Questão 87 do ENEM 2013Ciências da Natureza

ENEM 2013Ciências da Natureza2ª aplicação

As moléculas de água são dipolos elétricos que podem se alinhar com o campo elétrico, da mesma forma que uma bússola se alinha com um campo magnético. Quando o campo elétrico oscila, as moléculas de água fazem o mesmo. No forno de micro-ondas, a frequência de oscilação do campo elétrico é igual à frequência natural de rotação das moléculas de água. Assim, a comida é cozida quando o movimento giratório das moléculas de água transfere a energia térmica às moléculas circundantes.

HEWITT, P. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).

A propriedade das ondas que permite, nesse caso, um aumento da energia de rotação das moléculas de água é a
A
reflexão.
B
refração.
ressonância.
Resposta correta
D
superposição.
E
difração.
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

Vamos examinar o trecho do enunciado que descreve o princípio de funcionamento do forno de micro-ondas. O texto afirma que a frequência de oscilação do campo elétrico gerado pelo aparelho é igual à frequência natural de rotação das moléculas de água.

Na Física, quando um sistema é submetido a uma força ou campo oscilante externo cuja frequência coincide com a sua frequência natural de oscilação, ocorre uma transferência máxima de energia para esse sistema. Esse fenômeno é conhecido como ressonância.

No caso do micro-ondas, as ondas eletromagnéticas (micro-ondas) entram em ressonância com as moléculas de água presentes no alimento. Isso faz com que a amplitude do movimento de rotação dessas moléculas aumente drasticamente. Como a temperatura de um corpo está diretamente relacionada à energia cinética média de suas moléculas, esse aumento na agitação térmica resulta no aquecimento e cozimento da comida.

Vamos relembrar rapidamente por que as outras alternativas estão incorretas:

  • Reflexão: é o fenômeno em que a onda incide em um obstáculo e retorna ao meio de origem.
  • Refração: ocorre quando a onda muda de meio de propagação, sofrendo alteração em sua velocidade.
  • Superposição (ou Interferência): é o encontro de duas ou mais ondas na mesma região do espaço.
  • Difração: é a capacidade de uma onda contornar obstáculos ou fendas.

Nenhum desses outros fenômenos explica a transferência de energia baseada na igualdade de frequências. Portanto, a propriedade ondulatória responsável por esse processo é a ressonância (alternativa C).

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Fonte: prova oficial do ENEM 2013 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.