Urgentee, alguém? (ufjf-mg) desde a descoberta do laser em 195...
Urgentee, alguém?
(ufjf-mg) desde a descoberta do laser em 1953, esse dispositivo tem se tornado cada vez mais comum no nosso dia a dia. um estudante de ensino médio, que possui um laser verde com potência 200 mw, escuta de um amigo que, se um laser for focalizado na retina do olho humano, a pessoa atingida pode ficar cega. estudos recentes mostram que a retina do olho humano apresenta um calor específico c = 3590 j/(kg ∙ k) e uma densidade ρ = 1000 kg/m³. considerando que o laser tenha um comprimento de penetração no tecido do olho humano d = 1,0 mm e que a área efetiva atingida no fundo do olho seja a = 25,0 mm², qual será a variação de temperatura local aproximada δt ocorrida no fundo do olho, mostrado na figura a seguir, caso alguém focalize esse laser durante um intervalo de tempo de δt = 5 s. despreze qualquer tipo de perda de energia.
a. 23,89 k
b. 15,32 k
c. 11,14 k
d. 9,14 k
e. 7,91 k
(ufjf-mg) desde a descoberta do laser em 1953, esse dispositivo tem se tornado cada vez mais comum no nosso dia a dia. um estudante de ensino médio, que possui um laser verde com potência 200 mw, escuta de um amigo que, se um laser for focalizado na retina do olho humano, a pessoa atingida pode ficar cega. estudos recentes mostram que a retina do olho humano apresenta um calor específico c = 3590 j/(kg ∙ k) e uma densidade ρ = 1000 kg/m³. considerando que o laser tenha um comprimento de penetração no tecido do olho humano d = 1,0 mm e que a área efetiva atingida no fundo do olho seja a = 25,0 mm², qual será a variação de temperatura local aproximada δt ocorrida no fundo do olho, mostrado na figura a seguir, caso alguém focalize esse laser durante um intervalo de tempo de δt = 5 s. despreze qualquer tipo de perda de energia.
a. 23,89 k
b. 15,32 k
c. 11,14 k
d. 9,14 k
e. 7,91 k
1 Resposta
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Para começar o exercício vamos inicialmente calcular qual a energia (em joules) será fornecida à retina. Note que a potência foi dada em mW, portanto usaremos a notação 10⁻³.
200mW durante 5s fornecem uma energia dada por:
![E=P*t]()
![E=200*10^{-3}*5]()
![E=1J]()
Tendo feito isso, será preciso calcular a massa da retina que será afetada pelo laser. Inicialmente, sabemos que o aparelho é capaz de atingir uma área de 25mm² e uma profundidade de 1mm, desses dados, obtemos o volume:
![V=25*1]()
![V=25mm^{3}]()
Como a densidade nos foi dada em kg/m³ teremos que transformar esse valor de mm³ para m³:
![25mm^{3} =2,5*10^{-8}m^{3}]()
Sabendo disso, calculemos a massa afetada:
![d= frac{m}{V}]()
![1000= frac{m}{2,5*10^{-8}}]()
![m=2,5*10^{-5}kg]()
Por fim, sabendo que, obviamente, não ocorreu mudança de estado físico da retina, apenas aumento de temperatura, iremos recorrer ao calor específico, expresso em:
![Q=m*c*T]()
![1=2,5*10^{-5}*3590*T]()
![1=8975*10^{-5}*T]()
![T= frac{1}{8975*10^{-5}}]()
![T=11,14K]()
Portanto, ocorreu uma variação de temperatura de, aproximadamente, 11,14K.
Alternativa C.
200mW durante 5s fornecem uma energia dada por:
Tendo feito isso, será preciso calcular a massa da retina que será afetada pelo laser. Inicialmente, sabemos que o aparelho é capaz de atingir uma área de 25mm² e uma profundidade de 1mm, desses dados, obtemos o volume:
Como a densidade nos foi dada em kg/m³ teremos que transformar esse valor de mm³ para m³:
Sabendo disso, calculemos a massa afetada:
Por fim, sabendo que, obviamente, não ocorreu mudança de estado físico da retina, apenas aumento de temperatura, iremos recorrer ao calor específico, expresso em:
Portanto, ocorreu uma variação de temperatura de, aproximadamente, 11,14K.
Alternativa C.
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