Questão 101 do ENEM 2017 — Ciências da Natureza

Para responder, precisamos traduzir os dois desejos do arquiteto — boa iluminação e não aquecer o ambiente — para a linguagem do espectro eletromagnético, e então comparar os tipos de lâmpada.

O que cada requisito significa fisicamente

1. Boa iluminação: a lâmpada deve concentrar sua energia emitida na faixa do visível (aproximadamente de $400\text{ nm}$ a $700\text{ nm}$), que é onde o olho humano enxerga. No gráfico, essa sensibilidade do olho é representada pelas linhas pontilhadas; uma lâmpada é boa para iluminar quando sua emissão se sobrepõe bem a essas curvas.
2. Não aquecer o ambiente: a lâmpada deve emitir o mínimo possível na região do infravermelho (IV, comprimentos de onda maiores que $700\text{ nm}$). A radiação infravermelha é a "radiação de calor": é fortemente absorvida pelos corpos, aumentando sua agitação térmica e aquecendo o ambiente. Já a região do ultravioleta (UV, abaixo de $400\text{ nm}$) é energia desperdiçada para a iluminação e potencialmente nociva.

A lâmpada ideal, então, é aquela cuja energia se concentra no visível (acompanhando a curva de sensibilidade do olho) e é quase nula no infravermelho.

Comparando os tipos apresentados

A partir dos espectros mostrados para cada lâmpada:

• Tungstênio: é uma fonte incandescente; boa parte de sua energia se distribui em direção ao infravermelho, ou seja, emite muito calor e proporcionalmente pouca luz visível.
• Xênon: apresenta forte emissão deslocada para a região do infravermelho, o que provocaria aquecimento significativo do ambiente.
• Haleto metálico e mercúrio: emitem no visível, mas também apresentam contribuição na região do ultravioleta (e alguma no infravermelho), o que reduz a eficiência para o objetivo pedido.
• LED: tem a emissão praticamente toda concentrada dentro da faixa do visível, acompanhando as curvas de sensibilidade do olho, com contribuição desprezível no infravermelho.

Conclusão

Como o LED reúne as duas condições — energia concentrada no visível (boa iluminação) e emissão praticamente nula no infravermelho (não aquece) —, ele é o tipo que melhor atende ao desejo do arquiteto. Vale notar que a comparação depende da leitura dos espectros apresentados na figura.

Gabarito: E.