5,0 x 10^8 J cada, o total é 1,5 x 10^9 J por dia. Passo 4: Compare. 3,5 x 10^11 J é muito maior que 1,5 x 10^9 J, cerca de 230 vezes mais, logo a radiação UV é favorecida pelo critério de maior energia disponível por dia. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A: 3 raios fornecem apenas 1,5 x 10^9 J, bem abaixo de 1,0 x 10^11 J. B: as energias não estão na mesma ordem de grandeza, pois diferem em cerca de duas ordens de grandeza. D: 1,0 km^2 equivale a 1,0 x 10^6 m^2, não 1,0 x 10^3 m^2, e esse erro de conversão subestima o UV. E: a energia de um raio não depende da área atingida, e a relação P=IV não se aplica a essa comparação. O gabarito C está correto.

💡 Dica: Calcule a energia total diária de cada fonte e compare os valores.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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