Figura reproduzida do caderno UEL 2027. O original informa geração por inteligência artificial em 2026.
Com base na tirinha e nos conhecimentos sobre termodinâmica, assinale a alternativa correta.
A)O termo temperatura, utilizado no primeiro quadro da tirinha, está conceitualmente equivocado, pois temperatura é a grandeza que expressa a quantidade de calor armazenada no ambiente.
B)Os termos calor e temperatura, utilizados no terceiro quadro da tirinha, têm uma relação direta de proporcionalidade, ou seja, o calor é inversamente proporcional à temperatura aferida.
C)O termo temperatura, utilizado no primeiro quadro da tirinha, está conceitualmente correto, pois temperatura é sinônimo da quantidade de calor concentrado e armazenado no ambiente.
D)Calor é a energia térmica em trânsito entre dois corpos até atingirem equilíbrio térmico, portanto é impossível armazená-lo como descrito no segundo quadro da tirinha.
E)O termo calor, utilizado no segundo quadro da tirinha, está conceitualmente correto, pois o conceito de calor é definido como a quantidade de energia concentrada e acumulada no ambiente.
Gabarito oficial provisório · UEL 2027 · Tipo 1
D
Resolução
A tirinha confunde energia armazenada com energia transferida. Calor é energia transferida entre sistemas em razão de uma diferença de temperatura; não é uma substância que possa ser guardada nos alvéolos.
O sistema possui energia interna, que pode variar quando ele recebe ou cede energia. Sua temperatura caracteriza o estado térmico e não mede uma suposta quantidade de calor contida nele.
Em contato térmico e sem outros fatores que mantenham a diferença de temperatura, a transferência líquida de energia cessa no equilíbrio térmico. Isso não significa que os corpos fiquem sem energia interna.
As afirmações que identificam temperatura com calor armazenado e a alegação de proporcionalidade inversa geral entre calor e temperatura não descrevem esses conceitos.
Alternativa correta: D.
05
Eletricidade — Eletrostática — Quantização da carga
As abelhas são capazes de detectar campos elétricos e, por meio do seu formato geométrico, identificar o tipo de flor. As flores estão cercadas por um potencial eletrostático fraco que surge da interação com a atmosfera. Neste processo, para chegar até as flores, elas batem as asas e esse fato gera atrito com o ar, fazendo com que as abelhas fiquem carregadas eletricamente. Suponha que a carga armazenada na abelha seja de 4,8 × 10⁻¹¹ C quando ela está a uma distância de 5 cm de uma flor cuja carga medida foi de 2 × 10⁻¹¹ C. Dado: carga elementar e- = 1,6 × 10⁻¹⁹ C. Com base nos conhecimentos sobre eletricidade e magnetismo, assinale a alternativa correta.
A)Quando a abelha está a 5 cm da flor, a força eletrostática entre elas é de 1,728 × 10⁻¹⁰ N.
B)Quando a abelha está a 5 cm da flor, a proximidade gera uma DDP, que indica a tensão necessária entre elas para manter cargas em repouso.
C)Ao bater as asas, a abelha perde carga armazenada devido ao atrito com o ar e, portanto, tem 3 × 10⁸ elétrons a menos no seu corpo.
D)A abelha com carga Q carregada positivamente apresenta linhas de força, apontando radialmente para dentro das superfícies equipotenciais.
E)A energia potencial elétrica associada ao campo elétrico na abelha quando perto da flor é diretamente proporcional ao quadrado da distância que separa as cargas.
Gabarito oficial provisório · UEL 2027 · Tipo 1
C
Resolução
No modelo apresentado, a abelha fica positivamente eletrizada por perda de elétrons. O número de elétrons em falta é:
A abelha tem, portanto, 300 milhões de elétrons a menos que no estado neutro. Para conferir a afirmação sobre a força, adotando a aproximação de cargas puntiformes no ar:
A diferença de potencial não é definida como uma tensão necessária para manter cargas em repouso. Para uma carga positiva isolada, o campo aponta radialmente para fora. Já a energia potencial entre duas cargas puntiformes varia com o inverso da distância:
\[U=\frac{kQq}{r}\]
Alternativa correta: C.
21
Física moderna — Física quântica — Transições eletrônicas
Os elementos conhecidos como terras raras têm sido objeto de debate coletivo de muitas nações do planeta. As propriedades magnéticas, luminescentes e eletroquímicas únicas desses elementos permitem avanços tecnológicos e o desenvolvimento de equipamentos tanto para o uso coletivo quanto individual. A tirinha a seguir apresenta a aplicação de um desses elementos em uma análise forense.
Figura reproduzida do caderno UEL 2027. O original informa geração por inteligência artificial em 2026.
Com base na tirinha e nos conhecimentos sobre radiação eletromagnética e física moderna, assinale a alternativa correta.
A)A radiação ultravioleta corresponde à faixa visível do espectro eletromagnético, sendo composta pela cor violeta juntamente com a radiação presente na faixa do infravermelho.
B)A radiação ultravioleta corresponde à faixa visível do espectro eletromagnético, sendo por natureza uma radiação ionizante composta predominantemente por raios gama.
C)Quando o európio é excitado, seus elétrons saltam para níveis de energia mais baixos e, ao retornarem ao seu estado fundamental, emitem luz característica do infravermelho.
D)A luz emitida pelo európio tem tonalidade vermelha brilhante, pois se trata de uma luz infravermelha gerada pela difração da luz branca devido à exposição do material à radiação ultravioleta.
E)Quando o európio é excitado com radiação ultravioleta, seus elétrons saltam para níveis de energia mais altos e, ao retornarem ao seu estado fundamental, emitem uma luz vermelha brilhante.
Gabarito oficial provisório · UEL 2027 · Tipo 1
E
Resolução
A radiação ultravioleta fornece energia ao material. No modelo de níveis eletrônicos usado na questão, a absorção pode promover elétrons a estados de energia mais alta:
No retorno a estados de energia inferior, o material pode emitir fótons. A energia do fóton emitido corresponde à diferença de energia da transição radiativa:
\[E_{\gamma}=hf\]
\[E_{\gamma}=E_i-E_f\]
A tirinha descreve emissão vermelha visível, característica do material com európio sob excitação ultravioleta. Não se trata de infravermelho nem de difração da luz branca.
A luz excitadora e a emitida podem ter frequências diferentes: parte da energia absorvida pode ser dissipada em etapas não radiativas antes da emissão. O ultravioleta fica fora da faixa visível, além do violeta.
Alternativa correta: E.
22
Mecânica — Dinâmica — Natureza do atrito · interface com Química
Além do európio, outros elementos das terras raras fazem parte do dia a dia das pessoas. O cério (14058Ce) é muito utilizado no polimento de lentes e espelhos; o gadolínio (15764Gd) está presente em alguns contrastes utilizados em exames de ressonância magnética e o neodímio (14460Nd), quando combinado com ferro e boro, forma o ímã de neodímio, considerado o mais forte do mundo. Com base nos conhecimentos sobre mecânica, força de atrito e estrutura atômica, considere as afirmativas a seguir.
I. O ímã de neodímio, em contato com outros metais, cria um travamento físico extremo, evidenciando que a força de atrito tem natureza eletromagnética.
II. A configuração eletrônica do gadolínio, no estado fundamental, apresenta 18 elétrons na camada M da sua eletrosfera.
III. Os elementos cério, gadolínio e neodímio são isóbaros, pois possuem massas e números atômicos diferentes.
IV. A utilização do cério no polimento de lentes e espelhos elimina as forças de atrito que têm natureza mecânica. Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
C)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
Gabarito oficial provisório · UEL 2027 · Tipo 1
A
Resolução
I. Verdadeira no contexto proposto. As forças entre átomos das superfícies têm natureza eletromagnética. A atração de um ímã por um metal ferromagnético pode aumentar a força normal e, com isso, o limite do atrito estático:
\[f_{\mathrm{est},\max}=\mu_e N\]
Isso não significa que o ímã atraia intensamente qualquer metal. A interpretação pressupõe um material com resposta magnética apropriada, como o ferro.
II. Verdadeira. Para o gadolínio neutro no estado fundamental, uma representação da configuração eletrônica é:
\[\mathrm{Gd}: [Xe]\,4f^7\,5d^1\,6s^2\]
A camada M corresponde ao número quântico principal 3 e contém os subníveis preenchidos:
\[3s^2\,3p^6\,3d^{10}\]
\[N_M=2+6+10=18\]
III. Falsa. Isóbaros têm o mesmo número de massa e números atômicos diferentes. Os números de massa indicados são 140, 157 e 144, portanto não são iguais.
IV. Falsa. O polimento não elimina as interações de atrito e sua natureza microscópica não passa a ser uma interação fundamental mecânica. O processo envolve o contato e o desgaste controlado da superfície.
Somente as afirmações I e II são corretas.
Alternativa correta: A.
42
Óptica — Espelhos planos — Campo visual e semelhança
Suponha que a obra de Paul Signac tenha 8m de altura e que um observador esteja posicionado a 6 m de distância dela. Ele olha para um espelho plano que está posicionado no chão e consegue visualizar a obra na sua extensão vertical, ou seja, desde a parte inferior até o ponto mais alto, onde está o topo da árvore. Essa visualização é possível porque o espelho está encostado na obra e possui um comprimento igual a x, conforme o diagrama a seguir.
Figura reproduzida do caderno UEL 2027. O original informa geração por inteligência artificial em 2026.
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o comprimento mínimo x do espelho que reflete a imagem completa da obra.
A)2,0m
B)4,8m
C)5,2m
D)6,8m
E)8,4m
Gabarito oficial provisório · UEL 2027 · Tipo 1
B
Resolução
A figura indica uma altura de observação de $h=2\,\mathrm{m}$. A obra tem altura $H=8\,\mathrm{m}$ e o observador está a uma distância horizontal $d=6\,\mathrm{m}$ dela.
Refletindo virtualmente a obra através do plano horizontal do espelho, seu topo fica a 8 m abaixo do chão. A reta que liga o olho a esse topo virtual intercepta o chão no ponto de reflexão necessário para ver o topo real.
Se esse ponto está a $x$ metros da parede, os triângulos semelhantes fornecem:
\[\frac{H}{x}=\frac{h}{d-x}\]
\[\frac{8}{x}=\frac{2}{6-x}\]
\[8(6-x)=2x\]
\[48=10x\]
\[x=4{,}8\ \mathrm{m}\]
Os pontos inferiores da obra exigem pontos de reflexão mais próximos da parede. Como o espelho começa junto à obra, o raio proveniente do topo determina sua extremidade mais distante e o comprimento mínimo.
Conferência: a distância do ponto de reflexão à projeção do observador é $6-4{,}8=1{,}2\,\mathrm{m}$, e as razões $8/4{,}8$ e $2/1{,}2$ coincidem.
