Questão 123, caderno azul do ENEM 2018 – Dia 2

As células e os organismos precisam realizar trabalho para permanecerem vivos e se reproduzirem. A energia metabólica necessária para a realização desse trabalho é oriunda da oxidação de combustíveis, gerados no ciclo do carbono, por meio de processos capazes de interconverter diferentes formas da energia.

Nesse ciclo, a formação de combustíveis está vinculada à conversão de energia

a) térmica em cinética.

b) química em térmica.

c) eletroquímica em calor.

d) cinética em eletromagnética.

e) eletromagnética em química.

Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão
Bioenergética (Fotossíntese e Respiração Celular)
Física (Tipos de Energia e Transformações Energéticas)

Tema/Objetivo Geral:
Identificar os processos de transformação energética nos ciclos biogeoquímicos, especificamente a transdução (conversão) de energia luminosa em energia química potencial de ligação.

Nível da Questão: Médio.

A questão exige uma competência interdisciplinar: o aluno deve transitar da Biologia (metabolismo) para a Física (classificação de energias). O desafio não é apenas saber que “planta faz fotossíntese”, mas saber traduzir “Luz Solar” e “Glicose” para a terminologia da Física (Eletromagnética e Química, respectivamente).

Gabarito: Alternativa E.

A formação de combustíveis biológicos ocorre via fotossíntese, processo que captura ondas eletromagnéticas (luz) e armazena essa energia nas ligações químicas das moléculas orgânicas.

PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

O diagrama apresenta um ciclo perpétuo de matéria e energia, essencial para a vida na Terra. Na parte inferior, temos moléculas “pobres” (CO2 e H2O). Na parte superior, moléculas “ricas” (Combustíveis). O enunciado é cirúrgico: ele pergunta especificamente sobre a formação de combustíveis.

Simplificando radicalmente: Imagine que o CO2 e a água são “baterias descarregadas” (sem energia útil). Os combustíveis (como o açúcar/glicose) são “baterias carregadas”. A pergunta quer saber: qual é a fonte de energia externa que a natureza utiliza para carregar essa bateria e qual o nome físico dessa energia?

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

Identificar no esquema qual seta representa a “recarga da bateria” (a subida energética).
Consultar o Dossiê Técnico para classificar a luz solar e as ligações moleculares segundo a Física.
Conectar a fonte (Sol) ao produto (Combustível) usando os termos corretos.

PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para resolver isso com propriedade, precisamos abrir nosso Dossiê Técnico de Biofísica. Vamos analisar as fichas dos elementos envolvidos.

DOSSIÊ: AS FORMAS DE ENERGIA NA NATUREZA

Ficha 01: O Agente Externo (A Luz Solar)

Natureza Física: A luz não é calor (embora possa gerar calor). A luz visível é uma perturbação nos campos elétrico e magnético que se propaga no vácuo.
Classificação: Energia Eletromagnética (ou Radiante).
O Conceito de Fóton: A luz viaja em pacotes de energia chamados fótons. Na fotossíntese, a planta possui “antenas” (clorofila) projetadas especificamente para capturar esses pacotes de energia eletromagnética e usá-los para excitar elétrons. Sem essa energia externa, o processo para.

Ficha 02: O Produto (O “Combustível” Biológico)

O que é um combustível? É qualquer substância que armazena energia para ser liberada depois. No contexto biológico, falamos de carboidratos (Glicose), Lipídios, etc.
Onde a energia fica guardada? Ela não fica solta. Ela fica armazenada nas ligações químicas entre os átomos de Carbono e Hidrogênio (C-H) e Carbono-Carbono (C-C).
Classificação: Energia Química (uma forma de energia potencial).
Analogia da Mola: Imagine que fazer uma ligação química rica em energia é como comprimir uma mola. Você precisa fazer força para manter a mola apertada. A “mola” é a ligação química. A “força” usada para apertá-la veio da luz.

Ficha 03: A Termodinâmica do Ciclo

Processos Endergônicos (Subida): São aqueles que absorvem energia. Transformar CO2 (simples) em Glicose (complexa) exige investimento de energia.
- Conversão: Energia Eletromagnética →→ Energia Química.
Processos Exergônicos (Descida): São aqueles que liberam energia. Queimar a Glicose para voltar a ser CO2 libera a energia guardada.
- Conversão: Energia Química →→ Térmica/Cinética/Elétrica.

PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos dissecar o ciclo apresentado no diagrama, passo a passo, aplicando o conhecimento do nosso Dossiê.

Análise do Ponto de Partida (A Base do Ciclo):
Olhe para a parte de baixo da imagem: CO2 e H2O.
Estas são moléculas extremamente estáveis e com baixa energia potencial. São as “cinzas” da fogueira metabólica. Ninguém consegue tirar energia queimando CO2, porque ele já é o resultado da queima. Para transformar isso em algo útil, precisamos ir contra a tendência natural. Precisamos “empurrar a rocha morro acima”.

Análise do Processo 1 (A Subida Energética):
A seta da esquerda aponta para cima, em direção a “Combustíveis reduzidos”.

O Fenômeno: Este é o processo de construção (anabolismo). Na natureza, o único mecanismo em larga escala capaz de pegar carbono inorgânico e transformar em carbono orgânico (combustível) é a Fotossíntese.
A Fonte de Energia: Para unir os átomos de carbono e hidrogênio, a planta precisa de energia. De onde ela vem? Do Sol.
A Tradução Física: A planta absorve a radiação solar. Segundo nosso dossiê, isso é Energia Eletromagnética.
O Resultado: A energia do sol não desapareceu; ela foi “transmutada” e agora está presa dentro da molécula de açúcar. Segundo nosso dossiê, energia presa em ligações atômicas é Energia Química.

Análise do Processo 2 (A Descida Energética – Apenas para contraste):
A seta da direita desce. “Combustíveis” voltam a ser “CO2”.
Isso é a queima (respiração celular ou combustão de motores). Aqui, a Energia Química seria liberada para virar Calor (Térmica) ou Movimento (Cinética). Mas atenção: o enunciado pediu a FORMAÇÃO (Processo 1), e não o consumo (Processo 2).

Síntese do Raciocínio:
Estamos buscando o processo que descreve a Entrada de energia no sistema biológico.
Entrada = Luz (Eletromagnética).
Armazenamento = Ligação (Química).

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! O erro mais comum aqui é o aluno focar na palavra “combustíveis” e pensar imediatamente em um motor de carro explodindo gasolina. Se você pensar nisso, vai marcar que a energia química vira térmica ou cinética (Alternativas A ou B).
Você precisa ler o comando da questão com frieza: ele pede a formação do combustível, e não o uso dele. Formar gasolina requer energia; queimar gasolina libera energia. São opostos.

A Bússola (O Perfil do Culpado):

Síntese do raciocínio: O processo é a Fotossíntese. A entrada é Luz. A saída é Matéria Orgânica.
Expectativa: Devemos buscar a alternativa que diz: Luz (Eletromagnética) vira Matéria (Química).

PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

Vamos analisar as opções uma a uma, rigorosamente na ordem alfabética.

(A) térmica em cinética.
Diagnóstico do Erro: Confusão com Máquinas Térmicas.
Esta conversão descreve o funcionamento de uma locomotiva a vapor ou motor a combustão, onde o calor gera movimento. Na formação de combustíveis biológicos (fotossíntese), a planta não usa calor para gerar movimento, ela usa luz para sintetizar moléculas.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

(B) química em térmica.
Diagnóstico do Erro: Inversão do Sentido do Ciclo.
Esta alternativa descreve o Processo 2 (a respiração ou combustão). É quando pegamos a energia química e a liberamos como calor (como nosso corpo faz para se manter aquecido). A questão pediu a formação (Processo 1), que é o exato oposto.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

(C) eletroquímica em calor.
Diagnóstico do Erro: Termos Inadequados para o Processo.
Embora existam gradientes eletroquímicos nas mitocôndrias, descrever a fotossíntese como “eletroquímica em calor” está errado. A fotossíntese absorve energia (não libera apenas calor) e a fonte primária é a luz, não uma reação eletroquímica pré-existente.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

(D) cinética em eletromagnética.
Diagnóstico do Erro: Confusão com Geradores de Energia.
Transformar energia cinética (movimento) em eletromagnética (eletricidade/campo) é o que faz um dínamo ou uma turbina de hidrelétrica. Plantas não possuem peças móveis giratórias para gerar energia.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

(E) eletromagnética em química.
Análise de Correspondência:
Perfeito.

Eletromagnética: Refere-se à luz solar (fótons), que é a energia de ativação absorvida pelos pigmentos (clorofila).
Química: Refere-se à energia potencial armazenada nas ligações covalentes das moléculas orgânicas (glicose) sintetizadas a partir do CO2.
A equação física da fotossíntese é: Energia Radiante →→ Energia de Ligação.
Conclusão: ✔️ Alternativa correta.

PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

A resposta é Eletromagnética em química porque a fotossíntese é, essencialmente, um processo de conversão de energia radiante (ondas de luz) em energia potencial de ligação atômica.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
A planta é um painel solar biológico: A Luz entra (Eletromagnética) e a Bateria de Açúcar carrega (Química).

Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Podemos comparar a Folha de uma Árvore com uma Célula Fotovoltaica (Painel Solar).

Folha: Converte Energia Eletromagnética (Sol) →→ Energia Química (Elétrons presos na glicose).
Ambos são conversores de energia solar, mas o “produto final” da planta é comestível e combustível, enquanto o do painel é eletricidade pura.
Painel Solar: Converte Energia Eletromagnética (Sol) →→ Energia Elétrica (Elétrons livres no fio).