A célula fotovoltaica é uma aplicação prática do efeito fotoelétrico. Quando a luz incide sobre certas substâncias, libera elétrons que, circulando livremente de átomo para átomo, formam uma corrente elétrica. Uma célula fotovoltaica é composta por uma placa de ferro recoberta por uma camada de selênio e uma película transparente de ouro.
A luz atravessa a película, incide sobre o selênio e retira elétrons, que são atraídos pelo ouro, um ótimo condutor de eletricidade. A película de ouro é conectada à placa de ferro, que recebe os elétrons e os devolve para o selênio, fechando o circuito e formando uma corrente elétrica de pequena intensidade. DIAS, C. B. Célula fotovoltaica. Disponível em: http://super.abril.com.br. Acesso em: 16 ago. 2012 (adaptado).
O processo biológico que se assemelha ao descrito é a
A) fotossíntese.
B) fermentação.
C) quimiossíntese.
D) hidrólise de ATP.
E) respiração celular.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução
- Biologia Celular e Bioenergética – Fotossíntese / Efeito fotoelétrico / Energia e elétrons
🔢 Nível da Questão
🔹Fácil a médio, com foco conceitual e analogia entre processos físicos e biológicos
✅ Gabarito
- Letra A – Fotossíntese
📝 Resolução Passo a Passo
🔍 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O enunciado descreve o funcionamento de uma célula fotovoltaica, destacando que a luz libera elétrons, gerando corrente elétrica.
O comando pede para identificar qual processo biológico se assemelha a esse fenômeno.
📌 Palavras-chave:
- Luz → liberação de elétrons
- Conversão de energia luminosa em energia utilizável
- Movimento de elétrons através de um meio condutor
📖 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
⚡ Célula Fotovoltaica:
- Usa luz solar para liberar elétrons de um material semicondutor (como o selênio)
- Os elétrons geram uma corrente elétrica
- Energia luminosa → energia elétrica via movimento de elétrons
🌿 Fotossíntese:
- Nas células vegetais, a luz excita os elétrons da clorofila
- Esses elétrons são captados e transferidos pela cadeia transportadora de elétrons
- O processo gera ATP e NADPH (moléculas ricas em energia) na fase clara da fotossíntese
📌 Em ambos os casos, a luz solar dá energia aos elétrons, que são captados e usados para produzir uma forma utilizável de energia.
🧮 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
O texto diz:
“A luz incide sobre o selênio e retira elétrons, que são atraídos pelo ouro… formando corrente elétrica.”
Ou seja:
- A luz fornece energia que permite o deslocamento de elétrons
- Isso gera uma forma de energia utilizável: corrente elétrica
🧠 Isso se conecta diretamente com o que acontece na fase clara da fotossíntese, quando:
- A luz incide sobre a clorofila
- Elétrons são excitados e passam por uma cadeia, gerando ATP (energia bioquímica)
🧠 Passo 4: Desenvolvimento do raciocínio
A lógica por trás do funcionamento da célula fotovoltaica é semelhante ao mecanismo inicial da fotossíntese:
| Característica | Célula Fotovoltaica | Fotossíntese (fase clara) |
|---|---|---|
| Fonte de energia | Luz solar | Luz solar |
| Matéria que capta a luz | Selênio (semicondutor) | Clorofila (pigmento fotossintético) |
| O que a luz faz | Libera elétrons | Excita elétrons |
| Para onde os elétrons vão | Circuito elétrico (ouro e ferro) | Cadeia transportadora de elétrons |
| Produto final | Corrente elétrica (energia) | ATP e NADPH (energia química) |
📌 Ambos os processos convertem energia luminosa em energia útil, por meio da mobilização de elétrons.
🧷 Passo 5: Análise das alternativas e resolução
A) Fotossíntese
🟢 Correta! Envolve captação da luz e liberação de elétrons que geram energia química.
B) Fermentação
🔴 Errada. Processo anaeróbico e independe da luz. Não há liberação fotoinduzida de elétrons.
C) Quimiossíntese
🔴 Errada. É a produção de compostos orgânicos por energia química, e não luminosa.
D) Hidrólise de ATP
🔴 Errada. É uma reação que consome ATP, não envolve excitação de elétrons pela luz.
E) Respiração celular
🔴 Errada. Também não depende de luz e o movimento de elétrons ocorre por oxirredução em cadeia respiratória.
🎯Passo 6: Conclusão e justificativa final
✅ A alternativa correta é a letra A.
A fotossíntese é o processo biológico que mais se assemelha à célula fotovoltaica porque:
- Ambos usam luz solar como fonte de energia
- Ambos geram movimento de elétrons como etapa fundamental
- Ambos transformam energia luminosa em energia utilizável (química ou elétrica)
🧠 Na fotossíntese, os elétrons excitados geram ATP e NADPH
⚡ Na célula fotovoltaica, os elétrons geram corrente elétrica
