Lição de casa da aula: Datação por Carbono Física

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

Questão 1

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

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

Questão 2

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.

Questão 3

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

Questão 4

O carbono-14 tem uma meia vida 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 com 3 algarismos significativos.

Questão 5

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.

Questão 6

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

Questão 7

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.

Questão 8

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.

Questão 9

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.

Questão 10

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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