Questão 127 — ENEM 2022 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Radioatividade (decaimento alfa) e Eletricidade (corrente elétrica, ionização do ar)
• ⚡ Nível: Médio — não exige cálculo, mas cobra distinguir processos nucleares parecidos (fissão, fusão, transmutação, decaimento) do fenômeno elétrico que realmente aciona o alarme
• 🎯 Tema/Habilidade: Radioatividade aplicada à tecnologia do cotidiano (detector iônico de fumaça); interpretar texto técnico-científico ilustrado e relacionar processo físico a efeito observável
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual grandeza, monitorada pelo circuito, é interrompida pela fumaça e por isso aciona o alarme?"
• Palavras-chave decisivas: interrompe, circuito acusa a mudança, corrente se estabelece entre os eletrodos
• Armadilha típica: atribuir à fumaça um efeito sobre o núcleo do amerício ou sobre o ar — vocabulário de física nuclear (fissão, fusão, transmutação) soa convincente, mas não é o que o texto narra
• O que a resposta precisa demonstrar: que o amerício emite partículas alfa de forma contínua e ininterrupta, e que quem é cortado pela fumaça é o fluxo ordenado de cargas — a corrente elétrica — entre os eletrodos

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Decaimento alfa do amerício-241: ²⁴¹₉₅Am é instável e emite partículas alfa (núcleos de hélio-4, ⁴₂He²⁺), virando netúnio-237 (²⁴¹₉₅Am → ²³⁷₉₃Np + ⁴₂He). Processo regido só pela meia-vida (≈ 432 anos); nunca é ligado ou desligado por fumaça.
• Ionização do ar: cada partícula alfa colide com moléculas de N₂ e O₂ e arranca elétrons delas, formando pares cátion/elétron livre — fenômeno eletrônico, não nuclear.
• Corrente de ionização: com diferença de potencial entre os eletrodos, cátions migram para o polo negativo e elétrons para o positivo; esse deslocamento ordenado de cargas é uma corrente elétrica constante enquanto o caminho estiver livre.
• Captura de íons pela fumaça: partículas de fumaça são muito maiores e mais pesadas que um íon de gás; ao entrar, "grudam" nos íons e os tornam lentos demais para alcançar os eletrodos — a corrente cai ou se interrompe.
• Circuito sensor: monitora a intensidade dessa corrente; uma queda abrupta é interpretada como "há fumaça", disparando o alarme.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "câmara de ionização... preenchida com íons formados pelos choques... com as partículas emitidas pelo amerício" → o amerício só gera a atmosfera ionizada; é a fonte do processo, não o interruptor do alarme.
• Evidência 2: "Enquanto houver cátions e elétrons se movendo... uma corrente se estabelece... o alarme permanece em silêncio" → o estado normal é definido pela existência dessa corrente.
• Evidência 3: "As partículas de fumaça se prendem aos íons, e o circuito... acusa essa mudança imediatamente" → a fumaça prende os íons, e o circuito acusa a mudança na corrente, não algo no núcleo do amerício.
• Síntese: fumaça → íons capturados → corrente cai → circuito detecta → alarme soa. Na figura, sem fumaça os íons circulam livres e o alarme (5) fica apagado; com fumaça (6) a câmara é obstruída e o alarme (8) acende "FOGO!".

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Separar o que é constante do que é variável

O amerício decai no mesmo ritmo antes, durante e depois do fogo — regido só pela meia-vida, nunca pela fumaça. Qualquer alternativa que aponte um processo nuclear (fissão, fusão, decaimento, transmutação) como "interrompido" já contraria o texto, porque esses processos seguem intocados o tempo todo.

Subpasso 4.2 — Rastrear a grandeza que liga fumaça a alarme

Sem fumaça, cátions e elétrons se movem livremente e uma corrente se estabelece; com fumaça, os íons ficam presos, perdem mobilidade e não completam o percurso até os eletrodos — a corrente cai. É essa variação elétrica, não nuclear, que o circuito monitora e usa para disparar o alarme.

Subpasso 4.3 — Verificação

"A fumaça interrompe a passagem de corrente elétrica" reproduz fielmente "o circuito acusa essa mudança imediatamente, acionando o alarme" — a única mudança fisicamente descrita entre os eletrodos é a queda de corrente. Nenhuma outra grandeza é apontada pelo texto como interrompida pela fumaça.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) fissão nuclear do gás hélio.

❌ Incorreta: fissão é a quebra de um núcleo pesado (como urânio-235) em fragmentos menores, típica de reatores — nada disso ocorre no detector. O hélio nem existe como gás neutro na câmara: são partículas alfa (núcleos de hélio ionizados) ejetadas pelo amerício.

B) passagem de corrente elétrica.

✅ Correta: cátions e elétrons em movimento ordenado entre os eletrodos formam a corrente; ao prender-se aos íons, a fumaça interrompe esse fluxo, e essa interrupção é o sinal que o circuito usa para acionar o alarme.

C) transmutação das moléculas do ar.

❌ Incorreta: transmutação é a conversão de um elemento em outro por processo nuclear — é o que acontece com o próprio amerício ao virar netúnio, não com o ar. As moléculas de N₂/O₂ só perdem elétrons ao serem ionizadas, fenômeno eletrônico, não nuclear.

D) decaimento radioativo do amerício.

❌ Incorreta: o decaimento é espontâneo e contínuo, regido só pela meia-vida (≈ 432 anos); ocorre antes, durante e depois da fumaça, sem interferência dela. Confundir a fonte constante (o amerício decaindo) com a variável monitorada (a corrente) é a armadilha central da questão.

E) fusão nuclear entre o hélio e o amerício.

❌ Incorreta: fusão é a união de núcleos leves formando um mais pesado, como no Sol — o oposto do que ocorre aqui. As partículas alfa são produtos que saem do amerício por decaimento; elas não se fundem a ele.

🏆 Gabarito: B — a fumaça não afeta o núcleo do amerício nem transforma o ar; ela prende os íons formados na câmara, interrompendo a corrente elétrica entre os eletrodos, e é essa interrupção que o circuito detecta para acionar o alarme.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: B é a única alternativa compatível com a cadeia causal do texto — a única grandeza que "se estabelece" sem fumaça e tem sua "mudança acusada" quando ela aparece: a corrente elétrica.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de unir radioatividade a tecnologias do cotidiano — detectores de fumaça, datação por carbono-14, radioterapia, irradiação de alimentos — cobrando interpretação de texto técnico mais do que cálculo de meia-vida.
• Generalização: em textos sobre sensores baseados em radioatividade, a fonte radioativa costuma ser uma condição de fundo constante; a grandeza realmente "interrompida" pelo agente detectado tende a ser elétrica (corrente, tensão, resistência), por ser isso que um circuito consegue medir.
• Dica de eliminação rápida: risque de cara qualquer alternativa com "fissão" ou "fusão nuclear" quando o texto não menciona reator, bomba ou estrela; depois descarte os processos que o texto trata como contínuos (decaimento do amerício, ionização do ar) — resta a grandeza elétrica.
• Conexões: meia-vida e decaimento radioativo (amerício-241, carbono-14, cobalto-60); poder de penetração das partículas alfa, beta e gama; corrente elétrica como fluxo ordenado de cargas.