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Prova de Ciências da Natureza do ENEM 2015 Resolvida

  • Questão 1

    A indústria têxtil utiliza grande quantidade de corantes no processo de tingimento dos tecidos. O escurecimento das águas dos rios causado pelo despejo desses corantes pode desencadear uma série de problemas no ecossistema aquático.

     

    Considerando esse escurecimento das águas, o impacto negativo inicial que ocorre é o(a)

     

    • A) eutrofização.
    • B) proliferação de algas.
    • C) inibição da fotossíntese.
    • D) fotodegradação da matéria orgânica.
    • E) aumento da quantidade de gases dissolvidos.
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    A alternativa correta é letra C) inibição da fotossíntese.

    a) Incorreta. O processo de eutrofização só poderia ocorrer em um segundo momento, em decorrência da morte de algas (pela diminuição da taxa fotossintética devido ao escurecimento das águas), degradação de matéria orgânica morta e proliferação de microrganismos anaeróbicos.

    b) Incorreta. A presença de corantes na água dificulta a penetração dos raios solares e compromete a sobrevivência dos organismos fotossintetizantes, compostos principalmente por algas.

    c) Correta. O despejo de corantes em rios e o consequente escurecimento da água provoca uma expressiva redução da zona fótica que é habitada por organismos fotossintetizantes, sendo esse o primeiro impacto negativo da prática industrial têxtil em foco. Na ausência de luz a comunidade de algas e cianobactérias, que juntos compõem a base da cadeia alimentar desse ambiente, entra em declínio, comprometendo toda a comunidade biológica aeróbica desse ecossistema.

    d) Incorreta. A fotodegradação que consiste na decomposição de alguns componentes da matéria orgânica por ação da luz, só poderia ocorrer em um momento posterior, após o acúmulo de matéria orgânica morta como resultado do declínio da comunidade.

    e) Incorreta. A inibição da fotossíntese provoca redução na concentração do O2 dissolvido na água. Um hipotético aumento da quantidade de gases dissolvidos só ocorreria naturalmente se houvesse diminuição da temperatura ou aumento da pressão de gases sobre a superfície da água, condições que não foram mencionadas na questão.

  • Questão 2

    Hipoxia ou mal das alturas consiste na diminuição de oxigênio (O2) no sangue arterial do organismo. Por essa razão, muitos atletas apresentam mal-estar (dores de cabeça, tontura, falta de ar etc.) ao praticarem atividade física em altitudes elevadas. Nessas condições, ocorrerá uma diminuição na concentração de hemoglobina oxigenada (HbO2) em equilíbrio no sangue, conforme a relação:

     

    Hb(aq)+ O 2 (aq) Hb O 2 (aq)

     

    Mal da montanha. Disponível em: www.feng.pucrs.br . Acesso em: 11 fev. 2015 (adaptado).

     

    A alteração da concentração de hemoglobina oxigenada no sangue ocorre por causa do(a)

     

    • A) elevação da pressão arterial.
    • B) aumento da temperatura corporal.
    • C) redução da temperatura do ambiente.
    • D) queda da pressão parcial de oxigênio.
    • E) diminuição da quantidade de hemácias.
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    A alternativa correta é letra D) queda da pressão parcial de oxigênio.

    a) Incorreta. Não existe uma relação direta entre a pressão arterial e a pressão parcial de O2 dissolvido.

    b) Incorreta. Não há relação entre a temperatura corporal e o equilíbrio químico dado.

    c) Incorreta. Ver item b).

    d) Correta. O equilíbrio químico da reação do enunciado é dado por:

    k= [Hb O 2(aq) ] [H b (aq) ][ O 2(aq) ] ,

    onde que a concentração de O2 dissolvido é diretamente proporcional à pressão parcial de O2:

    [ O 2(aq) ]p( O 2(g) )

    Assim, a queda da pressão parcial do oxigênio diminui a concentração O2 dissolvido, o que, por sua vez, desloca o equilíbrio da reação do enunciado para a esquerda, segundo o equilíbrio de Le Chatelier, diminuindo a concentração do produto da reação, a hemoglobina oxigenada (HbO2).

    e) Incorreta. Não haverá alteração na quantidade de hemácias devido à altitude.

  • Questão 3

    Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.

    Disponível em: www.physics.nku.hk. Acesso em: 3 jun. 2015.

    Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m², que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m² e rendimento de 30%.

    Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de

     

    • A) 1,0 s.
    • B) 4,0 s.
    • C) 10 s.
    • D) 33 s.
    • E) 300 s.
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    A alternativa correta é letra D) 33 s.

    Utilizando o teorema da energia cinética, podemos determinar o trabalho necessário para que o carro atinja a velocidade de 30 m/s (108 km/h) a partir do repouso:

    τ=Δ E C = m. v F 2 2 m. v i 2 2 τ= 200.30 2 2 0= 9.10 4 J

    A potência desenvolvida pelo carro é dada por

    P=1000W/ m 2 9 m 2 30% P=2700W

    Finalmente, o tempo necessário para que o carro atinja a velocidade de 108km/h é obtida pela relação

    τ=PΔtΔt= τ P = 9 10 4 J 2,7 10 3 W

    Δt=33,3s

  • Questão 4

    Muitos estudos de síntese e endereçamento de proteínas utilizam aminoácidos marcados radioativamente para acompanhar as proteínas, desde fases iniciais de produção até seu destino final. Esses ensaios foram muito empregados para estudo e caracterização de células secretoras.

    Após esses ensaios de radioatividade, qual gráfico representa a evolução temporal da produção de proteínas e sua localização em uma célula secretora?

    • A)
    • B)
    • C)
    • D)
    • E)
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    A alternativa correta é letra C)

    As organelas celulares atuam de forma integrada, de modo que a ação em conjunto permite o funcionamento da célula como um todo. A síntese de proteínas é exemplo de um evento complexo que envolve diversas etapas e organelas distintas, desde sua síntese até a secreção. A síntese proteica ocorre em ribossomos e polissomos livres no citoplasma, e também ocorre em ribossomos aderidos ao retículo endoplasmático rugoso (granular). Nessas organelas ocorre a primeira fase da síntese, na qual os aminoácidos são encadeados e polimerizados originando uma proteína. No entanto, a proteína pode ainda não está madura e deve passar pelo complexo golgiense, no qual sofrerá processamento geralmente representado por eventos relacionados à glicosilação e dobramentos. Após esta fase, vesículas do complexo golgiense, contendo as proteínas processadas, irão se dirigir para a periferia da célula, local no qual irão se fundir à membrana plasmática liberando o conteúdo proteico para o meio externo. Desse modo, a alternativa C mostra a sequência correta dos eventos sendo que a radioatividade detectada nos aminoácidos marcados é intensa inicialmente no retículo endoplasmático, em seguida no complexo golgiense e, após 15 minutos, nas vesículas de secreção.

    *É valido ressaltar que a questão não explicita o tipo de retículo endoplasmático (liso ou rugoso). Entretanto, como o enunciado aborda a produção de proteínas, deve-se considerar que o retículo em questão é do tipo rugoso, responsável pela síntese destas macromoléculas.

  • Questão 5

    A soda cáustica pode ser usada no desentupimento de encanamentos domésticos e tem, em sua composição, o hidróxido de sódio como principal componente, além de algumas impurezas. A soda normalmente é comercializada na forma sólida, mas que apresenta aspecto “derretido” quando exposta ao ar por certo período.

     

    O fenômeno de derretimento decorre da

     

    • A) absorção da umidade presente no ar atmosférico.
    • B) fusão do hidróxido pela troca de calor com o ambiente.
    • C) reação das impurezas do produto com o oxigênio do ar.
    • D) adsorção de gases atmosféricos na superfície do sólido.
    • E) reação do hidróxido de sódio com o gás nitrogênio presente no ar.
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    A alternativa correta é letra A) absorção da umidade presente no ar atmosférico.

    a) Correta. O hidróxido de sódio é um composto iônico e solúvel em água, que apresenta a propriedade de absorver água na forma gasosa, propriedade higroscópica em que seus cristais passam por um rearranjo devido a solvatação na superfície do retículo. O hidróxido de sódio apresenta a deliquescência, ou seja, tem a propriedade de se dissolver na própria água absorvida do meio.

    b) Incorreta. O hidróxido de sódio como um composto iônico que apresenta elevado ponto de fusão, ou seja, na temperatura da realização do experimento, ambiente (T ≅ 25ºC), essa substância não apresentará o processo endotérmico denominado fusão.

    c) Incorreta. A reação das impurezas de hidróxido de sódio como o carbonato de sódio e cloretos com oxigênio gasoso não tem como consequência o “derretimento” do hidróxido de sódio.

    d) Incorreta. A adsorção de gases atmosféricos como nitrogênio, oxigênio, argônio e dióxido de carbono não provocará o “derretimento” do hidróxido de sódio. Além disso, o anidrido carbônico (CO2 – caráter ácido) presente no ar, não será suficiente para a reação com a base forte.

    e) Incorreta. O gás nitrogênio (N2) apresenta reatividade muito baixa e, portanto, não provocará alteração química no composto.

  • Questão 6

    Um grupo de pesquisadores desenvolveu um método simples, barato e eficaz de remoção de petróleo contaminante na água, que utiliza um plástico produzido a partir do líquido da castanha-de-caju (LCC). A composição química do LCC é muito parecida com a do petróleo e suas moléculas, por suas características, interagem formando agregados com o petróleo. Para retirar os agregados da água, os pesquisadores misturam ao LCC nanopartículas magnéticas.

    KIFFER, D. Novo método para remoção de petróleo usa óleo de mamona e castanha-de-caju. Disponível em: www.faperj.br . Acesso em: 31 jul. 2012 (adaptado).

    Essa técnica considera dois processos de separação de misturas, sendo eles, respectivamente,

     

    • A) flotação e decantação.
    • B) decomposição e centrifugação.
    • C) floculação e separação magnética.
    • D) destilação fracionada e peneiração.
    • E) dissolução fracionada e magnetização.
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    A alternativa correta é letra C) floculação e separação magnética.

    O primeiro processo de separação consiste na formação de agregados pela interação entre o plástico produzido a partir do líquido da castanha-de-caju e o petróleo. Esses agregados podem ser chamados flocos, o que dá origem ao nome do processo de separação em questão: floculação.

    O segundo processo de separação consiste na retirada dos agregados ou flocos da água através da aplicação de um campo magnético, gerado por um imã, à mistura. O campo magnético atrai as nanopartículas dispersas nos agregados que os arrastam juntamente para fora da água num processo de separação chamado separação magnética.

  • Questão 7

    A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C, conforme a figura.

     

    Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da radiação UV de cinco filtros solares:

    Considere:

    Velocidade da luz = 3,0 × 108 m/s e 1 nm = 1,0 × 10−9 m.

     

    O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o

     

    • A) V.
    • B) IV.
    • C) III.
    • D) II.
    • E) I.
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    A alternativa correta é letra B) IV.

    Dado que a radiação UV-B tem frequências entre 9,34 10 14 Hz e 1,03 10 15 Hz, podemos calcular a faixa dos comprimentos de onda para esta radiação pela equação fundamental da ondulatória:

    v=λf

    Comprimento de onda mínimo:

    λ min = v f max = 3 10 8 m/s 1,03 10 15  s 1 3 10 7 m=300nm

    Comprimento de onda máximo:

    λ max = v f min λ max = 3 10 8 m/s 9,34 10 14  s 1 3,2 10 7  m320nm

    Como o filtro solar deve apresentar absorção máxima na faixa UV-B, sua absorbância deve ser máxima para radiações com comprimentos de onda entre aproximadamente 300 nm e 320 nm.

    Pela análise do gráfico, conclui-se que o filtro solar que a pessoa deve selecionar é o IV.

  • Questão 8

    Um importante princípio da biologia, relacionado à transmissão de caracteres e à embriogênese humana, foi quebrado com a descoberta do microquimerismo fetal. Microquimerismo é o nome dado ao fenômeno biológico referente a uma pequena população de células ou DNA presente em um indivíduo, mas derivada de um organismo geneticamente distinto. Investigando-se a presença do cromossomo Y, foi revelado que diversos tecidos de mulheres continham células masculinas. A análise do histórico médico revelou uma correlação extremamente curiosa: apenas as mulheres que antes tiveram filhos homens apresentaram microquimerismo masculino. Essa correlação levou à interpretação de que existe uma troca natural entre células do feto e maternas durante a gravidez.

    MUOTRI, A.Você não é só você: carregamos células maternas na maioria de nossos órgãos. Disponível em: http://g1.globo.com. Acesso em: 4 dez. 2012 (adaptado).

    O princípio contestado com essa descoberta, relacionado ao desenvolvimento do corpo humano, é o de que

    • A) o fenótipo das nossas células pode mudar por influência do meio ambiente.
    • B) a dominância genética determina a expressão de alguns genes.
    • C) as mutações genéticas introduzem variabilidade no genoma.
    • D) as mitocôndrias e o seu DNA provêm do gameta materno.
    • E) as nossas células corporais provêm de um único zigoto.
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    A alternativa correta é letra E) as nossas células corporais provêm de um único zigoto.

    a, b, c e d) Incorretas. A alteração do fenótipo pela ação ambiental, a dominância genética determinando a expressão de alguns genes, as mutações genéticas introduzindo variabilidade no genoma e a origem mitocondrial materna, são fenômenos biológicos válidos, porém, não são contestados ou inviabilizados pela descoberta do microquimerismo abordado no texto.

    e) Correta. Grande parcela dos animais, seres vivos pluricelulares, são originados a partir da reprodução sexuada na qual, após a fecundação, um zigoto se desenvolve por sucessivas divisões mitóticas, originando um organismo pluricelular dotado de inúmeras células de origem comum. Entretanto, a descoberta do microquimerismo mostrou que é possível a existência de células com diferentes genótipos em um mesmo indivíduo, fenômeno que pode ocorrer mediante a incorporação de células fetais transferidas para a mãe durante a gravidez, fato evidenciado pelo estudo trazido no enunciado. Com isso, a afirmação de que todas as células humanas são oriundas do desenvolvimento embrionário a partir do zigoto pode ser contestada.

    Ressalva:

    A contestação do princípio de que todas as células do nosso corpo são provenientes de um mesmo zigoto não implica no inverso, ou seja, que mais de um zigoto participe do desenvolvimento embrionário de um indivíduo. Significa apenas que, em alguns casos, alguns seres humanos possuem algumas células com genótipo diferentes daquelas originadas a partir do desenvolvimento do zigoto que o formou.

  • Questão 9

    Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essa característica é conhecida como iridescência e ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte do feixe de luz branca incidente ① reflete na interface ar/óleo e sofre inversão de fase ②, o que equivale a uma mudança de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe ③ incide na interface óleo/água e sofre reflexão sem inversão de fase ④.

    O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios ② e ⑤, mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em ③ e ④ corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo.

    Disponível em: http://2011.igem.org. Acesso em: 18 nov. 2014 (adaptado)

    Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a

    • A) λ/4.
    • B) λ/2.
    • C) 3λ/4.
    • D) λ.
    • E) 2λ.
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    A alternativa correta é letra A) λ/4.

    De acordo com o texto, o observador verá os raios 2 e 5 sofrendo interferência construtiva. Este fenômeno é causado, nesse caso, por dois fatores:

    • diferença de percurso Δx, equivalente a 2E;
    • inversão de fase provocada por reflexão, equivalente a meio comprimento de onda (λ/2).

    No caso da interferência construtiva, os efeitos devem se somar de tal forma que a defasagem total entre os raios citados seja dada por k ⋅ λ, onde k é um número natural. Sendo assim, teremos:

    Δ x total =Δ x percurso +Δ x reflexão kλ=2E+ λ 2 E=( 2k1 ) λ 4

    Como desejamos a espessura mínima, devemos usar k = 1, de modo que:

    E mín =( 211 ) λ 4 E mín = λ 4

  • Questão 10

    Alimentos em conserva são frequentemente armazenados em latas metálicas seladas, fabricadas com um material chamado folha de flandres, que consiste de uma chapa de aço revestida com uma fina camada de estanho, metal brilhante e de difícil oxidação. É comum que a superfície interna seja ainda revestida por uma camada de verniz à base de epóxi, embora também existam latas sem esse revestimento, apresentando uma camada de estanho mais espessa.

     

    SANTANA, V. M. S. A leitura e a química das substâncias. Cadernos PDE. Ivaiporã: Secretaria de Estado da Educação do Paraná (SEED), Universidade Estadual de Londrina, 2010 (adaptado).

     

    Comprar uma lata de conserva amassada no supermercado é desaconselhável porque o amassado pode

     

    • A) alterar a pressão no interior da lata, promovendo a degradação acelerada do alimento.
    • B) romper a camada de estanho, permitindo a corrosão do ferro e alterações do alimento.
    • C) prejudicar o apelo visual da embalagem, apesar de não afetar as propriedades do alimento.
    • D) romper a camada de verniz, fazendo com que o metal tóxico estanho contamine o alimento.
    • E) desprender camadas de verniz, que se dissolverão no meio aquoso, contaminando o alimento.
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    A alternativa correta é letra B) romper a camada de estanho, permitindo a corrosão do ferro e alterações do alimento.

    a) Incorreta. O simples amassamento da lata não levará a uma alteração significativa na pressão do interior da lata.

    b) Correta. O estanho é um metal menos reativo do que o ferro (possui maior potencial de redução) e é utilizado como película protetora, aplicada pelo processo de eletrodeposição (ou galvanoplastia). Como o estanho possui maior potencial de redução, ele irá acelerar o processo de oxidação do ferro, que irá agir como um metal de sacrifício. Após o corte na camada protetora, o alimento entrará em contato direto com a superfície de ferro, que poderá alterar as propriedades do alimento.

    c) Incorreta. As propriedades do alimento serão alteradas ao longo do tempo, caso ele entre em contato direto com o ferro.

    d) Incorreta. Em muitos casos o estanho já está em contato direto com o alimento e não é um contaminante.

    e) Incorreta. O verniz é feito à base de epóxi, que são polímeros termofixos insolúveis no meio aquoso.

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