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Lição de casa da aula: Datação por Carbono Physics

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a idade dos objetos com base em sua atividade por quilograma devido ao carbono-14.

Q1:

Por qual processo de decaimento o carbono-14 decai em nitrogênio?

  • ADecaimento alfa
  • BEmissão gama
  • CEmissão de nêutrons
  • DCaptura de nêutrons
  • EDecaimento beta

Q2:

Qual das seguintes afirmações explica corretamente por que não é possível usar a datação por carbono para determinar a idade de um objeto que é maior que 100,000 anos de idade?

  • ADepois de 100,000 anos, a proporção de carbono-14 que resta em um objeto é menor que 0,001% do carbono-14 que estava originalmente no objeto. Isso produz taxas de contagem muito baixas para a maioria dos detectores medirem.
  • B100,000 anos atrás, o carbono-14 não estava sendo produzido na atmosfera da Terra; portanto, nenhum dos organismos que viviam a 100,000 anos atrás continha carbono 14.
  • C100,000 anos atrás, uma grande erupção vulcânica alterou a proporção de 142CO para 122CO na atmosfera; assim, medições de carbono-14 em objetos com mais de 100,000 anos não são confiáveis.
  • D100,000 anos atrás, um grande ataque de meteoro mudou a proporção de 142CO para 122CO na atmosfera; assim, medições de carbono-14 em objetos com mais de 100,000 anos não são confiáveis.

Q3:

A seguinte equação nuclear mostra como o carbono-14 é produzido na atmosfera superior da Terra.

1471014611X+nC+p

Qual é o elemento marcado por X?

  • ACarbono
  • BNitrogênio
  • COxigênio
  • DNéon
  • EBoro

Q4:

O carbono-14 tem uma semivida de 5‎ ‎730 anos. Quanto tempo demora uma quantidade de carbono-14 numa amostra de um material a reduzir para 0,1% do seu valor inicial? Apresente a resposta em anos, arredondada às unidades.

Q5:

A razão do carbono-14 num organismo vivo permanece aproximadamente constante no tempo, apesar do carbono-14 sofrer decaimento radioativo do azoto. Qual das seguintes afirmações explica corretamente porque é que este é o caso?

  • AO carbono-14 está constantemente a ser produzido por processos de decaimento radioativo dentro de organismos vivos e, deste modo, a ser constantemente reabastecido.
  • BO carbono-14 tem uma meia vida maior do que 1‎ ‎000‎ ‎000 anos. A maioria dos organismos vive menos de 100 anos, portanto a quantidade de carbono-14 que decai nesse período de tempo é muito pequeno.
  • CO carbono-14 está continuamente a ser produzido na atmosfera e combina-se com o oxigénio, formando dióxido de carbono. Este dióxido de carbono é absorvido pelas plantas que, por sua vez, são comidas por animais, reabastecendo constantemente o carbono-14 num organismo.
  • DO carbono-14 liga-se mais fortemente a outros elementos do que o carbono-12, portanto uma vez que forme ligações químicas em organismos vivos, persiste dentro dos organismos por um longo período de tempo.

Q6:

Qual das seguintes fórmulas representa corretamente o decaimento do carbono-14 em azoto-14?

  • A146147CN+e+̄𝜈
  • B146137+CN+e+𝜈
  • C146157CN+e+̄𝜈
  • D146146CN+e+̄𝜈
  • E146147+CN+e+̄𝜈

Q7:

Arqueólogos descobriram um machado com um cabo de madeira num cemitério antigo. Eles utilizam datação radiométrica para determinar a idade do machado. A madeira do cabo tem uma atividade por quilograma de carbono-14 de 189 s−1⋅kg−1. A atividade por quilograma do carbono-14 de um pedaço vivo da madeira é de 248 s−1⋅kg−1. Quantos anos tem o machado? Utilize o valor de 5‎ ‎730 anos para a meia-vida do carbono-14. Apresente a resposta em anos, arredondada às unidades.

Q8:

Um pedaço de pano de linho tem uma massa de 0,68 kg. Tem uma atividade específica de 170 s−1⋅kg−1 devido ao carbono-14. Qual é a atividade do carbono-14 do pedaço de pano de linho? Apresente a resposta com uma casa decimal.

Q9:

Arqueólogos descobriram um livro antigo feito de velino. Eles utilizam datação radiativa para determinar a idade do livro. O velino tem uma atividade por quilograma de carbono-14 de 203 s−1⋅kg−1. A atividade por quilograma do carbono-14 de um pedaço de velino moderno é de 232 s−1⋅kg−1.

Calcule a idade do livro. Utilize o valor de 5‎ ‎730 anos para a meia-vida do carbono-14. Apresente a resposta em anos, arredondada às unidades.

Cientistas descobriram que há entre 2‎ ‎000 e 200 anos atrás, a quantidade de carbono-14 produzido nas camadas superiores da atmosfera era maior do que a de hoje. Estimaram que a atividade por quilograma de um pedaço de velino feito naquela época seria de 246 s−1⋅kg−1. Utilize este valor para calcular uma nova estimativa da idade do livro. Apresente a resposta em anos, arredondada às unidades.

Q10:

Arqueólogos encontram um pedaço de pano de linho em um cemitério que se acredita ter um significado religioso. Eles usam datação radiométrica para determinar a idade do linho. Eles medem a atividade por quilograma devido ao carbono-14 do linho. Existe uma incerteza na medição; seu menor valor possível é 181 s−1⋅kg−1, e seu maior valor possível é 181,5 s−1⋅kg−1. A atividade por quilograma devido ao carbono-14 de uma peça moderna de linho é 240 s−1⋅kg−1.

Usando esses valores, qual é o limite inferior para a idade da roupa? Use um valor de 5‎ ‎730 anos para a meia-vida do carbono-14.

Usando esses valores, qual é o limite máximo para a idade do linho?

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