Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2 ) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada. Inovação tecnológica.
Disponível em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 7 jul. 2010 (adaptado).
Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia
A) armazenada em um carrinho de montanha-russa durante o trajeto.
B) armazenada na água do reservatório de uma usina hidrelétrica.
C) liberada na queima de um palito de fósforo.
D) gerada nos reatores das usinas nucleares.
E) acumulada em uma mola comprimida.
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão (em letras comuns, sem destaque):
Física (Energia Potencial), Química Geral (Propriedades de Compostos), Interpretação de Texto
Nível da Questão (em letras comuns, sem destaque):
Médio
Gabarito (em letras comuns, sem destaque):
E) acumulada em uma mola comprimida
Tema/Objetivo Geral (em letras comuns, sem destaque):
Compreender como o armazenamento de energia por altíssima pressão em um cristal tem analogia a outros sistemas de armazenamento de energia potencial, identificando qual exemplo do cotidiano melhor corresponde a esse processo.
🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da Questão:
“Após comprimir intensamente o cristal de difluoreto de xenônio (XeF₂), ele armazena grande quantidade de energia. Em qual exemplo do dia a dia ocorre um armazenamento de energia de maneira análoga?”
Explicação Detalhada:
Procuramos uma situação que se assemelhe ao acúmulo de energia via compressão. Várias opções são dadas, mas a que envolve ‘compressão de algo que depois libera energia ao voltar à forma original’ é a mola comprimida.
Palavras-Chave:
- Compressão
- Armazenamento de energia
- Processos análogos
Objetivo:
Identificar que a mola comprimida é o exemplo mais parecido com o cristal sob altíssima pressão (pois ambos retêm energia potencial elástica).
🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
- Energia Potencial de Compressão:
- Ao forçar um objeto a um estado comprimido (no caso do cristal, sob altíssima pressão; no caso da mola, sob deformação elástica), há armazenamento de energia.
- Quando se libera a força, o objeto tende a retornar ao estado normal, liberando energia.
- Diferença das Outras Alternativas:
- Montanha-russa (A) se relaciona a energia potencial gravitacional, não compressão.
- Água em reservatório (B) também é energia gravitacional.
- Queima de fósforo (C) é reações químicas de combustão.
- Reator nuclear (D) é energia nuclear, fisão.
- Já a mola comprimida (E) é energia elástica pela compressão — essa análoga ao cristal sob pressão.
Exemplo Prático:
- A mola comprimida retém energia pronta a ser liberada, como um objeto comprimido que se expande. No cristal, a pressão extrema análoga “comprime a estrutura,” armazenando energia internamente.
🔷 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
“…usando pressões extremamente altas…, o cristal fica supercompacto e armazena enormes quantidades de energia…”
Conclusão Parcial: Isso é semelhante a “comprimir algo” e “acumular energia,” como uma mola comprimida.
🔷 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
- No caso do reservatório hidrelétrico, a energia está sob forma potencial gravitacional.
- Na queima de fósforo, é reação química de combustão.
- Em reatores nucleares, é fisão atômica.
- Na montanha-russa, energia potencial gravitacional de altura.
- Na mola comprimida, a energia é armazenada sob compressão — é a analogia ao cristal sob pressão.
🔷 Passo 5: Análise das Alternativas (ou Argumentos) e Resolução
(A) Montanha-russa → gravidade, não compressão.
(B) Água em reservatório → gravidade, não compressão.
(C) Queima de fósforo → processo químico de combustão.
(D) Reator nuclear → fisão nuclear.
(E) Mola comprimida → compressão análoga, energia potencial elástica.
Escolha Correta: (E) acumulada em uma mola comprimida.
🔷 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio:
O crystal sob altíssima pressão retém energia por compressão. O análogo no cotidiano é a compressão de uma mola, que “guarda” energia potencial elástica.
Reafirmação da Alternativa Correta:
E) acumulada em uma mola comprimida.
Resumo Final:
Nenhuma das demais situações descreve armazenamento de energia via compressão; a mola comprimida é o exemplo que melhor corresponde.
