Questão 93 do ENEM 2017Ciências da Natureza

ENEM 2017Ciências da Natureza1ª aplicação

Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A polianilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico.

O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a
A
0,5 x 100
B
2,0 x 100
C
2,5 x 105
D
5,0 x 105
2,0 x 106
Resposta correta
Gabarito oficial: alternativa E

Resolução comentada

Para resolver esta questão, é preciso primeiro determinar a resistência elétrica da polianilina na ausência de amônia, usando o gráfico, e só depois aplicar a informação de que a resistência quadruplica na presença do gás.

Como o enunciado afirma que, sem amônia, o material se comporta como um resistor ôhmico, vale a Primeira Lei de Ohm, que relaciona diferença de potencial (UU), corrente (II) e resistência (RR): U=RI    R=UIU = R \cdot I \implies R = \frac{U}{I}

Como a reta do gráfico é linear e passa pela origem, a resistência é constante e podemos usar qualquer ponto da reta para calculá-la. Lendo um ponto conveniente sobre a reta e prestando atenção à escala do eixo vertical, que está em 106A10^{-6}\,\text{A}, obtemos um par de valores de tensão e corrente. Tomando o ponto de maior tensão indicado no gráfico, temos U=3,0VU = 3{,}0\,\text{V} correspondendo a I=6,0×106AI = 6{,}0 \times 10^{-6}\,\text{A}.

Substituindo na fórmula, encontramos a resistência inicial (R0R_0), sem o gás: R0=3,06,0×106=0,5×106 ΩR_0 = \frac{3{,}0}{6{,}0 \times 10^{-6}} = 0{,}5 \times 10^6\ \Omega

Agora usamos a informação central do enunciado: na presença de altas concentrações de amônia, a resistência elétrica nominal é quadruplicada. Para achar a nova resistência (RR), basta multiplicar R0R_0 por 44: R=4R0=40,5×106=2,0×106 ΩR = 4 \cdot R_0 = 4 \cdot 0{,}5 \times 10^6 = 2{,}0 \times 10^6\ \Omega

Portanto, a resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia é 2,0×106 Ω2{,}0 \times 10^6\ \Omega, o que corresponde à alternativa E.

Ainda com dúvida nesta questão?

Crie sua conta gratuita e peça ao Darwin, o tutor de IA do Alvo, para explicar do seu jeito — e treine questões como esta na sua trilha adaptativa.

Fonte: prova oficial do ENEM 2017 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.