A figura mostra como é a emissão de radiação eletromagnética para cinco tipos de lâmpada: haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED (diodo emissor de luz). As áreas marcadas em cinza são proporcionais à intensidade da energia liberada pela lâmpada. As linhas pontilhadas mostram a sensibilidade do olho humano aos diferentes comprimentos de onda. UV e IV são as regiões do ultravioleta e do infravermelho, respectivamente. Um arquiteto deseja iluminar uma sala usando uma lâmpada que produza boa iluminação, mas que não aqueça o ambiente.
Qual tipo de lâmpada melhor atende ao desejo do arquiteto?
A) Haleto metálico.
B) Tungstênio.
C) Mercúrio.
D) Xênon.
E) LED.
Resolução em texto
🍃Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
Conhecimentos básicos sobre radiação eletromagnética, espectro visível, infravermelho e produção de calor por lâmpadas.
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: E (LED).
Tema/Objetivo Geral (Opcional): Avaliar qual tipo de lâmpada oferece boa iluminação no espectro visível, com baixa emissão na faixa do infravermelho, reduzindo aquecimento.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo 🏷
- Retomar o Comando da Questão
“Dentre as cinco lâmpadas apresentadas (haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED), qual produz boa iluminação sem aquecer muito o ambiente?” - Explicação Detalhada
Queremos identificar, a partir do gráfico de emissão espectral, qual lâmpada concentra sua intensidade no visível e emite pouco ou quase nada no infravermelho (IV), para não aquecer o ambiente. - Identificação de Palavras-chave
- “boa iluminação”
- “não aquece o ambiente”
- “UV, visível e IV”
- Definição do Objetivo
Escolher a lâmpada que tem maior intensidade na faixa visível e menor intensidade no IV.
➡ “Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos abordar os conceitos e conteúdos necessários.”
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários 💡
- Conceitos Teóricos Essenciais
- Espectro Eletromagnético: inclui radiação ultravioleta (UV), visível e infravermelho (IV).
- Eficiência Luminosa: quanto maior a emissão na faixa visível, melhor a eficiência em gerar luz aproveitável.
- Calor: relacionado à emissão de radiação no infravermelho.
- Definições Importantes
- UV (ultravioleta): comprimentos de onda menores que 400 nm.
- Visível: ~ 400 a 700 nm.
- IV (infravermelho): acima de 700 nm, associado a calor.
➡ “Com esses conceitos em mente, vamos interpretar o texto da questão.”
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto 🔎
- Análise do Contexto
O gráfico mostra a intensidade de emissão em função do comprimento de onda (nm). Áreas em cinza indicam a radiação emitida. O olho humano é mais sensível entre ~ 500 a 600 nm (linha pontilhada). - Identificação de Frases-chave
- “lâmpada que produza boa iluminação”
- “não aqueça o ambiente”
- Relação com o Conteúdo Biológico
Não há foco direto em Biologia, mas sim no efeito de radiação IV sobre o ambiente (calor). Precisamos escolher a lâmpada que praticamente não emite no IV, mas emite bem no visível.
➡ “Agora que o texto foi interpretado, vamos desenvolver o raciocínio para a resolução completa.”
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio 🌀
- Resolução Completa
- Analisando o gráfico, a lâmpada de tungstênio emite muita radiação no IV (causa aquecimento).
- Haleto metálico, mercúrio e xênon têm emissões em faixas que incluem UV ou IR em proporções consideráveis.
- LED tem emissão majoritariamente no visível e mínima no IR, logo aquece menos.
- Explicação da Lógica Biológica
Embora não seja fisiologia estrita, podemos dizer que radiação IV é sentida como calor. Menos IV, menos calor. O LED concentra-se no visível → boa iluminação e baixa dissipação de calor.
➡ “Com o raciocínio desenvolvido, vamos analisar as alternativas.”
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução 🏆
- Reescrita das Alternativas
A) Haleto metálico
B) Tungstênio
C) Mercúrio
D) Xênon
E) LED - Justificativa da Alternativa Correta ✅
A lâmpada LED praticamente não emite no infravermelho e tem alta intensidade no visível, minimizando o aquecimento e garantindo boa iluminação. - Análise das Alternativas Incorretas ❌
- Haleto metálico: ainda tem considerável emissão fora do visível, pode aquecer mais.
- Tungstênio: fortemente no IV, gera calor.
- Mercúrio: picos no UV e IR, não é ideal.
- Xênon: também tem radiação IR considerável.
➡ “Finalmente, vamos concluir a resolução com um resumo e a justificativa final.”
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final 🎯
- Resumo do Raciocínio
O LED apresenta o espectro concentrado no visível e praticamente nada no IV, o que significa menos calor. - Reafirmação da Alternativa Correta
Resposta: E (LED). - Resumo Final para Revisão 🔍
O LED oferece boa intensidade de luz visível e reduzida emissão no infravermelho, resultando em menor aquecimento do ambiente e melhor eficiência luminosa.
