1. ciências da natureza

8/18/2019 1. Ciências Da Natureza

http://slidepdf.com/reader/full/1-ciencias-da-natureza 1/281



Índice

Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas asso-ciadas como construções humanas, percebendo seus papéis nosprocessos de produção e no desenvolvimento econômico esocial da humanidade.

Habilidade 1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos

ondulatórios ou oscilatórios,relacionando-os a seus usos em diferentes contextos................................5

Habilidade 2 – (Física) Associar a solução de problemas de comunicação,

transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. ...........13

Habilidade 2 – (Química) Associar a solução de problemas de comunicação,

transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. ...........19

Habilidade 3 – (Física) Confrontar interpretações científicas com interpretações

baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. .......................................22

Habilidade 3 – (Química) Confrontar interpretações científicas com interpretações

baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. .......................................24

Habilidade 4 – (Química) Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida

humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. .........28

Habilidade 4 – (Biologia) Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida

humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. .........37

Competência de área 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas àsciências naturais em diferentes contextos.

Habilidade 5 – Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano.........................................................42

Habilidade 6 – Relacionar informações para compreender manuais de instalação

ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. ................................................46

Habilidade 7 – (Física) Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e

produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida....49

Habilidade 7 – (Química) Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e

produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida....56

Ciências da Natureza e suas Tecnologias



Competência de área 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ouconservação ambiental a processos produtivos e sociais e ainstrumentos ou ações científico-tecnológicos.

Habilidade 8 – (Física) Identificar etapas em processos de obtenção, transformação,

utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas,

considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos............................................64Habilidade 8 – (Química) Identificar etapas em processos de obtenção, transformação,

utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas,

considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos............................................74

Habilidade 9 – (Química) Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida,

ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos........................93

Habilidade 9 – (Biologia) Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida,

ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos......................102

Habilidade 10 – (Física) Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino

dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. ..............................106

Habilidade 10 – (Química) Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino


Habilidade 10 – (Biologia) Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino


Habilidade 11 – Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia,

considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnológicos.................128

Habilidade 12 – (Física) Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de

atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.........................................134

Habilidade 12 – (Química) Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de

atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.........................................138Habilidade 12 – (Biologia) Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de

atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.........................................142

Competência de área 4 – Compreender interações entre organismos e ambiente, emparticular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionandoconhecimentos científicos, aspectos culturais e característicasindividuais.

Habilidade 13 – Reconhecer mecanismos de transmissão da vida,prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos........................................145



Habilidade 14 – Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como

manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros.......148

Habilidade 15 – Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos

ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos..........................151

Habilidade 16 – Compreender o papel da evolução na produção de padrões,

processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. ...............................................154

Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciênciasnaturais e aplicá-los em diferentes contextos.

Habilidade 17 – (Física) Relacionar informações apresentadas em diferentes formas

de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas,

como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica...................157

Habilidade 17 – (Química) Relacionar informações apresentadas em diferentes formas



Habilidade 17 – (Biologia) Relacionar informações apresentadas em diferentes formas



Habilidade 18 – (Física) Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,

sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.......................................168

Habilidade 18 – (Química) Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos,

sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.......................................174

Habilidade 19 – (Física) Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam

para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. ....................186

Habilidade 19 – (Química) Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam

para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. ....................190

Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situaçõesproblema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções cien-tífico-tecnológicas.

Habilidade 20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas,

substâncias, objetos ou corpos celestes............................................................................................194



Habilidade 21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais

ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo......................209

Habilidade 22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação

e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos,

ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.............................................218

Habilidade 23 – Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos,

considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. ............................................224

Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situaçõesproblema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções cientí-fico-tecnológicas.

Habilidade 24 – Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais,

substâncias ou transformações químicas..........................................................................................227

Habilidade 25 – Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos

ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção...........237

Habilidade 26 – Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos

energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses

processos.........................................................................................................................................255

Habilidade 27 – Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos

químicos, observando riscos ou benefícios. ......................................................................................266

Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da biologia para, em situaçõesproblema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções cientí-fico-tecnológicas.

Habilidade 28 – Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de

distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. ...................................271

Habilidade 29 – Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações

para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou produtos industriais..........274

Habilidade 30 – Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas

que visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. .............276



O Universo que conhecemos é composto por sistemas formados por átomos emoléculas – planetas, estrelas e galáxias – entremeados por toda a sorte de radiaçõescomo as micro-ondas, a luz visível e os raios X, exemplos mais presentes em nossavida cotidiana.

A matéria e a radiação apresentam muitas propriedades definidas por movimentososcilatórios ou ondas.

A oscilação das moléculas e átomos definem os fenômenos térmicos, a vibração dasmoléculas do ar podem produzir som e as ondas de rádio permitem a comunicação àdistância, inclusive no vácuo.

Quando os sistemas materiaisvibram (ondas numa corda, na águaou o som no ar), definimos as cha-madas ondas mecânicas. As cargaselétricas presentes na matéria (pró-tons e elétrons) podem oscilar, paraproduzir variações elétricas e mag-néticas no espaço e no tempo quevão gerar as ondas eletromagnéticas.Ao contrário das mecânicas, elas nãoprecisam de um suporte material epodem propagar-se no vácuo.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

5

Reconhecer características ou propriedades de fenô-menos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os aseus usos em diferentes contextos.

Competência de área 1 – Compreender as ciênciasnaturais e as tecnologias a elas associadas comoconstruções humanas, percebendo seus papéis nosprocessos de produção e no desenvolvimento econô-mico e social da humanidade.



As ondas mecânicas e as ondas eletromagnéticas obedecem à mesma relaçãofundamental para a determinação do módulo de sua velocidade de propagação:

Todas elas, submetem-se a princípios básicos como as Leis de Newton, asconservações de energia e quantidade de movimento, as leis da Gravitação, e as doEletromagnetismo, principalmente, a indução eletromagnética. As ondas caracterizam-

se pelo fato de transmitirem energia, sem transportar matéria, tornando-sefundamentais para a comunicação e processamento de informações.

V = f

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Uma fonte sonora pode fazer um sistema vibrar à distância, numa de suasfrequências próprias, por ressonância. A ressonância evidencia o fato das ondas

transmitirem energia sem transporte de matéria.

O estudo das ondas, também, expandiu os limites da Física, quando a MecânicaQuântica mostrou que as ondas eletromagnéticas e a matéria podem apresentarcaráter corpuscular ou ondulatório. A Relatividade postulou que o valor da velocidadede qualquer sistema físico não pode ultrapassar 3,0 . 108m/s (velocidade escalar da luzno vácuo) e deformou o espaço e o tempo, sugerindo, inclusive, uma origem explosivapara o Universo.

Os fótons e as partículas elementares

podem apre sentar caráter cor puscular ou ondulatório. Louis de Broglieassociou a quantidade de movimentoQ, tí pica da matéria, à onda de com-

primento λ pela ex pressão Q = .

Essa dualidade impõe uma incerte zaintrín seca nas medidas simultâneas da posição (x) e do momento Q das par-tículas elementares, criando flutuações

quânticas em todo o Universo.

h––λ

VOLUME IIIIII

V i d e

o a u l

a

Ao tocar-se uma nota no violão, o ar transmite, por ressonância, a mesma nota para um violão próximo

cujas cordas passam a vibrar na mesma frequência.

Ao usar um controle remoto, os cir-cuitos do controle e o televisor en-

tram em ressonância.

Ondas na água, sonoras e eletromag-

néticas, podem espalhar-se ao passar

por orifícios ou obstáculos de tama-

nhos próximos de seus comprimentos

de ondas.

Esse fenômeno recebe o nome de

difração.

A história do Universo inicia-se com temperaturas impressionante- mente elevadas que se vão reduzindo com a expansão. Galáxias e outras estruturas complexas desenvolvem-se a partir de sementes microscópicas, flutuações quân- ticas que alcançaram dimensões

cósmicas após um breve período de inflação.

7



Dentro dessa linha, muitas provas da ocorrência doBig Bang são de origem ondulatória, como a escuri-

dão da noite, o desvio espectral da luz das galáxiaspara o vermelho e a radiação cósmica de fundo quepermeia o universo há 13,5 bilhões de anos.

Ao mudar de meio de propagação, as ondas podem sofrer refração

Ao encontrarem-se, as ondas podem sofrer interferências que reforçam ou amenizama distribuição da energia em cada ponto dos meios de propagação.

8

As ondas mecânicas e eletromag-néticas podem sofrer reflexão.

Mapa de micro-on-das do Universo.

Escuridão da noite (Paradoxo de Olbers) – Se o Universo tivesse idadeinfinita,a soma do brilho das estrelas seria infinito e a noite não seriaescura.

Desvio para o vermelho – O espectro das galáxias desvia para o

vermelho, mostrando que elas se distanciam umas das outras.



Uma emissora de rádio pirata pode interferir perigosamente na comunicação de aviõescom os aeroportos.

A interferência e a reflexão podem produzir ondas estacionárias em cordas, tubose em cavidades que recebem radiação.

Ondas estacionárias em cordas produzem os sons dos violões, violinos, pianos,contrabaixos, harpas etc.

Ondas estacionárias em tubos produzemos sons em instrumentos de sopro.

O forno de micro-ondas é uma cavidaderessonante, onde as ondas assumem um padrão estacionário.

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Enunciado para os testes 1 e 2.

LOCALIZAÇÃO POR ECO

Método de localização de objetos por ondas sonoras

Um morcego, voando no escuro, usa localizaçãopor eco. Ele emite guinchos que são refletidos pelosobjetos em sua trajetória. O morcego escuta os ecos,que lhe permitem localizar os objetos. O sonar ( sound navigation and ranging, navegação e busca por som) éuma forma de localização por eco. O equipamentosonar em um barco emite um pulso sonoro e deteta o

eco produzido por um objeto submerso, como umsubmarino. O sistema do sonar converte o eco em umaimagem do objeto e de sua posição em uma tela.Geólogos usam sonares, para encontrar reservassubterrâneas de petróleo.

MEDINDO O SOM

Velocidade do som

Cerca de 340 metros por segundo (m/s) no ar, nonível do mar

A velocidade do som é menor a grandes altitudesporque o ar é mais frio: a 20°C é de 344m/s, mas a 0°Cé de 331m/s. Na água a 20°C, o som viaja a 1483m/se na madeira, a, aproximadamente, 4000m/s.

Assinale a afirmativa correta:

a) O barco da figura localiza o cardume depois dereceber o eco do navio naufragado.

b) Os geólogos recebem os ecos da crosta terrestrecom velocidade inferior a 300m/s.

c) O clima não influi na propagação do som no ar .d) O sonar do barco é mais lento que o do morcego.e) A estrutura dos sólidos facilita a propagação do

som.

Exercício Explicativo 1

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O som propaga-se com velocidades de maior

valor nos sólidos.Resposta: E

Comentário



O ouvido humano normal distingue separadamente dois sons se o intervalo de tempoque os intercala é maior que 0,10s. Um mergulhador emite um forte som e pretendeouvir o eco correspondente. A menor distância entre ele e o anteparo refletor sub-merso

a) é igual a 1483m.b) é inferior a 200m.c) está entre 1000 e 1400m.d) está entre 700 e 750m.e) é igual a 2966m.

Na chegada dos portugueses, em 1500, o indígena brasileiro pescava com arco eflecha e sabia que, se atirasse na imagem que via, não acertaria o peixe, localizado um

pouco mais abaixo.O fenômeno óptico que nossos ancestrais conheciam é a

a) refração da luz, que torna as lentes plano-convexas de vidro, imersas no ar,convergentes.

b) absorção da luz, que torna as lentes de bordas grossas divergentes.c) dispersão da luz, que torna as lentes de bordas finas convergentes.d) refração da luz, que torna as lentes delgadas de vidro e de bordas finas, imersas

no ar, divergentes.e) reflexão da luz, que torna as lentes bicôncavas de

vidro, imersas no ar, divergentes.



11

V = ⇒ 1483 = ⇒

Resposta: B

d = 74,15m2d

––––0,10

2d–––∆t

Comentário

As lentes plano-convexas convergem raios lumi-nosos, quando são mais refringentes que osmeios que as cercam.

Resposta: A

Comentário



Observe as figuras a seguir

Um belo efeito luminoso criado pelaluz ao atravessar um feixe de fibrasópticas.

Desenho de um endoscópio (aparelho que utiliza fibras ópticas para exames de órgãosinternos).

As figuras representam aplicações de fibras ópticas e o caminho de luz no interior deuma delas. O fenômeno que predomina na propagação do feixe luminoso, no interiorda fibra óptica, é a

a) emissão espontânea da luz. b) polarização da luz.c) reflexão total da luz. d) difração da luz.e) interferência da luz.


12

A reflexão total ocorre no meio mais refringente para incidências maiores queo ângulo limite.Resposta: C

Comentário



13

A Física foi a ciência básica da Revolução Industrial ocorrida a partir do séculoXVIII, e comanda vários ramos tecnológicos da vida contemporânea, como aconstrução civil, o transporte, a comunicação e a saúde, principalmente, neste caso,no setor de diagnósticos, técnicas cirúrgicas e radioterapia.

O uso da Mecânica, da Termodinâmica e do Eletromagnetismo evidenciam a im- portância da Física para a solução de problemas pela via tecnológica.

Sempre vale a pena lembrar que os fenômenos físicos, apesar de infindáveis, são

explicados por um conjunto compacto de princípios básicos como as Leis de Newton, as

conservações de energia e quantidade de movimento, as leis da Gravitação e do

Eletromagnetismo (força elétrica, força magnética e indução eletromagnética).

Além dos conceitos clássicos citados, a Física Moderna oferece a quantização da energia,

a dualidade partícula-onda e as equivalências entre massa e energia e entre gravidade e

aceleração para produzir as revoluções no campo da Informática e do uso da energia

nuclear.

Como foi mencionado, a possibilidade de produzir movimento é uma prerrogativa

da Mecânica, desde o caminhar humano até o lançamento de foguetes espaciais,

passando pela tração animal, navegação com velas e pelos motores, a explosão e elétricos.

Associar a solução de problemas de comunicação,transporte, saúde ou outro, com o correspondente de-senvolvimento científico e tecnológico.

Uma pessoa ao cami-nhar troca forças de

atrito com o chão(ação e reação)

O aumento nonúmero deanimais, eleva asacelerações e a potência dascarroças.

Máquinas simples co-mo as polias, as ala-vancas e os planosinclinados facilitam o

movimento de cargase pessoas.

(FÍSICA)



A Termodinâmica tem um papel destacado na transformação da energia químicados combustíveis em calor para expandir gases e movimentar pistões e eixos dosmotores e turbinas.

A possibilidade de produzir movimento, por meio da eletricidade e do magnetismo tem sido apontada como a solução para o transporte urbano e rodoviário, em termos deeconomia de combustíveis e diminuição das poluições sonora e atmosférica.

As comunicações, também, são explicadas por fenômenos físicos, pois envolvemas interações que os indivíduos podem ter com as ondas eletromagnéticas (luz,infravermelho, ultravioleta), ondas mecânicas (som e vibrações) e das interfaces que atecnologia pode produzir entre o homem e as outras frequências por meio deaparelhos de rádio, TV, computadores etc.

O vapor pode serutilizado para pro duzir movimento.

O transporte aéreoutililiza a turbina a jatocomo principal propulsor.

Os motores a diesel movimentam os veículosautomotores mais pesados.

Os veículos leves sãomovidos por motores a gasolina.

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Os trens utilizam-se da energiaelétrica para movimentarem-se e omagnetismo, em alguns casos, para levitarem sobre os trilhos.

O ser humano pode captar vários tipos de infor-

mações visuais, auditivas e táteis para colher dadose comunicar-se com o meio ambiente e com a sociedade.

A tecnologia, por meio de circuitos oscilantes e ressonantes, cria uma

série de aparelhos de comunicação que transformam ondas que ohomem não pode perceber em sons, imagens e processamento deinformações.



A Medicina sempre se beneficiou dos fenômenos físicos em todas as suas es -pecialidades. As auscultas dos ritmos cardiorrespiratórios, as medidas de pressão ar-

terial, da temperatura, da massa, da altura, das reações do olho à variação da luz e oarco reflexo, num simples exame clínico, podem ser fundamentais para os diagnósticos.Exames mais sofisticados, como os de raios X, tomografia computadorizada, resso-

nância magnética, PET, densitometria óssea,endoscopia, ultrassonografia, entre outros,ampliam a segurança dos procedimentos quepodem utilizar raios laser em cirurgias e aradiação nuclear no tratamento do câncer.

Com um simples martelo, é possível detetar pro -blemas neuromotores (arco-reflexo).

A ultrassonografia obtém imagens pelo eco de ondas de ultrassom

2d V = —– .∆t

O exame de tomografia por emissão de pósitrons (PET) vale-se do fato da matériaaniquilar a antimatéria e permitir o acompa-nhamento dos proces sos energéticos do corpoem tempo real. A energia retirada do átomo (E = mc 2 ) podecombater tumores com a utilização de dosesadequadas.

Nos exames por imagem, a radiologia e atomografia utilizam-se de raios X e contrastesradiativos, para apresentar os resultados.Os profissionais dessa área devem proteger-seda radiação, sob o risco de contraírem doençasletais. A ressonância magnética utiliza a propriedade

dos átomos emitirem fótons, quando são atra-vessados por ondas de FM.

A frequência cardíaca é medida em ba-

ntimentos por minuto f = –— .∆t

A pressão arterial normalmente é apre- sentada em intervalos expressos em cmHg(1 atm = 76 cmHg = 1,0 . 105 N/m2 ).

As temperaturas corporais podem ser me-

θ C θ F – 32didas em ºC ou ºF –––– = —––—– — .

5 9

As reações da pupila a estímulos lumi-

nosos podem revelar problemas cere-brais.

15



Os ventos e a ausência deles marcaram a viagem de Cabral. Para fugir das calmariasque reduziam as velocidades médias das embarcações de 10km/h para 1,0km/h, eleordenou, em 14 de março de 1500, que, próxima das ilhas açorianas, a frota se

afastasse da costa africana, seguindo recomendaçõesexpressas de Vasco da Gama. O deslocamento para oestefoi tão acentuado que os tripulantes passaram a percebera alternância do sentido das brisas entre o dia e a noite,denunciando a proximidade das terras brasileiras.Considere as afirmações a seguir:I. Em condições favoráveis de vento, as caravelas podiam

percorrer cerca de 240km por dia.

II. As calmarias representam correntes de convecção fracasdo ar atmosférico nas proximidades das costas africa-

nas.

III. As brisas diurnas têm o sentido do mar para a praia,

porque, com o aquecimento solar, a areia eleva sua

temperatura mais rapidamente do que a água do mar.

IV. Na aproximação do litoral brasileiro, os portugueses, por

várias vezes, utilizaram técnicas de navegação contra osentido do vento.

Estão corretas as afirmações:

a) I e II, apenas. b) I, II, III e IV. c) I, III e IV, apenas.

d) I e III, apenas. e) III e IV, apenas.

As variáveis de estado de um gás são:

– Pressão (P): produzida pelos choques das moléculas contra as paredes dorecipiente.



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I. CORRETA

V = ⇒ 10 = ⇒ ∆s = 240km

II. CORRETAIII. CORRETA

A areia possui calor específico sensível menor e aquece o ar com mais facilidade.IV. CORRETA

As brisas noturnas têm sentidos opostos aos das diurnas.Resposta: B

∆s–––24

∆s–––∆t

Comentário



– Volume (V): é o volume do recipiente ocupado pelo gás.– Temperatura (T): mede o estado de agitação do gás.Um avião voa, não só pela enorme potência de seus motores, que por meio de hélicesou turbinas lançam grandes massas de ar para trás, impulsionando a aeronave parafrente, mas, principalmente, pelo perfil de suas asas e de sua fuselagem.Este perfil fica evidenciado nas ilustrações a seguir: de um Super Constellation, quepopularizou as viagens intercontinentais na década de 1950, e do esquema depressões numa asa.

Distribuição representativa de pressões sobre a superfície daasa. As pressões efetivas são positivas sobre o bordo deataque e sobre o intradorso e

negativas sobre o extradorso.

Considere as afirmativas a seguir:I. O número de choques das moléculas contra a superfície da asa na região A é

menor que na região B, produzindo uma força para cima que garante a subida oua sustentação do vôo.

II. A pressão na região C representa uma resistência ao movimento horizontal doavião.

III. A diferença de velocidades do ar nas diversas partes da asa representa, também,temperaturas variadas em cada uma dessas regiões.

IV. Motores potentes, região C com volume reduzido e grande diferença de pressõesentre as regiões A e B (p

A< p

B) representam uma aeronave lenta e com grande

capacidade de subida.

Estão corretas as afirmativas:

a) I e II, apenas. b) I, II, III e IV. c) I, II e III, apenas.d) I, II e III, apenas. e) I, II e IV, apenas.

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I. CORRETA. II. CORRETA. III. CORRETA.IV. INCORRETA. A aeronave é veloz, pois a região C não oferece grande

oposição ao movimento.Resposta: D

Comentário



Enunciado para as questões de 3 a 5:

A ilustração a seguir mostra a estrutura interna do ouvido humano. Observe avibração do tímpano por uma onda sonora. O tímpano, por sua vez, faz com que umconjunto de pequenos ossos vibrem contra as paredes internas do ouvido, onde osom começará a ser interpretado.O canal auditivo possui 2,50 cm de profundidade e o tímpano é uma membrana quevibra a partir de uma intensidade de 1,0 . 10–12W/m2. Os ossículos (martelo, bigorna

e estribo) funcionam como um sistema de alavancasque multiplicam as forças aplicadas no tímpano. Nacóclea, há 30 000 sensores de frequência que oscilamentre 20 Hz e 20 000 Hz e transmitem o impulso sonoropara o nervo auditivo.

O canal auditivo funciona comoa) uma corda sonora.b) um tubo sonoro fechado.c) um polarizador de ondas.d) um refletor de ondas.e) um tubo sonoro aberto.

Se o tímpano tivesse 1,0m2 de área, ele seria sensível à potência de onda, em watts,a partir de:a) 12 b) 1,0 c) 1,0 . 10–8 d) 1,0 . 10–12 e) 1,0 . 1012

O sistema amplificador dos sons no ouvido humano éa) o canal auditivo. b) o ouvido externo. c) o conjunto de pequenos ossos.d) o nervo óptico. e) o tímpano.




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No modo fundamental, o comprimento de

onda é igual a 4Lλ = 4L ⇒ λ = 4 . 2,5 ⇒

Resposta: B

= 10cm

Comentário

I = ⇒ 1,0 . 10–12 = ⇒

Resposta: B

Pot = 1,0 . 10–12 W

Pot

–––1,0

Pot

–––A

Comentário

A multiplicação das forças intensifica o sinal recebido no tímpano que é

transmitido para os líquidos no interior da cóclea.Resposta: C

Comentário



A transformação da matéria, a produção de novos materiais, a necessidade deenergia nesses processos, as perturbações ambientais com o descarte de produtos noambiente, tudo isso tem a ver com as transformações químicas.

Em sua história, o ser humano atua sobre o ambiente e o transforma por meio de seutrabalho, produz novos materiais, utilizados de acordo com diferentes finalidades eintroduz materiais na natureza.

Dentre os inúmeros processos utilizados pelo homem, vamos destacar processosque envolvem transformações químicas. Num primeiro momento, focalizaremos osdiferentes materiais envolvidos nessas transformações e, num segundo momento, aquestão energética. Nos automóveis, nos navios, nas estradas de ferro e nos aviões sãousados os metais que são utilizados para diferentes fins. Nos automóveis, o metalcobre é usado na construção de radiadores, carburadores, parte elétrica e inúmerosacessórios. Nos navios, o metal cobre é utilizado em peças para comportas, tubulaçõesdiversas e também em tintas que protegem da corrosão. Nos aviões, o metal cobre éutilizado em aparelhos de telecomunicação, mancais de pouso etc. Na indústriaferroviária, o metal cobre é utilizado em cabos condutores, motores e diversos equi-pamentos. Geralmente, nesses casos, o cobre é utilizado na forma de ligas metálicas,ou seja, é misturado com outras substâncias.

A condutibilidade elétrica é a propriedade dos materiais que determina a maior oumenor resistência que oferece à passagem de corrente elétrica.Ductilidade é a propriedade de um material que permite que seja reduzido a fio, semrachar ou esfarelar.Maleabilidade é a propriedade de um material que permite que seja reduzido a

lâminas.A propriedade mais importante do cobre que possibilita que ele seja utilizado parafazer o fio elétrico é:

a) tem cor avermelhada b) é resistente à corrosãoc) é maleável d) tem brilhoe) tem elevada condutibilidade elétrica


Associar a solução de problemas de comunicação,transporte, saúde ou outro, com o correspondentedesenvolvimento científico e tecnológico.

A propriedade mais importante do cobre que possibilita a sua utilização em fioelétrico é a sua elevada condutibilidade elétrica, embora a ductilidade e aresistência à corrosão também sejam importantes.Resposta: E

Comentário

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(QUÍMICA)



Observe a bula de um remédio receitado para gestantes, apresentado como polivita-mínico e poliminerais:

Podemos afirmar que

a) CuO é uma liga metálica.b) ZnO é uma mistura.c) FeSO4 é um composto formado por 6 elementos químicos.d) CuO é uma substância composta formada por dois elementos químicos

combinados.e) ZnO é uma substância simples.

Nos últimos anos, o gás natural (GNV: gás natural veicular) vem sendo utilizado pelafrota de veículos nacional, por ser viável economicamente e menos agressivo do pontode vista ambiental.

O quadro compara algumas características do gás natural e da gasolina em condiçõesambiente.


Componentes Quantidade por comprimido revestido

Vitaminas (B1, B2, B6, B5) 26,5mg

Retinol (vitamina A) 1500,0UI

Vitamina E 30,0UI

Vitamina C (ácido ascórbico) 100,0mg

Vitamina B12 12mcg

Ácido fólico 1,0mg

Zinco (como ZnO) 25,0mg

Cálcio (como CaCO3) 250,0mg

Magnésio (como MgO) 50,0mg

Cobre (como CuO) 2,0mg

Ferro (como FeSO4) 60,0mg


CuO e ZnO são substâncias compostas (formadas por mais de um elementoquímico).FeSO4 é um composto formado por três elementos químicos (na fórmula há 6átomos).Resposta: D

Comentário

20



O volume de GNV que fornece a mesma quantidade de energia liberada na queimade 1kg de gasolina em condições ambiente é, em m3:

a) 1,16 b) 1,20 c) 2,8 d) 4,8 e) 7,38

O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de energia nopaís, continuamente busca alternativas de combustíveis.Investigando alternativas ao óleo diesel, alguns especialistas apontam para o uso doóleo de girassol, menos poluente e de fonte renovável, como uma alternativa in -teressante no lugar do óleo diesel. Foi constatado que um trator pode rodar, nas

mesmas condições, mais tempo com um litro de óleo de girassol, que com um litro deóleo diesel.Essa constatação significaria, portanto, que usando óleo de girassol,a) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel.b) as velocidades atingidas seriam maiores do que com óleo diesel.c) o combustível do tanque acabaria em menos tempo do que com óleo diesel.d) o óleo de girassol é mais poluente que o óleo diesel.e) o óleo diesel pode ser substituído pelo biocombustível.

Densidade (kg/m3) Poder Calorífico (kJ/kg)

GNV 0,8 50200

Gasolina 738 46900


21

Cálculo da massa de GNV quando ocorre liberação de 46900kJ:

50200kJ ––––––––– 1kg46900kJ ––––––––– x∴ x = 0,93kg

Cálculo do volume de GNV queimado:

d =

0,8kg/m3 =

V = 1,16m3

Resposta: A

0,93kg––––––

V

m–––V

Comentário

O fato do óleo de girassol ser menos poluente que o óleo diesel e obtido através

de fonte renovável justifica o seu uso em substituição ao óleo diesel.Resposta: E

Comentário



Antes de Galileu prevalecia a Física de Aristóteles que era baseado no senso comum

e não tinha comprovação experimental. Foi Galileu que introduziu na Física o método

científico: uma lei física só poderá ser aceita se tiver comprovação experimental.

Aristóteles acreditava que a função da força era manter a velocidade de um corpo

e que, na ausência de força, o corpo pararia.

Newton afirmou por meio de suas leis de movimento que a velocidade se mantém

por inércia, sem a presença de forças, e que a função da força é produzir aceleração,

isto é, variar a velocidade do corpo.

Aristóteles acreditava que os corpos mais pesados caiam mais rapidamente que os

corpos mais leves.

Galileu demonstrou que todos os corpos em queda livre (ausência da resistência do

ar) caem com a mesma aceleração independentemente de suas massas.

Quando um corredor de fórmula 1 está descrevendo uma trajetória retilínea, em umapista contida em um plano horizontal, para manter sua velocidade constante ele devemanter o pé no acelerador e, portanto, gastar o combustível do carro.Se porventura o piloto tirar o pé do acelerador, para economizar combustível, o carrovai perdendo velocidade até parar.A descrição desse fato parece reforçar o pensamento de Aristóteles de que amanutenção da velocidade exige a presença de uma força e que na ausência de forçao corpo vai parar.

Assinale a opção que mostra o erro de Aristóteles e a validade das leis de Newton.

a) A função da força resultante é manter a velocidade do carro constante.b) Enquanto a velocidade do carro se mantinha constante a força resultante no carro

era nula: quando o piloto tirou o pé do acelerador as forças de resistência aomovimento foram capazes de parar o carro.

c) A força resultante no carro→F é dada pela relação

→F = m

→V onde m é a massa do

carro e→V é a sua velocidade.

e) Não existe movimento que possa ser mantido com força resultante nula.


Na figura temos uma foto estrobos-cópica de uma laranja em quedalivre.

22

Confrontar interpretações científicas com interpre-tações baseadas no senso comum, ao longo do tempoou em diferentes culturas.

Quando o piloto pisa no acelerador as rodas motrizes do carro adquirem movimento

de rotação e, consequentemente, empurram o chão para trás e recebem do chão

uma força de reação transmitida por atrito que vai acelerar o carro.

A força de resistência do ar, que se opõe ao movimento do carro, cresce com a

velocidade e quando sua intensidade igualar a da força de atrito, a força resultante

se anulará e o carro terá velocidade constante (MRU) mantido por inércia (1.a lei deNewton).

Comentário

(FÍSICA)



Em uma propaganda de biscoito na televisão ele era abandonado em queda livre, apartir do repouso, e um super-herói partia em sua perseguição também a partir dorepouso e em queda livre.Despreze o efeito do ar e imagine que sobre o biscoito e sobre o infortunado herói aúnica força atuante seja a força gravitacional aplicada pela Terra.Considere ainda que o herói e o biscoito partiram da mesma posição porém o biscoitopartiu 1,0s antes.

Na propaganda veiculada na televisão o herói conseguia alcançar o biscoito antes queele chegasse ao solo.

Assinale a opção que traduz uma crítica correta para tal propaganda.

a) A propaganda é absurda pois segundo o pensamento de Aristóteles o biscoitosendo mais leve cai com aceleração maior.

b) A propaganda está correta pois segundo o pensamento de Galileu o herói sendomais pesado terá aceleração maior e poderá alcançar o biscoito.

c) A propaganda está correta pois Aristóteles e Newton concordavam que aaceleração de queda livre é proporcional ao peso do corpo.

d) A propaganda é absurda pois o biscoito e o herói caem com a mesma aceleraçãoe o biscoito não poderá ser alcançado pelo herói.e) A propaganda é absurda pois o biscoito e o herói terão, a cada instante,

velocidade iguais e por isso o herói não poderá alcançar o biscoito.


23

Quando o piloto tira o pé do acelerador a força motriz do carro deixa de existir e a

força de resistência ao movimento passa a ser a força resultante que vai frear o

carro até o repouso.

Resposta: B

Fat

Far

(piloto acelerando)

F +at F = Oar

velocidadeconstante

Fresistente

(piloto tirou o pé do acelerador)

movimentoretardadoaté parar

Fresistente= m a

(MRU)

De acordo com Galileu e com a Física de Newton os corpos em queda livre(ausência da resistência do ar) têm a mesma aceleração independentemente desuas massas. Como o biscoito partiu antes, sua velocidade será maior que a doherói e não poderá ser alcançado por ele.Aristóteles é que acreditava que os corpos mais pesados caiam com aceleraçãomaior, possibilitando ao herói alcançar o biscoito, o que vai ao encontro do

senso comum da maioria das pessoas.Resposta: D

Comentário



Conhecimento científicoe conhecimento espontâneoO conhecimento científico e o conhecimento espontâneo ou senso comum são

formas de compreensão do mundo.

Ao enfrentar os problemas da existência, o homem troca informações, utiliza osaber das gerações anteriores, assimila-os e transforma-os. Surge assim o conheci-mento espontâneo ou senso comum. Assim, o cozinheiro sabe que não deve abriro forno quando o bolo começa a assar porque ele murcha; ele sabe a medida certade fermento para o bolo crescer. Mas o cozinheiro não sabe explicar como ocorremesses fenômenos. O senso comum não é metódico nem sistemático e baseia-se naexperiência das pessoas na vida cotidiana.

Já os cientistas estabelecem critérios e métodos de investigação para obter, justificar e transmitir o conhecimento científico. A experiência científica exige emba-

samento teórico e planejamento rigoroso.No entanto, o senso comum não pode ser desprezado, pois mesmo o cientista

mais rigoroso, quando não está no campo de sua especialidade, é também um homemcomum e usa o conhecimento espontâneo no seu cotidiano.

A ciência tem contribuído para o desenvolvimento de técnicas e produtos quetêm propiciado uma melhor qualidade de vida da humanidade.

Note-se que o fato de a química ser uma ciência não significa que ela seja superiora outras áreas do conhecimento. Quando o cozinheiro produz alimentos deliciosos, elealcança seus objetivos.

Pesquisa científica – o método científicoO método de qualquer ciência natural (como a Química) envolve as seguintes

etapas:1) observação do fato (A madeira queima)

2) experimentação (Quando e como a madeira queima?)

3) reunião e organização de dados (Quais as quantidades de madeira e arconsumidas?)

4) criação de leis e teorias (Existe alguma relação matemática entre asquantidades de madeira e de ar?)

5) previsão de novos fenômenos e materiais (O que acontecerá se a madeirafor queimada a 500°C?)

24

Confrontar interpretações científicas com interpre-tações baseadas no senso comum, ao longo do tempoou em diferentes culturas.

(QUÍMICA)



A investigação química é uma atividade humana que tem grande influência nasociedade. Com relação a essa atividade e suas características, julgue os itens a seguir.

I. Os modelos científicos desenvolvidos pelo método científico usado em Químicapossuem limitações e não explicam todos os fenômenos.

II. Acabar com o problema mundial da fome é uma decisão de competência dosquímicos, pois somente eles podem dedicar a maior parte do seu tempo nodesenvolvimento de novas tecnologias que aumentem a produtividade agrícola.

III. Para a preservação da saúde dos indivíduos, deveria ser proibido o uso de produtosquímicos nos alimentos.

Está correto o que se afirma ema) I apenas. b) II apenas. c) III apenas.d) I e II apenas. e) I e III apenas.

Aristóteles sistematizou a teoria dos quatro elementos: fogo, água, ar e terra. Cadaelemento teria duas das quatro qualidades: seco, úmido, quente e frio.

Os elementos poderiam transformar-se uns nos outros, sendo necessário mudar umadas qualidades do par na sua contrária. Para transformar o elemento ar em elementoágua, bastaria alterar a qualidade

a) úmido para frio. b) quente para seco. c) quente para úmido.d) úmido para seco. e) quente para frio.



25

I)Verdadeiro.II) Falso. O desenvolvimento de novas tecnologias para aumentar a

produtividade agrícola não depende só dos químicos, mas de todas asatividades científicas mundiais.

III) Falso. Ser um produto químico não significa que ele é pre judicial ao serhumano.

Resposta: A

Comentário



Assim como acontece com as outras ciências naturais, a Química baseia-se na observa-ção de fatos da natureza. O homem observa a natureza, age sobre ela, constrói ideiase representações sobre suas observações e ações. Agindo sobre a natureza, o homema transforma, transformando-se. Nesse caminhar o homem elabora explicações paraos fatos observados. Muitas vezes, para a solução de um problema prático, é

necessário que a Química atue em conjunto com outras ciências, ou seja, que proporcione a interdisciplinaridade dos fatos.

Com base no texto e na ideia de Ciência, temos as seguintes afirmações:

(1) Ciência natural é o conjunto de atividades que visa observar, experimentar, explicare relacionar os fenômenos da natureza.

(2) A ciência não é estática, renova-se a cada dia.(3) Química é uma ciência experimental.(4) Entre as ciências naturais, a Química resolve os seus problemas sem o auxílio das

outras.

É correto o que se afirma apenas ema) 1 e 4 b) 2 e 3 c) 3 e 4d) 1, 2 e 3 e) 2, 3 e 4

A preocupação com a constituição da matéria surgiu por volta do século V a.C., naGrécia, com as especulações filosóficas de pensadores. Empédocles imaginou que toda

matéria era formada por quatro elementos: água, terra, fogo e ar.

Por volta de 400 a.C. os filósofos Leucipo e Demócrito elaboraram a filosofia atômica:toda matéria era constituída por pequenas partículas indivisíveis, denominadas átomos,

ou seja, a natureza era formada por átomos e vácuo.



26

Para transformar o elemento ar em elemento água, bastaria alterar a qualidadequente para frio.Resposta: E

Comentário

A Química é uma ciência experimental que utiliza outras ciências, por exemplo,matemática, física e biologia.Resposta: D

Comentário



Por volta de 350 a.C., Aristóteles aprimorou a ideia dos quatro elementos, associandoa cada um deles duas qualidades opostas: frio ou quente, seco ou úmido.

Aristóteles não acreditou na ideia de átomo, isto é, a matéria seria contínua.

Considere as afirmações:I. Para Demócrito e Leucipo a matéria era descontínua.II. Ainda hoje, quando ocorrem furacão, terremoto, vulcanismo e tsunamis, podemos

associá-los à fúria dos quatro elementos da natureza concebidos por Empédocles:

ar, terra, fogo e água.III. Aristóteles associou a ideia de átomo à teoria dos quatro elementos.

Está correto o que se afirma em:a) I apenas. b) II apenas.c) III apenas. d) I e II apenas.e) I e III apenas.

ú m i d

o

f r i o

q u e n

t e

s e c o

27

I.Correta.

A matéria era formada por buracos (vácuo) e átomos.II. Correta.

III. Incorreta.

Aristóteles não aceitou a ideia de átomo.

Resposta: D

Comentário



Poluição Atmosférica

1. A chuva sem poluição já é ácidaO ar atmosférico não poluído e seco é uma mistura de gases com as seguintes

porcentagens em volume: nitrogênio (N2): 78%; oxigênio (O2): 21%; argônio (Ar):0,9%; gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2): 0,03%.

Em ambientes não poluídos, a chuva sem relâmpagos é fracamente ácida porcausa da presença de gás carbônico no ar.

O dióxido de carbono reage com a água da chuva formando ácido carbônico(H2CO3), que se ioniza fracamente.

2. A chuva com poluição é fortemente ácidaA queima de um combustível fóssil produz, além do gás carbônico (CO2), que não

é venenoso, o terrível monóxido de carbono (CO). Este toma o lugar do oxigênio nahemoglobina do sangue.

Um combustível fóssil possui enxofre como impureza. Este, quando é queimado,produz dióxido de enxofre (SO2), que é venenoso. Com o passar do tempo, o SO2reage com mais oxigênio, formando trióxido de enxofre. Este se combina com a águada chuva, formando o ácido sulfúrico, que se ioniza bastante e torna a chuva

fortemente ácida:

Devido à alta temperatura na câmara de combustão, o nitrogênio (N2) do ar secombina com oxigênio, formando os venenosos óxidos de nitrogênio. Estes reagemcom a água da chuva, formando ácido nítrico (HNO3). Esquematicamente, temos:

A chuva ácida corrói os monumentos de aço (ferro) e de mármore (CaCO3, carbonatode cálcio). As plantas não crescem. Ocorre mortandade de peixes nos rios e lagos.

O2 O2 H2ON2 → NO → NO2 → HNO3

S + O2 → SO2

SO2 + 1/2 O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

C + O2 → CO2

C + 1/2 O2 → CO

H2O + CO2→

←

H2CO3→

←

H+ + HCO–3

28

Avaliar propostas de intervenção no ambiente, conside-rando a qualidade da vida humana ou medidas deconservação, recuperação ou utilização sustentável dabiodiversidade.

(QUÍMICA)



Para diminuir a liberação de gases tóxicos na atmosfera, são colocados no carrode escapamento dos veículos automotivos catalisadores que aceleram a transformaçãodesses gases tóxicos em gases não venenosos.

Nas indústrias, o dióxido de enxofre é fixado por substâncias básicas impedido asua liberação para a atmosfera. Exemplo:

MgO + SO2 + 1/2 O2 → MgSO4.

3. Efeito estufaA temperatura na superfície da Terra é determinada pelo balanço entre a energia

absorvida do Sol e a energia emitida de volta para o espaço pela Terra, esta na formade radiação infravermelha. Uma pequena quantidade desta radiação é absorvida porO2 e O3, mas as maiores quantidades são absorvidas por CO2, CH4 e H2O. Esses gasesagem como uma enorme redoma de vidro, evitando que o calor escape. Estefenômeno é denominado “efeito estufa”. A concentração de CO2 na atmosfera estácrescendo devido ao aumento do consumo de combustíveis fósseis e ao extensivodesmatamento pelas queimadas. A consequência dessa maior concentração de CO2é o aumento da temperatura média global da Terra. Outro gás que contribui para oefeito estufa é o metano, que se forma na fermentação anaeróbica da celulose(vegetais submersos e digestão dos bovinos).

Para diminuir o efeito estufa é necessário, entre outras medidas, utilizar fontesalternativas de energia com relação à queima de combustíveis fósseis, como energiaeólica (ventos), energia solar, biocombustíveis etc.

Poluição da águaÁgua não poluída é água adequada para beber, para fazer nossa higiene, para

ser usada com diversas finalidades (irrigação do solo, atividades industriais etc.).

1. Poluição da água pormatérias orgânicas biodegradáveisExcrementos humanos e matérias orgânicas, originárias da decomposição de animais

e vegetais e de resíduos industriais, servem de alimento para peixes, fungos e bactérias.Estes últimos são organismos que decompõem a matéria orgânica, produzindo CO2;mas o processo metabólico consome o gás oxigênio (O2) dissolvido na água.

ExemploAdmitindo que a matéria orgânica possa ser representada por (C6H10O5)n,

teremos:

Quanto maior a concentração de matéria orgânica, maior será a quantidade de O2necessário para oxidar a matéria orgânica e, portanto, mais poluída será a água.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) é a quantidade (em mg) deoxigênio consumido na oxidação da matéria orgânica existente em 1 litro deágua poluída.

Conclusão: Quanto maior o valor da DBO, mais poluída estará a água.

(C6H10O5)n + 6nO2 → 6nCO2 + 5nH2O

(C6H10O5)n + nH2O → 3nCO2 + 3nCH4

celulose

CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2

Fe + H2SO4→ FeSO4 + H2

Água poluída.

29



2. Poluição da água por materiais ácidos e básicos

O pH da água doce mais propício à vida está na faixa de 6,5 a 8,5. A maioria dospeixes de água doce pode tolerar uma acidez na faixa de 5 a 9. Em pH inferior a 4,somente poucas algas e bactérias conseguem sobreviver.

O lançamento de resíduos industriais nos rios altera o pH da água, o que causa,muitas vezes, mortandade de peixes.

As principais causas de aumento da acidez (diminuição de pH) das águas são aschuvas ácidas e processos de mineração de materiais que contêm enxofre. Este setransforma em SO2, que, por oxidação na presença de água, forma ácido sulfúrico. Aágua que penetra no solo e escoa para os rios torna-se ácida.

3. Poluição da água por aumento da temperaturaA quantidade de gás dissolvido em água diminui com o aumento da temperatura.

O lançamento de água aquecida nos rios por uma indústria diminui a quantidade degás oxigênio (O2) dissolvido, o que pode provocar mortandade de peixes.

4. Poluição da água por íons de metais pesadosMuitos íons de metais (Fe2+, K+, Ca2+, Mg2+) são essenciais para a saúde humana.Outros íons de metais (Pb2+, Hg2+, Cd2+) são chamados de íons de metais

pesados, pois têm maior massa que os íons essenciais.Os íons de metais pesados ligam-se às proteínas de nosso corpo, fazendo que

elas não funcionem normalmente. Diz-se que as proteínas são desnaturadas por essesíons. Os efeitos se traduzem em danos ao sistema nervoso, aos rins, ao fígado,retardamento mental e até a morte.

A remoção desses íons da água é muito difícil e muito dispendiosa. A prevenção,de modo a fazer com que esses íons não atinjam os cursos d’água, é o melhor

caminho.

5. Poluição da água por compostosorgânicos não biodegradáveisPraguicidas ou defensivos agrícolasSão substâncias venenosas utilizadas no combate a organismos considerados

nocivos (ervas daninhas, fungos, insetos). Esses venenos se acumulam ao longo dacadeia alimentar.

O uso do DDT (diclorodifeniltricloroetano) está sendo proibido. Milhões de pessoasforam salvos da ameaça de malária por esse inseticida que combate o mosquitotransmissor dessa doença. No entanto, ele se acumula na cadeia alimentar, ameaçando

de extinção várias espécies animais. Peixes carnívoros (contendo até 2500 ppm)alimentam-se de peixes herbívoros (até 300 ppm) e estes se alimentam do plâncton

pH – É a medida da acidez de um meio.

0 ácido 7 básico 14 –––––––––––– ––––––––––––

↑

neutro

30

O lançamento de deter gentes nãodegradáveis por bactérias nas águas

dos rios provoca a formação de es- pumas que recobrem extensa área.



(até 5 ppm). As aves, como os mergulhões, alimentam-se de peixes carnívoros eapresentam até 1600 ppm (partes por milhão) de DDT.

DetergentesOs detergentes não biodegradáveis não são tóxicos, mas destroem as bactérias

que provocam a decomposição de matéria orgânica, que é fundamental em qualquerambiente. Por outro lado, os detergentes contêm fosfatos, que provocam a eutro -ficação (aumento de nutrientes em meio aquático e que intensifica o crescimento dealgas). A eutroficação em excesso acarreta um desequilíbrio ecológico, pois provocao desenvolvimento descontrolado de uma espécie em detrimento das outras. Assim,reservatórios de águas potáveis, lagos ficam imprestáveis para o uso. A eutroficaçãotambém é causada pela utilização de adubos que contêm N e P.

PetróleoO derramamento de petróleo no mar e a lavagem dos tanques dos navios formam

uma película impermeabilizante que não permite a troca de oxigênio e gás carbônicoentre a água e a atmosfera. Isso provoca a asfixia dos animais e impede a realizaçãoda fotossíntese pelos vegetais do plâncton.

Poluição do solo

1. FertilizantesA utilização de fertilizantes de alta solubilidade, ao mesmo tempo que disponibiliza

os nutrientes para as plantas, os deixam em condições de serem carreados para asredes de drenagem e lençóis freáticos. Estes, com o passar do tempo, poderãoapresentar níveis de contaminação indesejáveis para o consumo humano.

Os fertilizantes usados na agricultura contêm grandes concentrações de nitrogênioe fósforo na forma de nitratos (NO–

3) e fosfatos (H2PO–4). Essas substâncias são nutrientes

e provocam multiplicação em excesso das algas, consumindo grandes quantidades deoxigênio. A falta de oxigênio provoca a morte de animais e plantas, e a decomposiçãode cadáveres aumenta a poluição. Eutrofização é o excesso de nutrientes na água, o queprovoca o crescimento exagerado de organismos, como algas. Um desastre ecológicodesse tipo ocorreu no Lago Paranoá, em Brasília. O mau cheiro provocado peladecomposição das algas obrigou famílias a abandonarem suas casas, situadas nasmargens do lago. A atividade de produção de animais domésticos (por exemplo,suinocultura) deixa os dejetos armazenados na superfície dos solos. Ao sofreremdegradação (mineralização), geram grandes quantidades de nutrientes, entre eles onitrato (NO–

3), que pode ser carreado para as redes de drenagem ou lençóis freáticos.

2. PraguicidasAs pragas são seres vivos que atacam as plantas cultivadas pelo homem. São

pragas:a) os insetos que se alimentam das plantas;b) os vermes que comem as raízes das plantas;c) os fungos e bactérias que causam doenças às plantas;d) as ervas invasoras que crescem junto com as plantas cultivadas.

Praguicidas, pesticidas, agrotóxicos (designação preferida pelos ecologistas edefensores do meio ambiente) ou defensivos agrícolas (designação usada pelas indús-

trias produtoras) são substâncias químicas, naturais ou sintéticas, destinadas a matar,controlar ou combater de algum modo as pragas.

31

O petróleo é insolúvel em água e me-

nos denso que a água.

Petróleo derramado por navios-tanques

causa a morte de numerosas aves mari-

nhas.



Entre os inseticidas orgânicos sintéticos são amplamente utilizados osorganoclorados.

O emprego dos praguicidas deve ser feito com muito cuidado, pois provocamdesequilíbrios ecológicos.

a) Matam os inimigos naturais da praga.Exemplo: o homem usa um inseticida para matar um tipo de lagarta que se

alimenta da maçã. Além das lagartas, morrem as abelhas, que são insetos úteis. Umpássaro pode morrer ao comer a lagarta envenenada por praguicida.

b) Envenenam o solo.c) Envenenam a água.

Os inseticidas organoclorados têm efeito cumulativo, isto é, vão se acumulando

no organismo à medida que nele entram. Esses inseticidas provocam lesões no fígadoe nos rins, mutação gênica e câncer. Não se degradam com facilidade, permanecendono solo, durante dezenas de anos.

Os inseticidas apresentam aspectos positivos e negativos. Sabe-se que os insetostransmissores de doenças (dengue, maleita) levam cerca de sete anos para desenvolverformas resistentes ao DDT. Sabe-se também que, pela aplicação correta desse in-seticida, é possível erradicar esses insetos, durante o prazo de cinco anos.Assim, o emprego correto do DDT tem efeito saneador. No entanto, o DDT foi malusado e contaminou o capim, o gado e seres humanos, o que levou à suspensão douso do DDT. Verificou-se um recrudescimento das doenças transmitidas por insetosnos últimos anos.

A utilização de defensivos agrícolas é fonte preocupante de contaminações

ambientais. O químico descobriu inseticidas de origem natural, destacando-se osderivados do ácido crisantêmico, conhecidos com o nome de piretrinas, que ocorremnos crisântemos, flores bastante apreciadas. As piretrinas são relativamente não tóxicaspara os mamíferos.

Desenvolvimento sustentávelNão se deve esquecer dos impactos ambientais que podem decorrer da exploração

indiscriminada, ou do mau uso, dos recursos oferecidos pela natureza. A consciênciaecológica, recentemente surgida, indica-nos que a sobrevivência da Terra e do serhumano precisa ser repensada. É necessário concretizar o de senvolvimento sustentável continuando com a extração de recursos da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera

de maneira tal que não sejam completamente exauridos, mas renovados, respeitando-se o harmonioso equilíbrio da natureza.

C

CH3

Piretrina

H3C

CH3

CH3

O

OCH3

CH2

O

32

Cl

CH

C

Cl

ClCl

Cl

Diclorodifeniltricloroetano

(DDT)



Na agricultura, o modelo de maximização da produção tem sido colocado comoa única forma de saciar a fome mundial. Esse modelo tem forte impacto ambiental,

pois utiliza fertilizantes de alta solubilidade, defensivos agrícolas e provoca odesmatamento para aumentar a área cultivável. Os adeptos da agricultura sustentávelafirmam que é possível implantar formas de agricultura alternativa sem grandesprejuízos na produtividade, aumentando desse modo a qualidade de vida.

A presença de materiais indese jáveis no ar altera a composição da atmosfera terrestre,tornando-a praticamente irrespirável. Em São Paulo, foi realizado um rigorosoprograma de racionamento do tráfego de veículos automo tores, com o ob jetivo dediminuir os índices de poluição.

Com relação a esse problema, escolha a alternativa correta:

a) O ar ideal para se respirar deve ser constituído somente de oxigênio;b) O ar ideal para se respirar deve ser constituído mais de oxigênio do que de

nitrogênio;c) O ar não poluído e adequado ao ser humano deve ser constituído de nitrogênio,

oxigênio e hidrogênio em partes iguais;d) A atmosfera terrestre não poluída é constituída mais de nitrogênio do que de

oxigênio;e) A atmosfera ideal é uma mistura heterogênea formada de vapor d’água e oxigênio.

Associe as duas colunas:

Coluna Ia) Chuva ácidab) Efeito estufac) Poluiçãod) Processos antropogênicos

Coluna III) Aquecimento da atmosfera causado pelo aprisionamento de radiação

infravermelha por certos gases.II) Um ecossistema fica sobrecarregado e desequilibra-se quando não consegue

assimilar uma quantidade de matéria e/ou energia.III) Contém componentes estranhos à atmosfera, tais como ácido nítrico e ácido

sulfúrico.IV) Processos ligados às atividades do próprio homem.

a) III b) I c) II d) IV

Comentário


O ar atmosférico não poluído e seco é constituído de N2

(78% em volume), O2(21%), Ar (0,9%) e CO2 (0,03%).

Resposta: D

Comentário


33



Em dias de tempestade, o nitrogênio do ar pode reagir com o oxigênio e formar umóxido que, em contato com a água, produz uma substância que provoca a chuva ácida.O nome desta substância é:

a) hidróxido de nitrogênio. b) hidróxido de amônio.c) ácido carbônico. d) ácido nítrico.e) nitrofenol.

A poluição ambiental é um tema discutido amplamente nos dias atuais. Dentre osdiversos agentes poluidores está o trabalho de garimpeiros do ouro, o qual utiliza umasubstância química responsável pela poluição das águas dos rios brasileiros.

No que diz respeito a esta substância, podemos afirmar que:

I. É um metal líquido nas condições ambientais.II. É um não metal.III. Na forma de vapor é extremamente tóxico.IV. O íon desse elemento não é de metal pesado.

Assinale a alternativa correta:a) Apenas a proposição II está correta.b) Apenas a proposição IV está correta.c) Apenas a proposição III está correta.d) Apenas as proposições I e III estão corretas.e) Apenas as proposições I e IV estão corretas.



34

N2 + O2 → 2NO2NO + O2 → 2NO2

3NO2 + H2O → 2HNO3 + 1NOHNO3: ácido nítricoResposta: D

Comentário

I. Correta.A 25°C e 1 atm (condições ambientais), o mercúrio é um metal líquido.

II. Incorreta.O mercúrio não é não metal.

III. Correta.O vapor de mercúrio e compostos orgânicos de mercúrio são muito tóxicos.

IV. Incorreta.O íon Hg2+ é de metal pesado.

Resposta: D

Comentário



O solo agrícola, que tem uma profundidade em torno de 40 cm, é constituído por uma mistura com plexa de minerais e matéria orgânica.

Sabe-se hoje dos benefícios dos macronutrientes — nitrogênio, fósforo, potássio,magnésio, cálcio e enxofre, no desenvolvimento dos vegetais.

Entretanto, o uso excessivo e inadequado de fertilizantes, contendo principal -mente nitratos, nitritos e hidrogenofosfatos pode destruir toda a vida do sistemaaquático. Sendo muito solúveis, esses íons alcançam as águas dos rios, lagos e represas, provocando a multiplicação acelerada de algas, que acabam por sufocar e matar aságuas. Esse fenômeno é chamado de eutrofização.

A respeito do fenômeno conhecido por eutrofização, fazem-se as afirmações:

I. A presença em excesso de certos ânions nas águas de rios, represas e lagos aceleraa multiplicação de algas.

II. Algas em excesso podem formar um “tapete” que isola a água das represas e riosdo oxigênio do ar.

III. A deficiência de oxigênio dissolvido na água causa a morte de plantas aquáticase peixes.

IV. A decomposição do resíduo das algas mortas, por micro-organismos aeróbios,leva a um aumento da concentração de gás oxigênio dissolvido na água.

Das afirmações feitas, estão corretas:

a) I, II, III e IV.b) I, II e III, somente.c) I e II, somente.d) II e III, somente.e) I e IV, somente.


35

I) Correta.

De acordo com o texto, os íons solúveis alcançam as águas dos rios,provocando a multiplicação acelerada de algas.

II) Correta.De acordo com o texto, a multiplicação acelerada das algas sufoca e mataas águas.

III) Correta.A multiplicação acelerada das algas consome o oxigênio. A demandabioquímica de oxigênio (DBO) cresce, causando a morte dos peixes e dasplantas aquáticas.

IV) Incorreta.A decomposição do resíduo das algas mortas, por micro-organismos,

também consome o O2 dissolvido na água.Resposta: B

Comentário



Texto para os testes 6 e 7.

Do texto, depreende-se que os defensivos agrícolas

a) nunca oferecem perigo para o homem.b) não contaminam o solo, pois são insolúveis em água.c) são substâncias totalmente diferentes daquelas chamadas de agrotóxicos.d) se usados corretamente, trazem benefícios.e) têm vida residual curta.

O uso excessivo de fertilizantes provoca impactos ambientais, tais comoI) acidificação dos solos.II) contaminação de reservatórios de água.

III) eutrofização, isto é, excesso de nutrientes na água, o que provoca o crescimentoexagerado de organismos, como algas.

IV) eliminação das pragas.

Estão corretas:

a) somente II e III b) somente I e IV c) somente I, II e IIId) somente I, III e IV e) todas



ORGANOCLORADOS

Defensivos agrícolas para as indústrias. Agrotóxicos para os defensores danatureza. Pontos de vista diferentes sobre substâncias usadas para controlar oumatar determinadas pragas. Sua utilização pode oferecer ou não perigo para ohomem, dependendo da toxicidade do composto, do tempo de contato com elee do grau de contaminação que pode ocorrer. Insolúveis em água, possuemefeito cumulativo, chegando a permanecer por mais de 30 anos no solo. Umdos mais tóxicos e já há algum tempo proibido, o DDT, virou verbo: dedetizar.

36

Do texto, depreende-se que os defensivos agrícolas, se usados corretamente,trazem benefícios, dependendo da toxicidade do composto, do tempo decontato com ele e do grau de contaminação que pode ocorrer .Resposta: D

Comentário

A eliminação das pragas é causada pelos praguicidas, ou agrotóxicos, oudefensivos agrícolas.Resposta: C

Comentário

Cl

CH

C

Cl

ClCl

Cl

Diclorodifeniltricloroetano

(DDT)



A biodiversidade representa o conjunto de espécies de seres vivos que vivem nonosso planeta. O ecossistema onde esses seres são encontrados estão em equilíbriocom o meio ambiente. Qualquer intervenção nesse meio provoca desequilíbrios nasbiocenoses. As alterações ambientais podem levar à proliferação de espécies trans - missíveis de doenças graves no homem.

Muitas protozooses são consequências dessas alterações, entre elas leishmaniose,malária, giardíase, amebíase etc. Muitos mosquitos podem ser transmissores de vírus,como ocorre com a febre amarela e a dengue.

Ameba.

37

Avaliar propostas de intervenção no ambiente, conside-rando a qualidade da vida humana ou medidas deconservação, recuperação ou utilização sustentável dabiodiversidade.

Mosquito da Dengue (Aedes).

Giardia.

BIOLOGIA



Ciclo do Plasmodium.

O vírus HIV, causador da aids, é transmitido de pessoa a pessoa por relações sexuais, por exposição direta a sangue contaminado ou da mãe para o filho, durante a vidaintrauterina ou na amamentação. No corpo, o vírus invade certas células do sistemaimunitário – incluindo os linfócitos T auxiliadores, ou CD4 –, multiplica-se dentro delase se espalha para outras células. [...]

(John G. Bartlett e Richard D. Moore. Scientific American 279, 64-67, 1998).

O gráfico indica as quantidades de células CD4 (linha cheia, com escala à esquerda) ede vírus (linha interrompida, com escala à direita) no sangue de um paciente que não

recebeu tratamento algum no curso de uma infecção pelo HIV.


Membrana ondulante

NúcleoFlagelo

Trypanosoma.

38

Inseto.



Este gráfico mostra que

a) a partir do momento da infecção, a quantidade de vírus aumentou continuamenteaté a morte do paciente.b) no início da infecção, o sistema imunitário foi estimulado, o que provocou

aumento na quantidade de células CD4.c) a quantidade de vírus aumentou sempre que ocorreu aumento de células CD4,

onde eles se reproduzem.d) os sintomas típicos da doença apareceram quando a quantidade de células CD4

caiu abaixo de 200 por ml de sangue.e) não existiu relação entre a quantidade de vírus e a quantidade de células CD4 no

sangue do paciente infectado pelo HIV.

O Aedes aegypti é um vetor transmissor da dengue. Uma pesquisa feitaem São Luís – MA, de 2000 a 2002, mapeou o tipos de reservatórioem que esse mosquito era encontrado. A tabela a seguir mostra parte

dos dados coletados nessa pesquisa.


39

Os sintomas da AIDS (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida) surgem quandoo número de células CD4 do sistema imunitário cai abaixo de 200 por ml desangue.Resposta: D

Comentário



40

(Caderno Saúde Pública; volume 20, nº 5. Rio de Janeiro, out/2004, adaptado.)

De acordo com essa pesquisa, o alvo inicial para a redução mais rápida dos focos domosquito vetor da dengue, nesse município, deveria ser constituído por:

a) pneus e caixa d’água.

b) tambores, tanques e depósitos de barro.c) vasos de plantas, poços e cisternas.d) materiais de construção e peças de carro.e) garrafas, latas e plásticos.

Uma mulher com idade entre 25 e 35 anos foi contaminada pelo vírus HIV depois dereceber transfusão de sangue (...). A contaminação da mulher pode ter ocorrido emrazão da chamada “janela imunológica.”

(Folha de S. Paulo, 06.08.2005.)

Janela imunológica é o nome dado ao período compreendido entre a infecção doorganismo e o início da formação de anticorpos contra o agente infeccioso.Considerando tais informações e o que se conhece sobre a infecção por HIV, podemosafirmar corretamente que


Tipos de reservatórios

População de A. aegypti

2000 2001 2002

pneu 895 1.658 974

tambor, tanque, depósito de barro 6.855 46.444 32.787

vaso de planta 456 3.191 1.399

material de construção, peça de carro 271 436 276

garrafa, lata, plástico 675 2.100 1.059

poço, cisterna 44 428 275

caixa d’água 248 1.689 1.014recipiente natural, armadilha,piscina e outros

615 2.658 1.178

total 10.059 58.604 38.962

No combate à dengue, devem-se eliminar os locais onde o mosquito depositaos seus ovos: água limpa e estagnada.Resposta: B

Comentário



a) essa fatalidade poderia ter sido evitada se o sangue do doador tivesse passado,antes, por testes sorológicos para a detecção de HIV.

b) a ação do HIV no organismo é justamente destruir o sistema imune. Por isso, sãofeitos testes para detecção do vírus e não de anticorpos.

c) a mulher já estava com o sistema imune fragilizado, o que facilitou ainda mais aentrada e a instalação de agentes infecciosos, aqui, no caso, do HIV.

d) o doador era portador do HIV e os testes não detectaram a infecção. Ter feito oteste recentemente não implica total segurança, devendo-se, portanto, evitar aexposição a situações de risco.

e) transfusões de sangue hoje são um dos principais meios de transmissão do HIV.Isso demonstra a necessidade de campanhas para alertar doadores e receptoresde sangue sobre os cuidados a serem tomados.

Analise o texto a seguir:“O prefeito de um município do interior de um estado decretou estado de emergênciadevido ao surto de leishmaniose tegumentar na cidade. Pelo menos 25 casos já foramconfirmados pela Secretaria de Saúde do Estado. Dezenas de outras pessoas

apresentam sintomas da doença, mas como não há hospital, a Prefeitura ignoraquantas pessoas foram realmente atingidas.”

O estado de emergência a que se refere a notícia deverá permitir a adoção de medidaspara

a) erradicar rapidamente o mosquito transmissor.b) instalar sistema de tratamento da água consumida pela população.c) instalar, o mais rapidamente possível, uma rede de esgotos ligada a uma estação

de tratamento.d) aumentar o controle sobre a higiene e condições gerais dos alimentos consumidos

pela população, principalmente legumes e verduras.e) aumentar o controle e a fiscalização sobre os abatedouros de bois e porcos da

região.


41

O doador sanguíneo era portador do HIV, que não foi detectado devido à janelaimunológica, ou seja, ele se contaminou recentemente e ainda não havia pro -duzido os anticorpos anti-HIV.Resposta: D

Comentário

O doador sanguíneo era portador do HIV, que não foi detectado devido à janelaimunológica, ou seja, ele se contaminou recentemente e ainda não havia pro -duzido os anticorpos anti-HIV.Resposta: D

Comentário



Dimensionar um circuito elétrico envolve: aparelhos a serem instalados, dispositosde proteção e os respectivos fios condutores. Precisamos ter um conhecimento básicodo cálculo da potência elétrica de um aparelho e do funcionamento dos disjuntores,elementos protetores da rede elétrica.

Potência elétricaConsideremos um elemento de circuito qualquer, para o qual se tem:U = tensão elétrica (ddp ou voltagem) entre seus terminais.i = intensidade de corrente elétrica que o atravessa.

A potência elétrica nesse aparelho é:

No SI, as unidades são:

unid (P) = watt (W)

unid (U) = volt (V)

unid (i ) = ampère (A)

Aquecimento do fio condutorUm fio condutor, não ideal, apresenta uma resistência R, numa dada extensão de

comprimento L.

Passando por ele corrente de intensidade i, a potência dissipada é:

Num dado intervalo de tempo, o fio se aquece e pode fundir-se, interrompendoo funcionamento do circuito. Por isso, limita-se a intensidade de corrente em cada fio.

DisjuntoresOs disjuntores (ou fusíveis) são elementos de circuito que protegem os fios da

rede elétrica contra o excesso de corrente. Eles são dimensionados para um valor limitede intensidade de corrente.

P = R . i2

LR = ρ —

A

P = U . i

42

Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de usocotidiano.

Competência de área 2 – Identificar a presença e

aplicar as tecnologias associadas às ciências na-turais em diferentes contextos.



Energia Elétrica consumida

Supondo-se que um elemento de circuito esteja funcionando por um intervalo detempo ∆t, a energia elétrica (Ee) consumida é:

Unidades envolvidas

Potência elétrica do resistorSe o elemento de circuito elétrico for um resistor de resistência R, temos:

Lei de Ohm: U = R . i

ou i =

Voltando à equação da potência

P = U . i ⇒ ou

A rede elétrica que alimenta o banheiro da casa de Aline está protegida por disjuntoresde 20A. Sendo a voltagem da rede 220V, o chuveiro compatível que ela poderá instalarnesse banheiro, sob tensão de 220V, deverá ter potência elétrica de:

a) no máximo 1000W b) no mínimo 1000Wc) no máximo 4400W d) no mínimo 4400We) no máximo 4000W


U2P = —–

RP = R . i2

U__R

grandezas físicas P ∆t Ee

SI W s J

outros W h Wh

outros kW h kWh

Ee

= P . ∆t

43

A potência suportada pela rede está limitada pela sua tensão U = 220V e pelamáxima intensidade de corrente no disjuntor, 20A. Logo:

P = i . UP = (20A) . (220V) ⇒ P = 4400W

Assim, conclui-se que o chuveiro poderá ter potência máxima de 4400W e

funcionará sob tensão de 220V.Resposta: C

Comentário



Os disjuntores elétricos são fabricados para limitar correntes elétricas de intensidadesmúltiplas de 5A. Assim, existem disjuntores de 5A, 10A, 15A etc.Numa rede elétrica de 110V, estão instalados os aparelhos abaixo:

TV: 330Wgeladeira: 220W4 lâmpadas: 60W (cada uma)

Recomenda-se para esta rede um disjuntor de:

a) 5A b) 10A c) 15A d) 20A e) 25A

Na casa de Henrique, o disjuntor desligava-se toda vez que ele tomava banho com alâmpada do banheiro acesa e, ao mesmo tempo, sua mãe ligava o forno de micro-ondas. A rede elétrica era novinha, o chuveiro e o forno eram ótimos. Chamou umeletricista e este constatou que a lâmpada do banheiro, o forno de micro-ondas e o

chuveiro faziam parte de um mesmo circuito elétrico de 220V, protegidos por umdisjuntor em cada fio. O que poderá ser feito para sanar o problema, sem onerardemasiadamente Henrique?

a) Trocar o disjuntor por outro de maior intensidade de corrente.b) Trocar o disjuntor por outro de menor intensidade de corrente.c) Trocar o forno de micro-ondas por outro de menor potência.d) Ainda que seja mais trabalhoso, o ideal será trocar todos os fios da rede elétrica

da casa.e) Tirar daquele circuito elétrico a tomada do micro-ondas e passá-la para outro

circuito interno da rede, de mesma tensão, 220V.



44

A potência total instalada é de:

PTOT = 330W + 220W + 4 . 60W = 790W

Sendo P = i . U

790 = i . 110 ⇒ iTOT ≅ 7,2A

Para não desarmar o disjuntor, este deverá suportar correntes de intensidademáxima 10A (múltipla de 5A).Não se deve exagerar e colocar um disjuntor de 15A, pois isso deixaria a rede

sem proteção.Resposta: B

Comentário



Na residência de Edinei, há um único circuito elétrico para toda a casa. A tensão elétricaé de 110V e a rede está protegida por um disjuntor de 50A. Ele tem em sua residênciaos seguintes aparelhos instalados e funcionando simultaneamente:

1 geladeira de 150W1 televisão de 100W

Quando o chuveiro elétrico de 4000W também estiver funcionando, quantas lâmpadasde 100W também poderão estar acesas, sem desarmar o disjuntor?

a) Apenas 12. b) Apenas 13. c) Apenas 14.d) Apenas 11. e) No mínimo, 13.


45

Trocar o disjuntor por outro de maior capacidade de intensidade de correntenão é o correto, pois ele está ali para proteção da instalação contra o excessode corrente.Trocar o forno de micro-ondas seria uma solução onerosa para Henrique.Trocar todos os fios da rede elétrica será bastante oneroso. É uma solução quesomente deveria ser usada se a rede fosse muito antiga.A solução mais barata é passar a tomada do micro-ondas daquele circuitoelétrico para outro de mesma tensão, 220V.Resposta: E

Comentário

A potência máxima suportada pela rede elétrica é calculada por:

P = i . UP = 50 (A) . 110 (V)P = 5500W

Temos instalados 150W da geladeira e 100W da TV. Ligando-se o chuveiro

(4000W), a potência utilizada (demanda) é:

PTOT = 150W + 100W + 4000W = 4250W

Temos ainda:

∆P = 5500W – 4250W = 1250W

Podemos acender 12 lâmpadas de 100W e não 13 lâmpadas.

Resposta: A

Comentário



Carga elétrica de uma bateriaAparelhos de telefone celular, máquinas fotográficas digitais, câmeras de filmagem

etc. usam baterias recarregáveis.

Sendo: Q a quantidade de eletricidade (carga elétrica),i a intensidade de corrente do recarregador e∆t o tempo de carga, temos:

Usualmente, as baterias de pequeno porte usam para a unidade de carga elétricamAh (ou mA . h), o que significa intensidade de corrente em mA e tempo em h.

Potência elétrica de aparelhos resistivosÉ muito útil expressar a potência elétrica de um chuveiro, ou de outro aparelho

resistivo, em função da tensão U e da resistência R:

O celular de uma certa marca usa uma bateria de carga 3600 mAh. Seu carregadorfornece uma corrente de 360 mA. Estando ela inicialmente descarregada, paracarregá-la completamente, devemos deixá-los acoplados por um tempo de:a) 10 min. b) 20 min. c) 2h. d) 10h. e) 20h.

Uma máquina fotográfica digital usa quatro pilhas AA, recarregáveis. A quantidade defotos que se pode tirar depende da carga da pilha e da resolução da foto.



U2P = —

R

Q = i . ∆t

46

Relacionar informações para compreender manuais deinstalação ou de utilização de aparelhos, ou sistemastecnológicos de uso comum.

Q = i . ∆t

i = 360 mA

Q = 3600 mA . h

3600 = 360 . ∆t ⇒ ∆t = ⇒

Resposta: D

∆t = 10h3600 mA . h___________

360 mA

Comentário



Em um experimento, Alan bateu 100 fotos com um determinado tipo de pilha decarga Q1. Trocou as pilhas por outro tipo, de carga Q2, não alterou a resolução das

fotos e bateu 300 fotos. Sendo Q2 = 6000 mA . h, concluímos que Q1 vale:

a) 18 Ah b) 12 Ah c) 2 Ah d) 600 mAh e) 200 mAh

O sr. Humberto adquiriu em São Paulo uma torneira elétrica que trazia na etiquetametálica as indicações de tensão elétrica e de potência:

Levando a torneira para a sua residência, na qual a rede elétrica é de 110V, constatouque a torneira não aquecia quase nada a água, deixando-a apenas morninha.Imediatamente, deduziu que deveria trocar o resistor. Sendo R a resistência original, onovo resistor, para manter os 4000W, deverá ter resistência:

a) R/4 b) R/2 c) R e) 2R e) 4R

220V4000W


47

Sendo o número de fotos batidas, para uma dada resolução, proporcional àquantidade de eletricidade (carga) da pilha

100 fotos → Q1

300 fotos → Q2

100 . Q2 = 300 Q1

Q2 = 3 Q1

Q1 = ⇒ Q1 = = 2000 mAh

Porém: 1000mA = 1A

Então

Resposta: C

Q1 = 2Ah

6000 mA h__________3

Q2___3

Comentário

P1 = P2 = (nova resistência)

Fazendo P1 = P2

= ⇒ =R1___R

2

U2

1___

U

2

2

U2

2___R

2

U2

1___R

1

U2

2___R2

U2

1___R1

Comentário



O secador de cabelos de Telma tem uma etiqueta metálica com as inscrições:

Pode-se deduzir daí que

a) o secador não deve ser ligado na rede de 220V, pois sua potência chegará a1000W e “queimará” o ventilador e o resistor.

b) ligando o secador corretamente em 110V e usando-o em média 1h por dia, ao

final de um mês terá gasto uma energia de 150Wh.c) ligando-o na rede de 220V, o secador consumirá 1kWh em 1 hora.d) o secador deverá ser necessariamente ligado a uma rede de 110V e seu consumo

em 1h de funcionamento é de 0,5kWh.e) o consumo mensal do secador não depende da tensão e funcionará normalmente

sob 220V.

110V500W


48

=2

⇒ =2

=2

=

4R2 = R ⇒

Resposta: A

RR2 = –––

4

4__1

2__1

220___110

R___R2

U1___U2

R1___R2

A etiqueta mostra que o secador deve ser ligado na rede de 110V.Sua potência é de 500W = 0,5 kW.Durante 1h, o consumo será:

Ee = P . ∆tEe = (0,5 kW) . 1h

Resposta: D

Ee = 0,5 kWh

Comentário



É possível medir a constante elásticaK de um material (F elástica = Kx), paraavaliar a sua resistência a trações etorções.

A constante elástica é medida emN/m, no SI.

49

Os princípios físicos podem ser utilizados para a identificação, comparação,controle e monitoramento de materiais e produtos.

Procedimentos mecânicos, térmicos e eletromagnéticos permitem a construçãode bancadas de testes para diferentes materiais e sistemas, definindo-lhes as faixasseguras e eficientes de uso.

Os testes mecânicos clássicos dos materiais são os ensaios de tração, compressãoe elasticidade. Além disso, a medida da densidade de uma amostra pode ser reveladorana sua identificação.

Com procedimentos simples, é possível medir a massa e o volume de uma amostra e

calcular-lhe a densidade (µ) ou massa específica .

A densidade pode ser avaliada em g/cm3 , kg/ ou Kg/m3

m µ = –––

V

As interações da luz, doscampos magnéticos eelétricos com a matéria podem identificar substâncias. A refração e adifração de raios X, por exemplo, podem revelar osarranjos atômicos.

Os diagramas de faserevelam o comportamentotérmico de diversas substâncias e as possibilidades de seus usos seguros em diversascondições climáticas.

Nos “crash-tests”, as leis daconservação da energia e daquantidade de movimento são analisadas, em detalhes, para garantir a segurançados motoristas e passageirosdos automóveis.

Selecionar testes de controle, parâmetros ou critériospara a comparação de materiais e produtos, tendo emvista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhadorou a qualidade de vida.

(FÍSICA)



O comportamento térmico das substâncias é fundamental para uma avaliaçãosobre o seu uso seguro em diversas condições de pressão e temperatura.

Ao aquecer uma barra metálica, por exemplo,é possível calcular duas constantes que podemidentificar o material que a constitui: o coefi-ciente de dilatação linear (α) e a condutividadetérmica (K).

As substâncias podem apresentar comportamentos diferentes, quando submetidasa campos elétricos e magnéticos, ou, quando são atravessadas por radiações eletro-magnéticas.

As cargas de íons e suas massas podem ser calculadas pelos desvios que sofrem, aoatravessar campos magnéticos (F = qVBsen θ ).

L

L A

0

’

L

Q

L0

A partir do diagrama de fases, podemos

determinar os calores específicos sensíveisem cada estado (c), os latentes (L) dasmudanças de um para outro e as curvasde aquecimento para cada pressão.

∆L = L0α (θ – θ

0)Q KA (θ – θ

’)—– = —————∆t L

O diagrama de fases representa as

transformações físicas que uma substân-cia pode sofrer, quantificando as pressõese as temperaturas em que ocorrem.

Aproximando um corpo de um imã permanente, é possível estimar seucomportamento magnético.

50



Um material, colocado entre uma placa positiva e outra negativa, pode revelar-se umbom condutor ou isolante elétrico.

As grandezas indicativas são a constante dielétrica (ε) e a resistividade (ρ) domaterial.

C: capacitânciaR: resistência elétrica

Materiais transparentes diferentes podem ser identificados pela maneira como desviama luz monocromática em função de seu índice de refração absoluto (n).(n AR sen i = nMATERIAL . sen r)n AR < n ÁGUA < nVIDRO < nDIAMANTE

Materiais incandescentes (acima de 500ºC) podem ser analisados quando sua luz sofre

dispersão num prisma óptico. Com esse processo, é possível avaliar a composição e avelocidade de afastamento de galáxias distantes.

εAC = –––

L

ρLR = –––

A

51



De acordo com a teoria do "Big Bang", o universo originou-se há 13,7 bilhões deanos, a partir de uma fantástica explosão. De acordo com a teoria, toda a matéria eenergia do universo estavam concentradas em um pequeno volume. Após a explosão,essa matéria começou a se expandir, criando tudo o que existe hoje.Muitos fatos comprovam essa teoria. Um deles é o de que, independentemente dadireção de observação, todas as galáxias estão-se afastando da Terra. Mas como issopode ser verificado?É possível determinar-se a composição de uma estrela a partir da análise do seuespectro luminoso. Mais do que isso, observa-se que o espectro das estrelas possui um"desvio para o vermelho", ou seja, os espectros possuem uma frequência observadamenor do que a esperada. Como a luz é uma onda, ela também é suscetível ao efeito

Doppler-Fizeau: se a frequência da luz observada da estrela (fonte) é menor do que afrequência emitida, a estrela afasta-se da Terra (observador).Assinale a alternativa correta, de acordo com o texto.

a) O universo atual é estático e cessou sua expansão há 13,7 bilhões de anos.b) As galáxias emitem apenas a radiação na região vermelha do espectro da luz

visível.c) O efeito Doppler-Fizeau ocorre somente com as ondas eletromagnéticas na faixa

de frequência da luz visível.d) Se o universo passasse a sofrer uma contração (Big Crunch), o espectro das estrelas

possuiria um "desvio para o azul".e) O movimento relativo entre a fonte de ondas e o observador não altera a

frequência percebida por este.

Enunciado para as questões 2 e 3:

Um violão e um trompete emitem a mesma nota musical com intensidades iguaise produzem os perfis de ondas, nas telas de um osciloscópio, representados a seguir:

violão trompete

Os sons do violão e do trompete possuem a mesma

a) altura.b) forma de onda.



52

Na aproximação, o espectro da luz desvia para a região do azul ou do violeta.

Resposta: D

Comentário



c) amplitude em todos os pontos da imagem.d) superposição de harmônicos.e) capacidade para transportar moléculas de ar do instrumento até o ouvido do

observador .

As formas de ondas obtidas na tela permitem a distinção visual dos sons dos dois ins-trumentos. A qualidade fisiológica do som que se relaciona com essa dife renciação é

a) a intensidade. b) a altura. c) a ressonância.d) a sonoridade. e) o timbre.

Observe as figuras e os procedimentos experimentais apresentados a seguir:

Antes do aquecimento, temos uma coluna líquida de altura h1.Após o aquecimento, a dilatação volumétrica do líquido provoca um aumento dacoluna líquida, que passa a ter agora um valor h2. Se multiplicarmos a área de secçãodo tubo pela diferença entre as alturas, iremos obter a dilatação aparente do líquido.∆Va = S (h2 – h1)

Considere as proposições que se seguem:

I. Se o líquido for uma substância termométrica, a dilatação aparente seráinversamente proporcional à variação de temperatura.



53

A mesma nota musical indica alturas e frequências iguais para os sons apre-sentados.Resposta: A

Comentário

A forma da onda relaciona-se com o timbre.Resposta: E

Comentário



II. Na experiência representada anteriormente, o líquido tem coeficiente de dilataçãoreal maior que o coeficiente de dilatação volumétrica do material que constitui o

tubo.III. A altura h2 não depende do valor de h1.IV. Para S = 2,0mm2, h1 = 10mm e h2 = 20mm, a diferença entre a dilatação real do

líquido e a dilatação do tubo valerá 20mm3.São corretas apenas:

a) II e IV. b) I, II e III. c) I e III. d) III e IV. e) II e III.

“A fabricação das primeiras lentes confiáveis dependeu da manufatura de vidro dealta qualidade e de processos precisos de lapidação e polimento das faces curvas dessesrefratores. A união do vidro de qualidade e a obtenção de curvaturas precisas levou,pelo menos, quatro séculos para ocorrer.A produção de materiais transparentes sem impurezas ou bolhas de ar era monópoliodos artesãos de Constantinopla. Os venezianos invadiram Constantinopla (1202-1204),romperam o monópolio e toda a Europa passou a utilizar vidros de boa qualidade. Os joalheiros holandeses refinaram as técnicas de lapidação e polimento das faces curvasno século XVII e passaram a produzir toda a sorte de instrumentos ópticos de aumento,como microscópios e telescópios.

A equação dos fabricantes de lentes, ou equação de Halley, relaciona o tipo dematerial da lente, representado pelo seu índice de refração (n

lente), com o índice de

refração do meio em que ela se encontra e os raios de curvatura R1 e R2 das suasfaces:

V = ( – 1) . ( + )

V é a vergência da lente, em dioptrias.”

Considere as proposições a seguir:

I. O termo ( – 1) está historicamente relacionado com o esforço de turcos

e venezianos para obter materiais transparentes de boa qualidade.

nlente––––––

nmeio

nlente

––––––nmeio

1 –––R1

1 –––R2


Edmund Halley.

54

I) Incorreta. A altura será diretamente proporcional à variação de temperatura.II) Correta. O líquido dilata-se mais que o tubo.

III) Incorreta. A altura h2 pode ser calculada por:

h2 = + h1, que mostra a dependência de h1.

IV) Correta. ∆Va = 2,0 (20 – 10)

Resposta: A

∆Va = 20mm3

∆Va––––S

Comentário



II. O termo

(+

)está relacionado com os

processos de polimento das faces da lente.III. As medidas de R1 e R2 devem ser feitas em me tros.IV. Se nlente > nmeio e se R1 = R2 > 0, a lente será biconvexa e convergente.


a) I e II, apenas. b) I, II, III e IV. c) II, III e IV, apenas.d) I, III e IV, apenas. e) II e IV, apenas.

Observe a tabela a seguir:

Com base nos dados apresentados na tabela, considere as afirmações a seguir:I. A melhor substância para medir as temperaturas mais baixas e mais altas na

atmosfera terrestre é a água.

II. Entre –210°C e –196°C, o nitrogênio encontra-se no estado líquido.III. Abaixo de 0°C, a água e o mercúrio encontram-se no estado líquido.IV. A 25°C, o oxigênio e o nitrogênio encontram-se no estado gasoso.Estão corretas as afirmações:

a) II e IV, apenas. b) I e III, apenas. c) I e IV, apenas.d) II, III e IV, apenas. e) I, II, III e IV.

Substância Ponto de Fusão (°C) Ponto de Ebulição (°C)

Água 0 100

Mercúrio –39 357

Nitrogênio –210 –196

Oxigênio –219 –183

Hidrogênio –259 –96


1–––R1

1–––R2

55

I. CORRETA. II. CORRETA.III. CORRETA. A vergência, em dioptrias, é o inverso da distância focal em

metros.IV. CORRETA. R1 = R2 > 0 (biconvexa) e nlente > nmeio ⇒ convergenteResposta: B

Comentário

I. INCORRETA. O mercúrio é a melhor substância termométrica.II. CORRETA.III. INCORRETA. A água solidifica-se a 0°C e o mercúrio a –39°C.

IV. CORRETA.Resposta: B

Comentário



Defesa do consumidor e saúde do trabalhador

A pasteurização é uma técnica que permite conservar alimentos sem alterar seusabor e sua qualidade. Para pasteurizar alimentos como leite e seus derivados, vinhose cerveja ou mesmo polpa de frutas, compotas, vegetais e conservas, eles sãosubmetidos a um tratamento térmico para destruir ou inativar micro-organismos. Issoé importante porque alguns causam doenças ao ser humano. O tempo e atemperatura de pasteurização são definidos de acordo com o processo e com oproduto que se quer armazenar. Após o aquecimento, os alimentos são resfriados epodem ser armazenados.

Os alimentos que você consome ou conhece estão associados a uma tecnologiaque foi desenvolvida com base em pesquisas: o congelamento de alimentos, o uso deconservantes químicos para impedir a ação de micro-organismos, a criação de aves emincubadoras, a descoberta de novas substâncias com poder de adoçar e tantas outras.

Mas é bom lembrar que, apesar de velhas conhecidas, as plantas medicinais se tornammais importantes a cada dia que passa, pois são matéria prima de princípios ativospara medicamentos. Quanto à carne salgada e seca ao ar, esta é uma das tecnologiasmais antigas para conservar alimentos.Um dos produtos mais conhecidos pelos resíduos que se acumulam no solo é o DDT.A agricultura “orgânica” é benéfica à nossa saúde e ao ambiente, pois a produção éfeita sem aditivos sintéticos, o que evita o acúmulo de resíduos tóxicos. Os despejosde resíduos industriais estão entre os problemas mais sérios que a sociedade enfrentana atualidade. Se há indústrias próximas de sua casa, procure conhecer quais são oscomponentes de seu lixo e das águas que despejam. Anote tudo e procure saber juntoaos órgãos do governo se há riscos de contaminação, de que tipos são e se a empresaestá cumprindo as exigências legais para o seu funcionamento.

Parâmetros de Potabilidade

Parâmetros Unidade de medidaPortaria 36 – Ministérioda Saúde (19/01/1990)

I – Químicos

Chumbo (Pb) mg/L ou ppm 0,05

Mercúrio (Hg) mg/L ou ppm 0,001

II – Microbiológicos

Coliformes fecais N.o

/ 100mL 0

56

Selecionar testes de controle, parâmetros ou critériospara a comparação de materiais e produtos, tendo emvista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhadorou a qualidade de vida.

(QUÍMICA)



A tabela de parâmetros de potabilidade nos informa as concentrações máximaspermitidas de coliformes fecais (bactérias normalmente encontradas no instestino de

animais de sangue quente, como o homem), de chumbo e de mercúrio, na água, paraque ela seja considerada potável.Isso significa dizer que a água extraída de uma determinada fonte que apresenta0,10mg de chumbo em cada dois litros de água é considerada potável. Isso porque aconcentração desse metal nessa água continua sendo de 0,05mg/L.

Para obter esse líquido vital, as sociedades modernas utilizam-se cada vez mais dotratamento de água para tornar potável a água de rios, igarapés e açudes.Isso ocorre porque é bastante difícil obter, por meios naturais, água potável em grandequantidade, de fácil obtenção e que exista em locais estratégicos para facilitar suadistribuição para toda a população de uma determinada região. Portanto, para se terágua potável em quantidade suficiente, o caminho mais usado, atualmente, é o

tratamento.

Tratamento da águaO tratamento da água de uma cidade é feito em várias etapas.

Peneiração – impede que peixes, latas, paus e outros objetos de proporçõessignificativas entrem na instalação.

Pré-cloração – adiciona-se cloro (Cl2) para matar micro-organismos.

Floculação – a adição de sulfato de alumínio, Al2(SO4)3, e hidróxido de cálcio,Ca(OH)2, produz uma substância insolúvel, o hidróxido de alumínio, Al(OH)3, queagrega as partículas sólidas em suspensão, formando flocos.

Decantação – as partículas sólidas sedimentam.

Filtração – o filtro de areia retém as partículas sólidas remanescentes.

Pós-cloração – a concentração de cloro é ajustada de modo a manter na águauma quantidade residual desse poderoso agente desinfetante.

Aeração, controle da acidez e fluoretação (adição de íon F–

, para reduzir cáriedentária) são tratamentos opcionais.

57



Critérios para comparação de materiais

AlumínioO alumínio é o segundo metal mais leve encontrado na natureza e o mais

abundante na crosta terrestre e é bastante útil em nossos dias, sendo utilizado parafabricar desde embalagens (latas de refrigerante e cerveja), janelas, portas e fioselétricos até fuselagens de aviões, devido a suas propriedades químicas e físicasconhecidas, atualmente, como — maleabilidade (capacidade de se deixar deformar,moldar, por ação mecânica: martelada ou prensagem); ductilidade (capacidade de sedeixar esticar, sem partir); resistência à corrosão (não se deteriora com facilidade: não“enferruja”); capacidade de formar ligas metálicas (misturas entre metais); boacondutividade térmica (permite que o calor flua com facilidade através dele); ótimacondutividade elétrica (permite que a eletricidade flua através dele com facilidade);baixo custo de produção (se comparado a outros metais com propriedades seme-lhantes), entre outras.

Propriedades Vantagens

Leveza

Setor de transporte: se um veículo é fabricado com peças dealumínio ou de ligas de alumínio (como a carroceria, porexemplo), ele se torna mais leve e proporciona menorconsumo de combustível e menor desgaste de partes comopneus, lubrificantes, como componentes da suspensão, dosfreios, do motor, do câmbio e da transmissão.

Setor de embalagem: embalagens feitas de alumínio (como aslatas de refrigerante e cerveja), proporcionam economia nocusto de transporte, visto que permitem transportar maisprodutos com menos peso, quando comparadas comembalagens de aço (flandres) e de vidro, por exemplo.

Resistência àcorrosão

Setor de transporte: aumenta a durabilidade das peças feitasem alumínio, uma vez que o alumínio não se deteriora comfacilidade (não “enferruja”).Setor de embalagem: aumenta a durabilidade da embalagem,por não se deteriorar (não “enferrujar”) com facilidade e nãoalterar o sabor do alimento.

Maleabilidade

Setor de transporte: o alumínio é mais maleável que o aço e,portanto, é mais facilmente moldado, permitindo, assim, ummelhor acabamento das peças fabricadas com ele.Setor de embalagem: embalagens feitas de alumínio são maisfacilmente moldadas, permitindo, assim, um melhoracabamento. Não quebram.

Condutividadetérmica

Setor de transporte: radiadores fabricados em alumíniopermitem uma rápida dissipação do calor e, conse-quentemente, o motor esfria mais depressa.Setor de embalagem: embalagens feitas de alumínio, e que

vão à geladeira, gelam mais rápido e, com isso, reduzem oconsumo de energia elétrica em cerca de 15%.

58



Essas e outras propriedades de alumínio são vantajosas não só para os setores detransporte e embalagem, mas para vários outros setores industriais, como o de

utilidades domésticas.Três fatores que fizeram a indústria de refrigerantes e cervejas a trocar as latas

feitas de folhas de flandres (aço) por latas de alumínio são, por exemplo: a leveza, amaleabilidade e a resistência à corrosão. Duas propriedades do alumínio que podemfazer você trocar o ferro pelo alumínio, na hora de fabricar portões: leveza e resistênciaà corrosão.

O programa R3

O programa dos 3Rs consiste na– redução do consumo e desperdício;

– reutilização de resíduos;– reciclagem.

Redução do consumo e desperdícioO melhor seria não gerar lixo, o que nem sempre é viável, pois o modelo de vida

atual é pautado pela produção e pelo consumo, que têm como conseqüência a gera-ção de resíduos.

A geração pode ser minimizada, rejeitando-se por exemplo, os produtos cominvólucros múltiplos (às vezes desnecessários), dando preferência a embalagens retor -náveis em detrimento às descartáveis, diminuindo desperdícios dentro de casa.

Reutilização de resíduosA reutilização de resíduos nas nossas casas é limitada, mas o número de opçõescresce com relação a resíduos industriais e agrícolas. Por exemplo, recipientes de vidrosão relativamente fáceis de serem limpos, esterilizados e reutilizados. Uma tonelada devidro reutilizada várias vezes como frascos produz uma economia equivalente a 117barris de petróleo. O que uma pessoa classifica como resíduo pode ser matéria-primapara outra. Aquilo que é considerado um resíduo hoje pode não sê-lo amanhã.

ReciclagemA reciclagem consiste na separação de materiais e no processamento desses

materiais para uso como matéria-prima na manufatura de bens, feitos anteriormente

apenas com matéria-prima virgem.ExemploA obtenção do metal alumínio a partir do minério bau xita (Al2O3 . 2H2O) consome

grande quantidade de energia elétrica.

eletrólise2Al2O3 → 4Al + 3O2energia

A reciclagem das embalagens de alumínio consome uma quantidade de energia91% menor.

A reciclagem diminui a quantidade de lixo a ser ater rado, economiza energia,preserva os recursos naturais, diminui a poluição do ar e das águas.

Para obter 1 tonelada de alumínio, utilizam-se quase 4 toneladas de bauxita, quesão retiradas do subsolo.

59



Em nosso planeta a quantidade de água está estimada em 1,36 x 106

trilhões de toneladas. Desse total, calcula-se que cerca de 95% são deágua salgada e dos 5% restantes, quase a metade está retida nos pólos

e geleiras.O uso de água do mar para obtenção de água potável ainda não é realidade em largaescala. Isso porque, entre outras razões,a) o custo dos processos tecnológicos de dessalinização é muito alto.b) não se sabe como separar adequadamente os sais nela dissolvidos.c) comprometeria muito a vida aquática dos oceanos.d) a água do mar possui materiais irremovíveis.e) a água salgada do mar tem temperatura de ebulição alta.

No Brasil, mais de 66 milhões de pessoas beneficiam-se hoje doabastecimento de água fluoretada, medida que vem reduzindo, emcerca de 50%, a incidência de cáries. Ocorre, entretanto, que profis-

sionais da saúde muitas vezes prescrevem flúor oral ou complexos vitamínicos comflúor para crianças ou gestantes, levando à ingestão exagerada da substância. Omesmo ocorre com o uso abusivo de algumas marcas de água mineral que contêmflúor. O excesso de flúor – fluorose – nos dentes pode ocasionar desde efeitos estéticosaté defeitos estruturais graves.Foram registrados casos de fluorose tanto em cidades com água fluoretada pelospoderes públicos como em outras, abastecidas por lençóis freáticos que naturalmentecontêm flúor.

(Adaptado da Revista da Associação Paulista de

Cirurgiões Dentistas – APCD, vol. 53, nº.1)

Com base nesse texto, são feitas as afirmações abaixo.I. A fluoretação da água é importante para a manutenção do esmalte dentário,

porém não pode ser excessiva.II. Os lençóis freáticos citados contêm compostos de flúor, em concentrações

superiores às existentes na água tratada.III. As pessoas que adquiriram fluorose podem ter utilizado outras fontes de flúor além

da água de abastecimento público, como, por exemplo, cremes dentais e vitaminascom flúor.

Pode-se afirmar que, apenas:

a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta.d) I e III são corretas. e) II e III são corretas.



60

A água potável pode ser obtida a partir da água do mar por processos como adestilação e a osmose reversa, porém o custo desses processos tecnológicos dedessalinização é muito alto.Resposta: A

Comentário



Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece osveículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (emvolume). As densidades desses componentes são dadas na tabela.

Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitosde venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto emcada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo:

A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustíveladequado somente os postos

a) l e ll. b) I e III. c) II e IV. d) lII e V. e) IV e V.

Posto Densidade (g/L)

I 822

II 820

III 815

IV 808

V 805

Substância Densidade (g/L)

Água 1000

Álcool 800


61

I) CertaA concentração de fluoreto não deve ser excessiva na água de abaste-cimento público, de acordo com o texto apresentado, e é importante namanutenção do esmalte dentário.

II) Errada

O texto não cita a relação entre as concentrações de fluoreto na águatratada e em lençóis freáticos.

III) Certa

De acordo com o texto as pessoas podem adquirir fluorose por uso abusivode vitaminas com fluoreto e cremes dentais.

Resposta: D

Comentário



No verão de 2000 foram realizadas, para análise, duas coletas do lixodeixado pelos freqüentadores em uma praia no litoral brasileiro. O lixofoi pesado, separado e classificado. Os resultados das coletas feitas

estão na tabela a seguir.


62

Admitindo 1L de álcool hidratado, teremos 0,96L de álcool (96%) e 0,04L de água(4%).

– Cálculo da massa de álcool:

dálcool = 800g/L =

– Cálculo da massa de água:

dágua =

1000g/L =

– Cálculo da densidade da mistura (álcool hidratado):

dálcool hidratado =

dálcool hidratado =

Comparando o valor da densidade do álcool hidratado (96%) com as amostras,apenas IV e V apresentam uma porcentagem de água menor ou igual a 4%

Resposta: E

mágua = 40g

dálcool hidratado = 808g/L

768g + 40g––––––––––––

1L

málcool hidratado–––––––––––––Válcool hidratado

mágua––––––––

0,04L

mágua–––––––

Vágua

málcool––––––––

0,96L

málcool = 768g

málcool––––––––

Válcool

Comentário

Densímetro digital.



Adaptado de Ciência Hoje

Embora fosse grande a venda de bebidas em latas nessa praia, não se encontrou aquantidade esperada dessas embalagens no lixo coletado, o que foi atribuído àexistência de um bom mercado para a reciclagem de alumínio. Considerada essa

hipótese, para reduzir o lixo nessa praia, a iniciativa que mais diretamente atende àvariedade de interesses envolvidos, respeitando a preservação ambiental, seria

a) proibir o consumo de bebidas e de outros alimentos nas praias.b) realizar a coleta de lixo somente no período noturno.c) proibir a comercialização apenas de produtos com embalagem.d) substituir embalagens plásticas por embalagens de vidro.e) incentivar a reciclagem de plásticos, estimulando seu recolhimento.

DADOS OBTIDOS

(em área de cerca de 1900 m2)

COLETA DE LIXO 1.ª coleta 2.ª coleta

PESO TOTAL 8,3 kg 3,2 kg

Itens de Plástico 399 (86,4%) 174 (88,8%)

Itens de Vidro 10 (2,1%) 03 (1,6%)

Itens de Metal 14 (3,0%) 07 (3,6%)

Itens de Papel 17 (3,7%) 06 (3,0%)

NÚMERO DE PESSOASNA PRAIA

270 80

63

Para reduzir o lixo nessa praia, a iniciativa que mais diretamente atende à variedadede interesses envolvidos, respeitando a preservação ambiental, seria incentivar areciclagem de plásticos, estimulando seu recolhimento.Resposta: E

Comentário



Nesta habilidade vamos estudar a geração de energia elétrica nosdiversos tipos de usinas.

1. Usina hidrelétricaNeste tipo de usina a água é represada armazenando energia potencial gravi-

tacional (mgH). A queda da água transforma a energia potencial gravitacional emenergia cinética que vai movimentar as pás da turbina provocando a sua rotação.

A energia de rotação das turbinas é transformada em energia elétrica por meio do

fenômeno de indução eletromagnética (Lei de Faraday). As linhas de transmissãotransmitem essa energia elétrica até nossas residências.

A potência teórica que a usina hidrelétrica pode fornecer, desprezando-se asperdas é calculada como se segue:

Pot = =

m = µ Vol (densidade x volume)

Pot = µ g H ⇒ = Z (vazão) ⇒

Figura para os exercícios 1 e 2.Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada nageração de eletricidade.

Água

hGeradorGerador

Turbina

Torre detransmissão

m = massa de água

H = altura de queda

g = módulo da aceleração da gravidade

∆t = intervalo de tempo

τpeso–––––∆t

mgH_____∆t

Vol___∆t

Vol___∆t

Pot = µZgH

64

Identificar etapas em processos de obtenção, transfor-mação, utilização ou reciclagem de recursos naturais,energéticos ou matérias-primas, considerando proces-sos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

Competência de área 3 – Associar intervenções que

resultam em degradação ou conservação ambientala processos produtivos e sociais e a instrumentosou ações científico-tecnológicos.

(FÍSICA)



Analisando-se o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:

a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a tempe ratura da turbina.b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinéti ca da água.c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia.Considere duas delas:

I. cinética em elétricaII. potencial gravitacional em cinética

Analisando-se o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectiva -mente, entre:

a) I – a água no nível h e a turbina, II – o gerador e a torre de distribuição.b) I – a água no nível h e a turbina, II – a turbina e o gerador.c) I – a turbina e o gerador, II – a turbina e o gerador.d) I – a turbina e o gerador, II – a água no nível h e a turbina.e) I – o gerador e a torre de distribuição, II – a água no nível h e a turbina.

A eficiência de uma usina hidrelétrica, é da ordem de 0,9, ou seja, 90%da energia da água no início do processo se transforma em energiaelétrica. A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência ins-

talada de 512 milhões de watts, e a barragem tem altura de aproximadamente 120m.A vazão do Rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de:

a) 5 . 101 b) 5 . 102 c) 5 . 103 d) 5 . 104 e) 5 . 105




65

Trata-se de uma usina hidrelétrica, que transforma, através de processossucessivos, energia potencial da água represada em energia elétrica.

Resposta: B

Comentário

Na usina hidrelétrica a energia potencial gravitacional da água é transformadaem energia cinética antes de chegar às turbinas; as turbinas recebem energiacinética da água e, através de um processo eletromagnético ocorrido nos

geradores, a energia mecânica é transformada em elétrica e, em seguida,enviada às torres de distribuição.Resposta: D

Comentário



2. Usina termelétricaNas usinas termelétricas as turbinas são acionadas por vapor obtido pelo

aquecimento da água.

Nas modernas termelétricas a energia térmica é obtida pela combustão docarvão mineral.

O gás natural também é uma boa opção para substituir o carvão mineral.O vapor d’água em sua expansão, ao receber energia térmica, realiza trabalho

movendo as turbinas e a geração de energia elétrica ocorre mais uma vez por meio dofenômeno de indução eletromagnética analogamente às usinas hidrelétricas.

A turbina a vapor esquematizada na figura é uma máquina térmica que converte aenergia de um combustível em energia mecânica.

A substância de operação é a água que, durante o processo, passa do estado líquidopara o de vapor e vice-versa.


66

A potência que podemos retirar de uma queda d’água é dada por: τpeso m g H

Pot = –––––– = –––––––∆t ∆t

µágua . Vol . g Hm = µágua . Vol ⇒ Pot = ––––––––––––––

∆t

= Z (vazão) ⇒

No caso o rendimento da operação, segundo o texto, é 0,9. A potência útilinstalada é dada por:

Potu = η Pot = 0,9 µa Z g H

Dados: Potu = 512 . 106 W = 5,12 . 108W

H = 120m

Constantes conhecidas: µa ≅ 1,0 . 103 kg/m3

g ≅ 10m/s2

Portanto: 5,12 . 108 = 0,9 . 1,0 . 103 . Z . 10 . 120

Z ≅ 474 m3 /s

Como 1 m3 = 103, vem:

Z ≅ 474 . 103 /s ⇒

O valor mais próximo, dentre os apresentados, é 5 . 105 /s.

Resposta: E

Vol––––

∆t

Z ≅ 4,74 . 105 /s

Pot = µa Z g H

Comentário



68

De acordo com o próprio texto, temos:

Resposta: B

CD: transformação isobárica comredução de volume em virtude dacondensação do vapor.

DA: transformação isométrica coma compressão da água até igualar apressão inicial na caldeira.

p

A

D

V

p

V

D C

BC: transformação adiabática com

aumento de volume (expansão dovapor) e redução de pressão

AB → transformação isobárica com

aumento de volume

p

V

C

B

p

A B

V

Comentário

3. Usinas termonuclearesAs usinas termonucleares nada mais são do que uma modalidade de usina

termelétrica que usam a energia nuclear como fonte de energia para gerar a energiatérmica necessária para o acionamento mecânico das turbinas do gerador de energiaelétrica.No reator nuclear o urânio sofre, de modo controlado, processos de fissão em que onúcleo do átomo é quebrado originando dois núcleos menores com liberação degrande quantidade de energia térmica.

A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode serutilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por

sua vez, será convertida em energia elétrica. A seguir está repre sentadoum esquema básico de uma usina de energia nuclear.




A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações:

I) a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a altapressão, aciona a turbina.

II) a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamenteao gerador para produção de energia elétrica.

III) a água depois de passar pela turbina é preaquecida no condensador e bombeada

de volta ao reator.

Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s):

a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III.

69

I) CorretaA energia térmica liberada no processo de fissão nuclear é utilizada paraferver a água pois a vaporização é um processo endotérmico. O vapor pro-duzido, sob alta pressão, aciona a turbina.

II) CorretaA turbina é acionada pelo vapor de água, adquirindo energia cinética derotação. Esta é transformada em energia elétrica no gerador em virtude dofenômeno de indução eletromagnética.

III) IncorretaNo condensador, o vapor de água, resfria, condensa, e a água resultante dacondensação também resfria. O calor foi cedido para a água fria que foiretirada do rio. A seguir, a água é bombeada de volta ao reator e o processorecomeça.

Resposta: D

Comentário



70

4. Usina eólica

As usinas eólicas usam como fonte de energia, para acionar as turbinas, a energiacinética associada aos ventos.A potência P que podemos obter de um gerador cólico pode ser calculado pela

expressão.µ = densidade do arA = área das placas rotativasV = módulo da velocidade do vento

(PISA) – Enunciado para as exercícios de 6 a 9.

Muitas pessoas consideram que a energia eólica é uma fonte de energia que podesubstituir os geradores de eletricidade alimentados pela queima de carvão ou de

petróleo. As estruturas visíveis na fotografia seguinte são moinhos de vento cujas pássão postas em movimento pelo vento. A rotação das pás permite que os geradoresinstalados nos moinhos produzam energia elétrica.

Os gráficos seguintes apresentam a velocidade média do vento ao longo do ano, emquatro locais diferentes. Qual dos gráficos se refere ao local mais apropriado para ainstalação de moinhos de vento?

Velocidade

do

vento

(kn/h) b)

Velocidade

do

vento

(kn/h) d)

Velocidade

do

vento

(kn/h)

Janeiro Dezembro

a)

Velocidade

do

vento

(kn/h) c)

Ve

locidade

do

v

ento

(kn/h) e)

0 0

0

0

0

Janeiro Dezembro

Janeiro

Janeiro

Dezembro

Dezembro

Janeiro Dezembro


µ A V3

P = ––––––2



Quanto mais forte for o vento, mais depressa giram as pás do moinho de vento e, porisso, mais energia elétrica é produzida. No entanto, numa situação real, não há umarelação direta entre a velocidade do vento e a quantidade de eletricidade produzida.Apresentam-se, em seguida, quatro exemplos de condições reais de funcionamentode uma central eólica.

• As pás começam a girar quando o vento atinge a velocidade V1.• Por razões de segurança, a rotação das pás não acelera mais quando a velocidade

do vento ultrapassa o valor V2.• A potência elétrica gerada atinge um valor máximo (W) quando a velocidade do

vento é V2.• As pás cessam de girar quando a velocidade do vento atinge o valor V3.

Qual dos gráficos seguintes representa melhor a relação entre a velocidade do ventoe a potência elétrica gerada nestas condições de funcionamento?


W

0 V1 V2 V3

Velocidade do vento

V1 V2 V3

Velocidade do vento

Potência

W

0

Potência

W

0 V1 V2 V3

Velocidade do vento

V1 V2 V3

Velocidade do vento

Potência

W

0

Potência

W

0 V1 V2 V3

Velocidade do vento

Potência

a) b) c)

d) e)

71

O local mais adequado é aquele em que a velocidade média do vento épraticamente constante e de intensidade elevada.Resposta: C

Comentário

1) Para V V1, temos Pot = 0 (b, c e e)

2) Para V2 V V3 a potência permanece constante (b e e)

3) Para V > V3, temos Pot = 0 (b)

Resposta: B

Comentário



Para uma mesma velocidade do vento, quanto maior for a altitude mais devagar rodamas pás dos moinhos de vento.Qual das razões seguintes explica melhor o motivo pelo qual as pás dos moinhos devento giram mais devagar, em lugares elevados, para a mesma velocidade do vento?

a) O ar é menos denso à medida que a altitude aumenta.b) A temperatura é mais baixa à medida que a altitude aumenta.c) A gravidade diminui à medida que a altitude aumenta.d) Chove com mais frequência à medida que a altitude aumenta.e) O ar é mais denso à medida que altitude aumenta.

Em relação a vantagens e desvantagens da produção de energia pelos moinhos devento, quando comparada com a produção de energia a partir de combustíveis fósseis

como o carvão e o petróleo, assinale a opção correta.

a) A energia gerada pelo carvão e pelo petróleo polui me nos o ambiente.b) A energia eólica é uma energia limpa (não polui o ambiente) e é inesgotável.c) A energia gerada pelo carvão e pelo petróleo é inesgotável.d) A quantidade de energia fornecida por um gerador eólico é muito maior que a

fornecida a partir do petróleo.e) A energia fornecida por um gerador eólico é a mesma durante todo o ano.

Uma usina eólica transforma a ener gia cinética dos ventos em energia elétrica. A potência P de um gerador eólico é dada pela expressão:

µ = densidade do ar; A = área das placas rotativas; V = módulo da velocidade do vento

Considere o gráfico a seguir que fornece a evolução do custo de cada kWh da energiaelétrica gerada em usinas eólicas no decorrer dos anos.


µ A V 3P = ––––––––

2



72

O único incoveniente de um gerador eólico, em relação ao meio ambiente, é apoluição sonora.

Resposta: B

Comentário

A energia cinética associada ao vento, além de depender de sua velocidade,depende de sua densidade. Quanto mais denso for o ar, maior a massa de ar

que aciona as pás dos moinhos e maior a respectiva energia cinética Ec = .Resposta: A

mV2

––––2

Comentário



Obtenção ou Produção de Substâncias Químicas

1. Cloro – Cl 2Dentre os halogênios, o cloro é o de maior aplicação em diferentes indústrias,

apresentando também maior produção e consumo, o que o torna um dos produtosmais importantes na indústria química, conjuntamente com o ácido sulfúrico, a amôniae a soda cáustica.

Nas condições ambiente, o cloro (Cl2) é um gás. Por isso, ao lermos a propaganda“temos cloro líquido” – muito comum em lojas de materiais para piscina – devemosentender que o produto anunciado é o cloro gasoso dissolvido em água.

A obtenção industrial do cloro, Cl2, é feita por meio da eletrólise do cloreto desódio, NaCl, e do cloreto de magnésio, MgCl2, fundidos.

2. Hidróxido de sódio – NaOHO hidróxido de sódio, também chamado de soda cáustica, é um sólido branco, de

ponto de fusão 318°C, muito tóxico e corrosivo e bastante solúvel em água.É uma das bases mais usadas pela indústria química, servindo na preparação de

compostos orgânicos (sabão, seda artificial, celofane etc.), na purificação de óleosvegetais, na purificação de derivados do petróleo, na fabricação de produtos paradesentupir pias etc.

É produzido, industrialmente, por eletrólise de soluções aquosas de NaCl:

H2O2NaCl

→ 2Na+ + 2Cl –

catodo: 2H2O + 2e–→ H2 + 2OH–

anodo: 2Cl –→ 2e– + Cl 2

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2NaCl + 2H2O → H2 + Cl 2 + 2Na+ + 2OH–

∆

NaCl → Na+ + Cl –

catodo: Na+ + e–→ Na

anodo: Cl –→ e– + ½ Cl 2

74

Identificar etapas em processos de obtenção, transfor-mação, utilização ou reciclagem de recursos naturais,energéticos ou matérias-primas, considerando proces-sos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.

(QUÍMICA)



3. Ácido sulfúrico: H2SO4

O ácido sulfúrico é o produto químico mais utilizado na indústria; por issocostuma-se dizer que o consumo de ácido sulfúrico mede o desenvolvimento industrialde um país.

Os principais usos do ácido sulfúrico são: na produção de fertilizantes, em bateriaisde automóveis, detergentes, etc.

O ácido sulfúrico é produzido industrialmente pelo processo de contato, de acordocom as seguintes etapas.

4. Ácido nítrico: HNO3O ácido nítrico é um líquido incolor, muito tóxico e corrosivo. É muito solúvel em

água e, com o tempo e a influência da luz, sua solução fica avermelhada devido àdecomposição do HNO3 em NO2.

O ácido nítrico é usado na produção de compostos orgânicos (explosivos, corantes,medicamentos etc.) na produção de fertilizantes agrícolas etc.

Industrialmente, o ácido nítrico é preparado a partir do NH3, segundo as etapas.

5. Amônia: NH3Amônia é um gás que dissolvida em água produz hidróxido de amônio.

O NH3 é preparado por síntese direta (processo de Haber-Bosch).

É usado em limpeza doméstica, como fertilizante agrícola, na fabricação de HNO3e na produção de compostos orgânicos.

Metalurgia

1. Litosfera ou crosta terrestreÉ a camada sólida mais externa, com profundidade de até 30km.É nela que vivemos e é sobre ela que se encontram os rios, lagos e oceanos.O oxigênio e o silício são os elementos mais abundantes na crosta terrestre

(O > Si > Al > Fe > Ca).O metal mais abundante na crosta terrestre é o alumínio.

N2

+ 3H2

→ 2NH3

NH3 + H2O → NH4OH

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

2NO + O2→ 2NO2

3NO2 + H2O→

2HNO3 + NO

S + O2 → SO2

2SO2 + O2 → 2SO3

H2O + SO3 →

H2SO4

75



Minerais são as substâncias presentes naturalmente na crosta terrestre.Alguns minerais podem ser aproveitados pela indústria, que os emprega como

matéria-prima na fabricação de produtos necessários ao homem.Minério é o nome dado a um mineral cuja extração é economicamente viável.

A tabela a seguir mostra alguns minérios e as substâncias que podem ser obtidasa partir deles.

2. MetalurgiaÉ o conjunto de operações que visa obter um metal a partir do minério

correspondente.Habitualmente, os processos metalúrgicos percorrem as seguintes etapas:• extração do minério;• purificação do minério;• redução do minério para que o metal seja obtido;• refinação do metal para aumentar seu grau de pureza• formação de ligas metálicas, se necessário.

3. Metalurgia do alumínioPrincipais etapas da metalurgia do alumínio:

Obtenção do Al

→ →

O alumínio vem ganhando cada vez mais destaque em nossa civilização, sendousado para a fabricação de panelas, portões, janelas, boxes para banheiro, antena deTV, etc.

A obtenção do alumínio é um processo que consome muita energia elétrica.Entretanto, parte do que é produzido, após a utilização, é reciclado.

Quando exposto ao ar, o alumínio reage com o oxigênio formando uma película

fina de Al2O3. Essa película fica aderida ao alumínio, impedindo a continuação daoxidação.

Eletrólise ígneaAl 3+ + 3e–

→ Al

Purificaçãoda bauxita

Extraçãoda bauxita

Al 2O3 . nH2O

Minério Substância principal Substância extraída

Hematita Fe2O3 Fe

Bauxita Al

2

O3

. nH2

O Al

Calcosita Cu2S Cu

Cassiterita SnO2 Sn

Calcário CaCO3 CaO(cal)

76



4. Metalurgia do cobre

Principais etapas da metalurgia do cobre: Obtenção do Cu

→ →

O cobre metálico apresenta duas aplicações importantes. Uma delas é na fa -bricação de ligas, como por exemplo, o latão (Cu + Zn) e o bronze (Cu + Sn); na outraatua como condutor elétrico.

5. Siderurgia: a metalurgia do ferro

O processo metalúrgico do ferro recebe o nome particular de siderurgia e, demodo geral, obedece aos seguintes procedimentos:• Colocação de minério de ferro (Fe2O3), calcário (CaCO3) e coque (C) no topo

de um alto-forno.• Queima do coque (C + ½O2 → CO).Essa etapa produz calor para o processo e forma gás CO (redutor siderúrgico),

que reage com os óxidos de ferro em diferentes temperaturas.

Equação global:

O ferro que sai diretamente do alto-forno contém cerca de 5% de carbono, émuito quebradiço e chama-se ferro-gusa.

Esquema de um alto-forno siderúrgico

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2ferro-gusa

Ferro-gusa

Escória líquida

ar ar

Fe OC

CaCO

2 3

3 CO2

Ustulação dacalcosita

Cu2S + O2 →

2Cu + SO2

Purificaçãoda calcosita

Extraçãoda calcosita

Cu2S

77



O aço (liga metálica mais usada na nossa civilização), com cerca de 0,5 a 1,5% decarbono, é obtido pela reação do ferro-gusa com gás O2.

O2 O2 → →

O ferro-doce é usado na fabricação de eletroímã.

Observações:• O calcário, que se decompõe em CaO e CO2, é utilizado para retirar impurezas

do minério (Fe2O3).

• Os produtos dessas reações constituem a escória que fica flutuando no ferro-gusa.

Fontes de Compostos Orgânicos I

Carvão Mineral – Madeira

1. Origem do carvão mineralO carvão mineral é uma mistura

de um grande número de substâncias

orgânicas, e sua composição e estruturadependem das condições às quaisesteve sujeito durante centenas demilhões de anos.

O carvão mineral é proveniente devegetais terrestres soterrados hámilhares de anos.

Vegetaismuito tempo

terrestres → carvão mineral(árvores)

2. Tipos de carvãomineralO calor e a pressão começaram a

provocar transformações nessa massavegetal, originando o carvão mineral.Com o decorrer do tempo, substânciasvoláteis foram eliminadas (CH4, CO2,H2O, etc) aumentando o teor decarbono e esse depósitos receberamnomes diferentes de acordo com teor

de carbono:

CaO + SiO2 →

CaSiO3

CaO + Al 2O3→ CaAl 2O4

Ferro-doce%C < 0,5%

Aço1,5% de C

Ferro-gusa5% de C

78

Ventilador parainjetar ar

Elevador

Aqui o carvãoé lavado e

pesado

Carro

pronto

para

subir

Carroprontoparasubir



milhões de anos →

eliminação de H, O e outros elementos na forma de gases →

aumento de teor de carbono →

A tabela a seguir apresenta algumas características, em valores aproximados,referentes aos diferentes tipos de carvão.

3. Carvão mineral como fonte de combustíveisUma vez que o carvão mineral possui alto teor de carbono, ele é um excelente

combustível. A combustão completa do carvão pode, de forma simplificada, ser equa-cionada quimicamente como:

Com o advento do petróleo e seus derivados, que passaram a ser largamenteempregados no século XX, o uso do carvão mineral como combustível declinou. Ele émais difícil de usar que o petróleo e sua queima polui significativamente o ar comdióxido de enxofre (SO2), resultado da combustão do enxofre nele presente ecompostos de enxofre como a pirita. (FeS2).

Em minas de carvão também, é comum ocorrer despreendimento de CH4, que

juntamente com o O2 do ar, forma uma mistura altamente explosiva chamada degrisu.

C(s) + O2(g) → CO2(g)

2FeS2 + 11/2O2 → Fe2O3 + 4SO2 (ustulação da pirita)

característica turfa linhitohulha (carvãobetuminoso)

antracito

densidade(kg/m3)

1.0001.000 a1.300

1.200 a 1.500 1.300 a 1.700

carbono (%) 55 65 a 75 75 a 90 90 a 94

hidrogênio (%) 6 5 4,5 a 5,5 2 a 4

oxigênio (%) 33 25 3 a 11 4 a 8

poder calorífico(cal/g)

4.000 a 5.700 ≤ 5.700 5.700 a 8.100 8.200 a 9.200

madeira turfa linhito hulha antracito grafita

teor decarbono

50% 60% 70% 80% 90% 100%

79



4. Carvão mineral como

fonte de compostos orgânicosUtiliza-se a hulha por apresentar a maior quantidade de compostos orgânicos.A hulha é aquecida em torno de 1000°C (destilação seca) na ausência de oxigênio

conforme o esquema a seguir:

São obtidas as seguintes frações:

I) gás de rua ou gás de iluminaçãoA mistura gasosa é aproveitada como combustível (H2, CH4, CO, CO2, C2H6...)

II) águas amoniacaisMistura líquida contendo sais de amônio (NH4NO3, (NH4)2SO4...) usada na

fabricação de fertilizantes.

III) alcatrão da hulhaTrata-se de uma mistura líquida oleosa e escura formada por inúmeros compostos

aromáticos, por exemplo:

IV)carvão coque (maior quantidade)

Resíduo sólido rico em carbono usado na siderurgia, gás d’água, carbureto, etc...

C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)

gás d’água

CH3 OH CH3

OH

Líquidos

aquecimento

Gases

Resíduosólido

80



Fluxograma da destilação seca da hulha

A exploração das minas de carvão envolve consideráveis riscos aos operários(desabamentos e doenças pulmonares são os principais). Em minas de carvão tambémé comum ocorrer desprendimento de metano (combustível) que, juntamente com oO2 do ar, forma uma mistura altamente explosiva chamada grisu (basta uma faíscapara provocar a explosão).

5. Destilação seca da madeira

A madeira (50% de C) é constituída por muitas substâncias, entre as quais acelulose [(C6H10O5)] é uma das mais importantes.

A destilação seca da madeira (a 400°C, fora do contato do ar) produz as seguintesfrações:

a) gases: CO, CO2, CH4, H2, C2H6 etc.;b) ácido pirolenhoso: água, ácido acético, álcool metílico, acetona etc.;c) alcatrão de madeira: mistura de compostos orgânicos contendo inclusive

compostos de cadeia cíclica não aromático;d) carvão de madeira.Como o álcool metílico ou metanol era antigamente produzido pelo aquecimento

da madeira ele é também chamado de álcool da madeira.

Fontes de Compostos Orgânicos II

– Petróleo e Gás Natural

1. Formação do petróleo

O petróleo tem sua origem em pequenos animais marinhos, plâncton e vegetaçãotípica de regiões que foram soterrados há milhões de anos. Pela ação de micro-or-ganismos, da pressão, do calor e do tempo, essa matéria orgânica foi transformada empetróleo e gás natural (principal componente: metano).

hulha

1 tonelada

Destilaçãoseca

Sólido Coque640kg

Siderurgia

Gases CombustívelH2, CO, CH4

300m3

FertilizantesÁguasamoniacais

2,5kg

Alcatrão

45L

Mistura decompostosaromáticos

81



Para separar as principais frações do petróleo, usa-se o processo de destilaçãofracionada.

A torre de destilação é uma coluna de aço inox cheia de obstáculos (bandejas)em seu interior e com saídas laterais.

O petróleo é aquecido acerca de 400°C para produzir uma mistura de vapores elíquido que entram na coluna de fracionamento. O vapor sobe pela coluna e vaicondensando em vários pontos ao longo da torre. A liquefação ocorre nas bandejasinstaladas no interior da torre.

As moléculas menores (hidrocarbonetos com baixos pontos de ebulição)conseguem contornar essas bandejas e chegar ao topo da torre. Moléculas (dehidrocarbonetos com ponto de ebulição mais altos) não conseguem chegar ao topo,isto é, liquefazem, acumulando-se nos diversos níveis da torre. As frações obtidas sãomisturas de hidrocarbonetos que apresentam pontos de ebulição próximos.

O esquema a seguir mostra a torre de fracionamento e as frações obtidas.

Pe

tróleo

bruto

Calor

Resíduo, inclui o piche e a cera para velas. Acima de 510°C

Óleos lubrificantes400°C a 510°C : 26C a 38C

Gasóleo leve, combustível diesel, fornos.235°C a 305°C : 13C a 17C

Querosene, combustível de aviões a jato, iluminação.175°C a 235°C : 12C a 16C

Gasóleo pesado, combustível para navios e fábricas.350°C a 400°C : 18C a 25C

Nafta, matéria-prima para produtos químicos.140°C a 175°C : 4C a 12C

Gasolina, combustível de automóveis, solvente.40°C a 140°C : 5C a 10C

Gás combustível engarrafado, uso doméstico e industrial Até 40°C 1C a 4CGLP: 3C e 4C

83



Importante: fração gasosa < gasolina < querosene < óleo

número de átomos de carbono aumenta →

Observação:• Piche ou betume – material escuro e pegajoso, em mistura com pedra, para

fazer o asfalto para pavimentação.

4. Indústria PetroquímicaÉ um dos ramos da indústria química que utiliza derivados do petróleo como

matéria-prima para a fabricação de novos materiais.A indústria petroquímica usa nafta (fração obtida da destilação do petróleo) que

por meio do cracking e de outros processos, transforma essa nafta em eteno, propeno,butadieno e benzeno etc, que são, em seguida, transformados, em um númeroenorme de produtos químicos.

Exemplo:

Conclusão: O petróleo é uma importante fonte de combustíveis e de matéria-prima para indústria.

Nota: A petrobrás anunciou no dia 8 de novembro de 2007 a descoberta de maior jazida de petróleo do Brasil (na camada pré-sal) que se estende do Espírito Santo atéSanta Catarina. O bloco tem potencial para aumentar em até 100% as reservasbrasileiras, calculadas em 14,4 bilhões de barris.

5. Gás NaturalA expressão "gás natural" indica uma mistura de hidrocarbonetos gasosos, de

baixa massa molecular, encontrada em rochas porosas no subsolo. Em média, temos:

O principal componente do gás natural é o metano (CH4).O gás natural é frequentemente encontrado acima do petróleo e devido à alta

pressão dissolvido no petróleo. O gás natural também pode ser encontrado emreservatórios nos quais a quantidade de petróleo é muito pequena ou até inexistente.(Bolivia).

O gás natural, após a extração, segue para a UPGN (Unidade de Processamentode Gás Natural).

gásnatural

compressão

gás processado: contém metano e etano

GLP (gás liquefeito de petróleo) contémpropano e butano

metano (70% a 99%)

etano, propano, butano, N2, CO2, H2S, Hegas natural

polietileno de baixa densidade → embalagens, sacos de leite etc

polietileno de alta densidade → frascos, brinquedos etc

óxido de etileno → poliéster, celofanes, detergentes industriais etc ...

etileno

84



O gás natural é cada vez mais utilizado como combustível, pois tem a vantagemde ser pouco poluente.

O GNV (gás natural veicular) já é usado, há vários anos, em algumas cidadesbrasileiras, como combustível automotivo.

O gás natural é matéria-prima na indústria química.Exemplo:

6. Biogása) Componentes do biogás: O biogás é uma mistura gasosa formada

principalmente de CH4, CO2 e H2S.b) Biodigestor anaeróbico: O biodigestor é um recipiente usado para a

produção de biogás, uma mistura de gases – principalmente metano – produzida porbactérias que digerem matéria orgânica em condições anaeróbicas (isto é, em ausênciade oxigênio).

c) Biomassa: A matéria orgânica (biomassa) usada para produzir o biogás ébagaço de cana, cascas de frutas, sobras de comida, fezes, urina, etc.

O principal componente da biomassa é a celulose, que se decompõeanaerobicamente da seguinte maneira:

Atenção:Essa reação ocorre nos pântanos, onde há vegetais submersos. Devido a esse fato,

o metano é chamado de gás dos pântanos.

7. GasolixoNos aterros sanitários o lixo e terra são depositados em camadas sucessivas,

propiciando a decomposição anaeróbica do material orgânico. A mistura gasosa, ricaem CH4, assim obtida, é denominada gasolixo.

Nota: Uma vaca, no pasto pode liberar por dia até 600 litros de gás metano,produzido pela presença de micro-organismos existentes em seu intestino. Esse fatocontribui para o aumento do efeito estufa.

Biocombustíveis

1. Obtenção do etanol – Fermentação alcoólica

Fermentação é a reação em que participam compostos orgânicos, catalisada porsubstâncias (enzimas ou fermentos), elaboradas por micro-organismos.

(C6H10O5)n + nH2O → 3nCH4 + 3nCO2

500°C, 15 atmCH4 + ½ O2 → CH3OHgás natural catalisadores metanol

Biomassabiodigestor

Biogás → combustível

Resíduo → fertilizante

85



As substâncias empregadas como matéria-prima na fabricação de álcool etílico,pelo processo de fermentação, são melaço de cana de açúcar, suco de beterraba,

cereais e madeira.

Fluxograma das etapas de produção de açúcar eetanol

Quando se extrai a sacarose (açúcar comum) do caldo de cana, obtém-se umlíquido denominado melaço, que contém ainda 30 a 40% de açúcar. Coloca-se omelaço em presença do lêvedo Saccharomyces cerevisiae, que catalisa a hidrólise da

sacarose.

A hidrólise da sacarose é chamada de inversão da sacarose. A sacarose, napresença de ácidos minerais, também sofre hidrólise.

O Saccharomyces cerevisiae elabora outra enzima, chamada zimase, que catalisaa transformação dos dois isômeros em álcool etílico (fermentação alcoólica).

Após a fermentação, o álcool é destilado, obtendo-se o álcool comum a 96° GLque corresponde à mistura de 96% de etanol e 4% de água, em volume.

O álcool comum é utilizado como: combustível, solvente para tintas, vernizes,perfumes etc e na obtenção de vários compostos orgânicos (ácido acético, etanal,éter etc).

2. BiodieselA necessidade de se encontrarem alternativas para o petróleo, uma fonte não

renovável, como principal matéria prima para obtenção de combustíveis, temestimulado as pesquisas sobre fontes renováveis, como, por exemplo, o biodiesel.

zimaseC6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 (fervura fria)

glicose ou etanol (álcool etílico)frutose

invertaseC12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6

sacarose glicose frutose

86

MOSTO DE FERMENTAÇÃO

PRODUTOFERMENTADO

ÁLCOOLETÍLICO

meio ácidodiluição fermentação destilação

CANA-DE- AÇÚCAR

GARAPA

moagem

centrifugaçãoconcentração

AÇÚCAR

MELAÇO



No Brasil, o biodiesel tem sido obtido a partir de óleos vegetais novos ou usados,ou gorduras animais através de um processo químico conhecido como

transesterificação ou alcoólise. No Brasil o álcool utilizado é o etanol. A reação detransesterificação pode ser representada

O produto final é constituído de duas fases líquidas imiscíveis.A fase mais densa é composta de glicerol, impregnada com excessos utilizados de

álcool, água e impurezas, e a menos densa é uma mistura de ésteres etílicos (biodiesel).O biodiesel pode ser usado puro ou misturado com diesel, não sendo necessária

nenhuma modificação nos motores.O biodiesel não contém enxofre em sua composição, portanto, o combustível do

biodiesel reduz emissão de gases poluentes.O biodiesel não é uma solução mágica, mas pode dar resultados. 40 bilhões de

litros é o consumo anual de óleo diesel no Brasil, que produz 38 bilhões de litros. 2%é o teor obrigatório de biodiesel a partir de 2008. Será de 5% a partir de 2013.

À produção industrial da celulose e de papel estão as sociados alguns problemas ambientais. Um exemplo são os odores característicos doscom postos voláteis de enxofre (mercaptanas) que se formam durante

a remoção da lignina da principal matéria-prima para a obtenção industrial das fibrascelulósicas que formam o papel: a madeira. É nos estágios de branqueamento que seencontra um dos principais problemas ambientais causados pelas indústrias decelulose. Reagentes como cloro e hipoclorito de sódio reagem com a lignina residual,levando à formação de compostos organoclo rados. Esses compostos, presentes naágua industrial, despe jada em grande quantidade nos rios pelas indústrias de papel,não são biodegradáveis e acumulam-se nos tecidos vegetais e animais, podendo levar a alterações genéticas.

Celênia P. Santos, et al. Papel: como se fabrica?In: Química nova na escola, nº 14,

nov./2001, p. 3-7 (com adaptações)

Para se diminuírem os problemas ambientais decorrentes da fabricação do papel, érecomendável

O O|| ||

H2C — O — C — R1 H2C — OH R1 — C — O — CH2 — CH3

O O|| NaOH ||

HC — O — C — R2 + CH3CH2OH→

HC — OH + R2 — C — O — CH2 — CH3

O O|| ||

H2C — O — C — R3 H2C — OH R3 — C — O — CH2 — CH3

gordura ou óleo glicerol biodiesel

R1, R2, R3 = cadeias carbônicas, de C7 a C23.


87



a) a criação de legislação mais branda, a fim de favo recer a fabricação de papelbiodegradável.

b) a diminuição das áreas de reflorestamento, com o intuito de reduzir o volume demadeira utilizado na obtenção de fibras celulósicas.

c) a distribuição de equipamentos de desodorização à população que vive nasadjacências de indústrias de produção de papel.

d) o tratamento da água industrial, antes de retorná-la aos cursos d’água, com oobjetivo de promover a degradação dos compostos orgânicos solúveis.

e) o recolhimento, por parte das famílias que habitam as regiões circunvizinhas, dos

resíduos sólidos gerados pela indústria de papel, em um processo de coleta seletiva

de lixo.

A M ONTANHA PULVERIZADA

Esta manhã acordo enão a encontro.Britada em bilhões de lascasdeslizando em correia transportadoraentupindo 150 vagõesno trem-monstro de 5 locomotivas– trem maior do mundo, tomem nota – foge minha serra, vai deixando no meu corpo a paisagemmísero pó de ferro, e este não passa.

Carlos Drummond de Andrade. Antologia poética.

Rio de Janeiro: Record, 2000.

A situação poeticamente descrita acima sinaliza, do ponto de vista ambiental, para anecessidade deI. manter-se rigoroso controle sobre os processos de instalação de novas

mineradoras.II. criarem-se estratégias para reduzir o impacto ambiental no ambiente degradado.III. reaproveitarem-se materiais, reduzindo-se a necessidade de extração de minérios.

É correto o que se afirmaa) apenas em I. b) apenas em II.

c) apenas em I e II. d) apenas em II e III.e) em I, II e III.


Cloro e hipoclorito de sódio reagem com a lignina residual, levando à formação de

compostos organoclorados. Estes não são biodegradáveis e estão presentes na águaindustrial, despejada em grande quantidade nos rios. Deve-se, portanto, fazer otratamento da água industrial, antes de retorná-la aos cursos d’água, com o objetivode promover a degradação dos compostos orgânicos solúveis.Resposta: D

Comentário

88



O esquema ilustra o processo de obtenção do álcool etílico a partir dacana de açúcar.

Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhões de litros de álcool. A quantidade decana de açúcar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse fim foi

aproximadamente

a) 1,7 x 108. b) 1,2 x 109. c) 1,7 x 109.d) 1,2 x 1010. e) 7,0 x 1010.

Texto para os testes 4 e 5.

O ferro pode ser obtido a partir da hematita, minério rico em óxido de ferro, pelareação com carvão e oxigênio. A tabela a seguir apresenta dados da análise de minériode ferro (hematita) obtido de várias regiões da Serra de Carajás.

Fonte: ABREU, S . F. Recursos minerais do Brasil , vol. 2. São Paulo: Edusp, 1973

Minérioda região

Teor de enxofre(S)/ % em massa

Teor de ferro(Fe)/ % em massa

Teor de sílica /%em massa

1 0,019 63,5 0,97

2 0,020 68,1 0,47

3 0,003 67,6 0,61

1 tonelada de cana ––––––––––––––– 70L de etanolx ––––––––––––––– 12 . 109L de etanolx = 1,7 . 108 toneladas de cana de açúcar

Resposta: A

Comentário

Do ponto de vista ambiental, é necessárioI) (C) rigoroso controle sobre os processos de instalação de novas mineradoras;II) (C) criar estratégias para reduzir o impacto ambiental;III) (C) reaproveitar materiais (“reciclagem”), reduzindo a necessidade de extraçãode minérios (exemplo importante é o reaproveitamento das latas de alumínio).Resposta: E

Comentário


89



No processo de produção do ferro, dependendo do minério utilizado,forma-se mais ou menos SO2, um gás que contribui para o aumento daacidez da chuva. Considerando-se esse impacto ambiental e a quan-

tidade de ferro produzida, pode-se afirmar que seria mais conveniente o proces-samento do minério da(s) região(ões):a) 1, apenas. b) 2, apenas. c) 3, apenas.d) 1 e 3, apenas. e) 2 e 3, apenas.

No processo de produção do ferro, a sílica é removida do minério por reação comcalcário (CaCO3). Sabe-se, teoricamente (cálculo estequiométrico), que são necessários100 g de calcário para reagir com 60 g de sílica.Dessa forma, pode-se prever que, para a remoção de toda a sílica presente em 200

toneladas do minério da região 1, a massa de calcário necessária é, aproximadamente,em toneladas, igual a:a) 1,9. b) 3,2. c) 5,1. d) 6,4. e) 8,0.

Há diversas maneiras de o ser humano obter energia para seu própriometabolismo utilizando energia armazenada na cana de açúcar. O es-

quema a seguir apresenta quatro alternativas dessa utilização.

Massa de sílica presente em 200 toneladas do minério na região 1.200t ––––––– 100%

x ––––––– 0,97%x = 1,94t de sílica

Massa de calcário necessária para a remoção da sílica:100g de calcário ––––––– 60g de sílicay ––––––– 1,94t de sílicay = 3,2t de calcário

Resposta: B

Comentário



Quanto menor o teor de enxofre no minério, menor a quantidade de SO2 produzidano processamento do ferro e menor o impacto ambiental produzido.

O minério da região 3 por possuir o menor teor de enxofre e alto teor de ferro é omais conveniente.Resposta: C

Comentário


90



A partir dessas informações, conclui-se que

a) a alternativa 1 é a que envolve maior diversidade de atividades econômicas.b) a alternativa 2 é a que provoca maior emissão de gás carbônico para a atmosfera.c) as alternativas 3 e 4 são as que requerem menor conhecimento tecnológico.d) todas as alternativas requerem trabalho humano para a obtenção de energia.e) todas as alternativas ilustram o consumo direto, pelo ser humano, da energia

armazenada na cana.

A China comprometeu-se a indenizar a Rússia pelo derramamento de

benzeno de uma indústria petroquímica chinesa no Rio Songhua, umafluente do Rio Amur, que faz parte da fronteira entre os dois países.

O presidente da Agência Federal de Recursos da água da Rússia assegurou que obenzeno não chegará aos dutos de água potável, mas pediu à população que fervessea água corrente e evitasse a pesca no Rio Amur e seus afluentes. As autoridades locaisestão armazenando centenas de toneladas de carvão, já que o mineral é consideradoeficaz absorvente de benzeno.

Internet: <jbonline.terra.com.br> (com adaptações)

Levando-se em conta as medidas adotadas para a minimização dos danos ao ambientee à população, é correto afirmar quea) o carvão mineral, ao ser colocado na água, reage com o benzeno, eliminando-o.

b) o benzeno é mais volátil que a água e, por isso, é necessário que esta sejaaquecida.

O trabalho humano é necessário em todas as alternativas de utilização da cana deaçúcar, em diferentes formas e intensidades.A produção do caldo de cana (1) e a da rapadura (2) é a que demanda menorestecnologia e intensidade no manejo de mão-de-obra.Já a produção do açúcar refinado (3) e do etanol (4) requer maior quantidade deinsumos tecnológicos e o emprego mais intenso de mão-de-obra de diferentesgraus de qualificação.A emissão maior de gás carbônico relaciona-se às queimadas, processo geralmenteligado ao trato industrial.Resposta: D

Comentário

1

2

3

4

1

2

3

4

4

4

alimentosindustrializados

transporte/indústria

etanol

caldo-de-cana

rapadura

açúcar refinado


91



c) a orientação para se evitar a pesca deve-se à necessidade de preservação dospeixes.

d) o benzeno não contaminaria os dutos de água potável, porque seria decantadonaturalmente no fundo do rio.

e) a poluição causada pelo derramamento de benzeno da indústria chinesa ficariarestrita ao Rio Songhua.

Existem no petróleo, além dos hidrocarbonetos, em pequenas quantidades,substâncias contendo nitrogênio, oxigênio e enxofre. Este último é a pior impurezaexistente no petróleo, estando presente na forma de substância simples (S8), de gássulfídrico (H2S) e também na composição de substâncias orgânicas. O enxofre deve serretirado dos combustíveis, porque:

I. causa mau odor aos produtos da queima do combustível.II. faz com que o combustível fique corrosivo.

III. é também um dos responsáveis pela chuva ácida.IV. acentua o efeito estufa.

São corretas as afirmativas:

a) I, II e III somente. b) I, III e IV somente.c) somente a IV. d) todas elas.e) Nenhuma delas.

I. Correta.H2S: cheiro de ovo podre

II. Correta.Meio ácido

III. Correta.S + O2 → SO2SO2 + ½O2 → SO3H2O + SO3 → H2SO4

IV. Errada.Não acentua o efeito estufa.

Resposta: B

Comentário

O benzeno é mais volátil que a água. No aquecimento, o benzeno vaporiza-se antesda água. O benzeno é insolúvel em água e, na decantação, ele sobrenada. O carvãomineral apenas adsorve o benzeno, não havendo reação química.Resposta: B

Comentário


92



Ciclos BiogeoquímicosOs gases nitrogênio (N2), oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) são

continuamente absorvidos pelos seres vivos, fenômeno denominado fixação.Por meio da fotossíntese, combustões, respiração aeróbica, descargas elétricas,

esses gases retornam à atmosfera, processo chamado de liberação.Devido a esses dois fenômenos, a quantidade desses gases fica praticamente

constante na troposfera (baixa atmosfera). O ar da troposfera participa dessesprocessos que constituem os ciclos biogeoquímicos (simultaneamente biológicos,geológicos e químicos).

Ciclo do nitrogênioO nitrogênio passa da atmosfera para a vida animal e vegetal, processo chamado

fixação do nitrogênio.O nitrogênio retorna para a atmosfera pelo processo chamado desnitrificação.

Todos os seres vivos participam do ciclo do nitrogênio.

93

Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicosou do fluxo de energia para a vida, ou da ação de agen -tes ou fenômenos que podem causar alterações nes -ses processos.

N

2

N 2 atmosféricoatmosférico

N O

2

N O2

VegetaisVegetais

AnimaisVegetais

Vegetais

Fixação

biológica

Fixaçãobiológica Resíduos animais

e vegetais

Resíduos animaise vegetais

Amônia e

sais de amônio

Amônia esais de amônio

NitritoNitritoNitratoNitrato

1

1

2

6

5

5

44

Fixação

atmosférica

Fixaçãoatmosférica

e

r

t

i

l

i

z

n

t

e

s

F e r t i l i z

a n t e s

33

Desnitrificação

(QUÍMICA)



1) Descargas elétricas fornecem a energia necessária para a reação entre N2 e O2.O resultado é a fixação do nitrogênio na forma de nitratos.

HNO3 + óxidos e sais da crosta terrestre → nitratos solúveis.

2) Fixação biológica – Bactérias nitrificantes fixam o gás N2, transformando-o emamônia (NH3) ou sais de amônio NH+

4). O íon NH+4 é oxidado a nitrito (NO–

2 ) e este, paranitrato (NO–

3).

3) Os sais de amônio não são facilmente absorvidos pelos vegetais. Sais de amôniopodem ser usados como fertilizantes porque as bactérias nitrificantes transformam oNH+

4 em nitrito e este em nitrato.

4) As proteínas animais e vegetais (resíduos) decompõem-se sob a ação debactérias e transformam-se em amônia (NH3) ou sais de amônio.

5) Os nitratos solúveis do solo são absorvidos pelas raízes dos vegetais e

transformam-se em proteínas vegetais. Estas se transformam em proteínas animais.6) O nitrogênio retorna à atmosfera pelo processo de desnitrificação, em que

nitritos e nitratos são reduzidos a N2 ou monóxido de dinitrogênio (N2O).

Ciclo do oxigênioO ciclo do oxigênio (esquema na página seguinte) é complexo, pois, além de se

apresentar na forma de O2, está presente em diversas espécies, como H2O, CO2 eoutros compostos.

O oxigênio da troposfera é, na sua maior parte, de origem biológica, resultado dafotossíntese.

1) O fitoplâncton (micro-organismos vegetais) é a maior fonte de oxigênio para aatmosfera terrestre.

2) Vegetais superiores da crosta terrestre também fornecem O2 por meio dafotossíntese.

3) Vapor de água sofre decomposição sob a ação de radiação ultravioleta, o queacaba originando O2.

4) Na estratosfera (cerca de 30 km de altitude), o O2 transforma-se em ozônio, soba ação do ultravioleta.

5) O ozônio transforma-se em O2 novamente.

clorofila6CO2(g) + 6H2O(l ) + radiação solar → C6H12O6(aq) + 6O2(g)

2NO2(g) + H2O(l ) → HNO3 + HNO2

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)dióxido de nitrogênio

relâmpagoN2(g) + O2(g) → 2NO(g)

monóxido demononitrogênio

94

Nas raízes de certas plantas legu-minosas, existem bactérias especiais(Rizobium) que fixam o N 2 do ar,transformando-o em nitrato.



6) O O2 é consumido na respiração dos vegetais.

7) O O2 é consumido na respiração dos animais.8) O oxigênio é agente oxidante, gerando óxidos e sais oxigenados, como óxido

férrico, sulfatos, fosfatos, silicatos, carbonatos, nitratos.

Ciclo do carbono ou do dióxido de carbono (CO2)O dióxido de carbono constitui o meio de transporte do elemento carbono.

Portanto, o ciclo do carbono é, realmente, o ciclo do CO2.

A fixação do CO2 dá-se pela fotossíntese realizada pelos vegetais que têm clorofila.

O material orgânico decompõe-se e depois de milhões de anos formam-se ocarvão e o petróleo.

O CO2 retorna à atmosfera pela respiração e pela queima de combustíveis.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

1C8H18 + 25/2O2→ 8CO2 + 9H2O

luz6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2glicose

95

O2 8

8 7

6 2 1

5 4 3

O

3

O3

Fitoplâncton

Oceano

se d i m e n t o

s C a C O

3

4FeO O 2Fe O

2 3

4FeO+O 2Fe O2 2 3

2CO O 2CO

2

2CO+O 2CO2 2

VulcãoVulcão

O I LO DO OXIGÊNIOO CICLO DO OXIGÊNIO

Radiação ultravioletaRadiação ultravioleta 2H O

2

2H O2 2H O

2 2

2H 2 +O2

UV

UV

Camada de ozônioCamada de ozônio



O CO2 dissolve-se na água formando íons bicabonato (HCO–3) e carbonato (CO2–

3).

Dessa maneira, podem-se formar sedimentos de carbonatos insolúveis, como

carbonato de cálcio (CaCO3).

CO2(g) + H2O(l ) →

←

H2CO3(aq) →

←

H+(aq) + HCO–3 (aq)

HCO–3 (aq) →

←

H+(aq) + CO2–3 (aq)

CO2–3 (aq) + Ca2+(aq) → CaCO3(s)

96

Fitoplâncton

Oceano

Vegetais Animais

COdarespiração

2

CO daqueima de

combustíveis

2

Material

orgânico

decompõe se

Materialorgânico

decompõe-se

Carvão e petróleoCarvão e petróleo

CO2

CO2

Luz Solar

S e d i m e n t o s

C a C O 3



Ciclo da águaA água dos oceanos, lagos, rios, seres vivos evapora. O vapor d’água eleva-se e

em contato com o ar frio condensa-se em gotículas, formando as nuvens.

Quando a temperatura abaixa, a água retorna sob a forma de chuva. Se o frio formuito intenso, a água cai na forma de flocos sólidos, constituindo a neve. Nastempestades, a água pode cair na forma de glóbulos, formando o granizo.

Se o solo for impermeável, a água escorre. Se o solo for permeável, a água infiltra-se no solo, podendo formar o lençol freático (lençol subterrâneo).

Ciclo do enxofreNo solo, o enxofre (esquema na página seguinte) ocorre na forma orgânica e

inorgânica. A matéria orgânica possui proteínas que são formadas pelos elementos C,

H, O, N, P, S. Essas proteínas sofrem hidrólise sob a ação de enzimas e formamaminoácidos que contêm enxofre.

Mediante uma decomposição aeróbica do aminoácido, ocorre liberação doenxofre na forma de ácido sulfúrico (H2SO4).

Exemplo

Em ambiente anaeróbico, ocorre a liberação de enxofre na forma de ácidosulfídrico (H2S).

Evaporação

Precipitação

Evaporação

Precipitação

Transpiração

Lençol freático

aquífero

Mar

enzimaHS — CH2 — CH — COOH + 2O2 + H2O →

HO — CH2 — CH — COOH +H2SO4| |NH2 NH2

cisteína serina

97



Um vulcão ativo emite gases, líquidos e sólidos. Os gases são principalmente N2,CO2, HCl, HF, H2S, H2O(g).

Em temperatura elevada, o H2S é oxidado pelo ar.

Parte do SO2 é reduzida pelo H2S para produzir enxofre.

Dessa maneira, em muitos lugares, o enxofre nativo pode ser obtido de fontesvulcânicas.

Grandes depósitos de enxofre nativo não encontrados nos Estados Unidos,México, Polônia e Ucrânia. Esses depósitos foram formados sob a ação de bactériasanaeróbias que metabolizam CaSO4 a H2S e S.

A planta absorve enxofre na forma de sulfato (SO2–4 ) solúvel. No solo, também

existem sulfatos insolúveis não disponíveis para as plantas.

A queima do carvão e derivados do petróleo libera SO2, que se transforma emSO3. Este, em contato com a água, produz a chuva ácida.

O enxofre é incorporado ao solo na adubação, juntamente com outros nutrientes:

a) nitrogênio: sulfato de amônio, (NH4)2SO4;b) fósforo: superfosfato (diidrogenofosfato de cálcio, Ca(H2PO4)2, misturado com

gesso, CaSO4 . 2H2O);

c) potássio: sulfato de potássio, K2SO4.

2H2S(g) + 3O2(g)→

2SO2(g) + 2H2O(g)

enzimaHS — CH

2

— CH — COOH + H2

O→

HO — CH2

— CH — COOH + H2

S| |NH2 NH2

cisteína serina

2H2S(g) + SO2(g) → 3S(s) + 2H2O(g)

98

S O, H

S 2

2

SO2

H S2

H SO2 4

Sulfatode rochas

Chuvaácida

Fertilizantes

H SO2 4

H S2

SO , SO , H S, H SO2 3 2 2 4

Carvão, petróleo, gás natural

Decomposição deanimais e plantasaquáticas

Decomposição deanimais e plantas



O esquema representa o ciclo do enxofre na natureza, sem considerara intervenção humana.

Adaptado de BRIMBLECOMBE, P. Air Composition and Chemistry .Cambridge. Cambridge University Press.

O ciclo representado mostra que a atmosfera, a litosfera, a hidrosfera e a biosfera,naturalmente,

I. não apresentam enxofre na forma de óxidos.II. são destinos de compostos de enxofre.III. transportam compostos de enxofre.IV. são fontes de compostos de enxofre.

Dessas afirmações, estão corretas, apenas,

a) I e II. b) I e III. c) II e IV.d) I,II e lll. e) II,III e IV.

Algumas atividades humanas interferiram significativamente no ciclonatural do enxofre, alterando as quantidades das substâncias indicadas

no esquema. Ainda hoje isso ocorre, apesar do grande controle porlegislação.

I) Errada.

II) Correta. A atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera são destinos de compostosde enxofre.

III) Correta. As quatro esferas transportam compostos de enxofre.IV) Correta. O autor considera como fonte no ciclo o local de partida do composto

de enxofre para outro local. (O início da flecha).Resposta: E

Comentário



99



Pode-se afirmar que duas dessas interferências são resultantes daa) queima de combustíveis em veículos pesados e da produção de metais a partir de

sulfetos metálicos.b) produção de metais a partir de óxidos metálicos e da vulcanização da borracha.c) queima de combustíveis em veículos leves e da produção de metais a partir de óxidos

metálicos.d) queima de combustíveis em indústria e da obtenção de matérias-primas a partir da

água do mar.e) vulcanização da borracha e da obtenção de matérias-primas a partir da água do

mar.

O sol participa do ciclo da água, pois além de aquecer a superfície da

Terra dando origem aos ventos, provoca a evaporação da água dos rios,lagos e mares. O vapor da água, ao se resfriar, condensa em minúsculas

gotinhas, que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou névoas úmidas. As nuvenspodem ser levadas pelos ventos de uma região para outra. Com a condensação e, emseguida, a chuva, a água volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo, rios, lagos emares. Parte dessa água evapora retornando à atmosfera, outra parte escoa superfi -cialmente ou infiltra-se no solo, indo alimentar rios e lagos. Esse processo é chamadode ciclo da água.

Considere, então, as seguintes afirmativas:I. A evaporação é maior nos continentes, uma vez que o aquecimento ali é maior

do que nos oceanos.

II. A vegetação participa do ciclo hidrológico por meio da transpiração.III. O ciclo hidrológico condiciona processos que ocor rem na litosfera, na atmosfera

e na biosfera.IV. A energia gravitacional movimenta a água dentro do seu ciclo.V. O ciclo hidrológico é passível de sofrer interferência humana, podendo apresentar

desequilíbrios.

a) Somente a afirmativa III está correta.b) Somente as afirmativas III e IV estão corretas.


Os combustíveis fósseis, carvão e derivados do petróleo, apresentam enxofre comoimpureza. Quando este é queimado, SO2, dióxido de enxofre, é lançado na atmos-fera.A ustulação de minérios contendo enxofre (sulfetos metálicos), como por exemploa pirita (FeS2), também produz SO2.Resposta: A

Comentário

100



c) Somente as afirmativas I, II e V estão corretas.d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.e) Todas as afirmativas estão corretas.

Os gases liberados pelo esterco e por alimentos em decomposiçãopodem conter sulfeto de hidrogênio (H2S), gás com cheiro de ovo

podre, que é tóxico para muitos seres vivos. Com base em tal fato,foram feitas as seguintes afirmações:I. Gases tóxicos podem ser produzidos em processos naturais;II. Deve-se evitar o uso de esterco como adubo porque polui o ar das zonas rurais;III. Esterco e alimentos em decomposição podem fazer parte no ciclo natural do

enxofre (S).

Está correto, apenas, o que se afirma ema) I b) II c) III d) I e III e) II e III

I) Correta. Gases tóxicos podem ser liberados em processos naturais: esterco,alimentos em decomposição, vulcões etc.

II) Incorreta. O efeito poluente do esterco é o mesmo, seja ele usado como aduboou não.

III) Correta. Esterco e alimentos em decomposição podem fazer parte do ciclonatural do enxofre.

Resposta: D

Comentário

I. (Incorreta). A evaporação é maior nos oceanos do que nos continentes.

II. (Correta). As plantas, através das raízes, absor vem a água do solo, eliminando-a, posteriormente, pela transpiração na forma de vapor.

III. (Correta). O ciclo hidrológico ocorre na litosfera (crosta terrestre), na atmosfera(camada de ar que envolve a Terra) e na biosfera (conjunto de todos osecossistemas da Terra).

IV. (Correta). A energia gravitacional provoca a precipitação (chuva e neve) e a

percolação (penetração da água no solo).

V. (Correta). Desequilíbrios ecológicos provocados pelo homem, como adevastação de uma floresta, interferem no ciclo da água.

Resposta: D

Comentário


101



102

A matéria é cíclica, enquanto a energia é unidire-cional. Diz-se que a energia flui entre os seres vivos,enquanto a matéria é reciclada.

Os principais ciclos encontrados na natureza são:água, oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio.

Ciclo da água.

CO2

Fotossíntese

Respiração

Respiração

Respiração

Combustíveisfósseis

Queimadas

Vulcões

Decompositores

Combustíveis fósseis(petróleo e carvão)

Ciclos do O2 e do CO2.

Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicosou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentesou fenômenos que podem causar alterações nessesprocessos.

Evaporação

Precipitação

Evaporação

Precipitação

Transpiração

Lençol freático

aquífero

Mar

BIOLOGIA



Considere um organismo que esteja posicionado numa teia alimentar exclusivamentecomo consumidor secundário. Para sua sobrevivência, necessita de água, carbono,oxigênio e nitrogênio. O número mínimo de organismos pelos quais esses elementospassam antes de se tornarem disponíveis, da forma em que se encontram em suafonte na natureza, para esse consumidor secundário, será:


água carbono oxigênio nitrogênio

a) 0 1 1 3

b) 0 2 0 3

c) 1 3 1 4

d) 1 2 0 4

e) 1 3 1 3

N da atmosfera2

D e s n i t r

i f i c a ç ã

o

N u t r ição

Excreçãoanimal emorte deanimais evegetais

Bactériasdesnitrificantes

D e c o m po sição

NO-2

NH3

NO-3

Descargaselétricas

Fixaçãoindustrial

(Fábrica deadubos)

Fertilizantesagrícolas

Fixação por bactériasdo solo e dos nódulosde leguminosas

NO-3

Cianobactéria

F i x a ç ã

o b

i o l ó g

i c

a F

i x a ç

ã o

b i o l ó

g i c

a

NO-3

103

Água e O2 são retirados diretamente do meio ambiente.O CO2 é fixado pelas plantas durante a fotossíntese e destas transferido para osconsumidores primários e posteriormente para os secundários.O N2 é fixado por bactérias, transferido para plantas, daí para os consumidoresprimários e destes para os secundários.

Resposta: B

Comentário



A figura esquematiza o fluxo de energia e a reciclagem química nos ecossistemas.Em relação aos processos celulares implícitos na ilustração, pode-se afirmar:

a) As mitocôndrias usam os produtos orgânicos da fotossíntesecomo combustível, para a respiração celular.

b) Os cloroplastos liberam o oxigênio produzido em reaçõesquímicas que independem da luz.

c) Respiração e fotossíntese estão associados aos processos quereciclam energia nos ecossistemas.

d) O processo de síntese de moléculas combustíveis é próprio deorganismos heterotróficos.

e) A produção de CO2 e H2O, nas mitocôndrias, revela a naturezaanabólica do metabolismo energético da célula.

Pesquisas recentes estimam o seguinte perfil da concentração de oxigênio (O2) atmos-férico ao longo da história evolutiva da Terra:

No período Carbonífero entre aproximadamente 350 e 300 milhões de anos, houve

uma ampla ocorrência de animais gigantes, como por exemplo, insetos voadores de

0

10

20

30

40

0-100-200-300-400-500-600Hoje

Tempo (milhões de anos)

ConcentraçãodeO(%

)

2



104

Luz Solar

Ecossistema

CO + H O2 2Moléculasorgânicas + O2

Energia calorífica

Fotossíntese e respiração são fenômenos opostos. A Seresautótrofos sintetizam a matéria orgânica (processoanabólico) que será a fonte de energia para todos os seresvivos, os quais liberam durante a respiração (fenômenocatabólico).Resposta: A

Comentário



45 centímetros e anfíbios de até 2 metros de comprimento. No entanto, grande parteda vida na Terra foi extinta há cerca de 250 milhões de anos, durante o período

Permiano. Sabendo-se que o O2 é um gás extremamente importante para os processosde obtenção de energia em sistemas biológicos, conclui-se que

a) a concentração de nitrogênio atmosférico se manteve constante nos últimos 400milhões de anos, possibilitando o surgimento de animais gigantes.

b) a produção de energia dos organismos fotossintéticos causou a extinção em massano período Permiano por aumentar a concentração de oxigênio atmosférico.

c) o surgimento de animais gigantes pode ser explicado pelo aumento deconcentração de oxigênio atmosférico, o que possibilitou uma maior absorção deoxigênio por esses animais.

d) o aumento da concentração de gás carbônico (CO2) atmosférico no período

Carbonífero causou mutações que permitiram o aparecimento de animaisgigantes.e) a redução da concentração de oxigênio atmosférico no período Permiano permitiu

um aumento da biodiversidade terrestre por meio da indução de processos deobtenção de energia.

Considere as seguintes etapas referentes ao metabolismo energético:

I. consumo de gás carbônico;II. utilização da água como fonte de hidrogênio;III. liberação de gás carbônico;IV. liberação de oxigênio.

Pode-se afirmar que

a) uma planta realiza I, II, III e IV.b) uma planta realiza apenas I e II.c) uma planta realiza apenas I, II e IV.d) um animal realiza I, II, III e IV.e) um animal realiza apenas III e IV.


105

A maior disponibilidade de alimento, graças à biomassa elevada das plantas eà maior taxa de O2 na atmosfera, favoreceu o aparecimento de animais degrande porte.Resposta: C

Comentário

Uma planta utiliza gás carbônico e água durante o fenômeno da fotossíntese.Nesse fenômeno, a água fornece hidrogênio para a redução do gás carbônicoe libera oxigênio. A planta também realiza respiração aeróbica, a qual libera gáscarbônico e água.Resposta: A

Comentário



Nesta habilidade vamos analisar a camada de ozônio

e o efeito estufa.

1. Camada de Ozônio

Leia atentamente o seguinte texto.

A atividade humana tem efeitos potencialmente desastrosos nas camadassuperiores da atmosfera. Certos produtos químicos libertados no ar, em

particular os compostos genericamente denominados CFC, vastamenteusados em refrigeração e na indústria eletrônica, estão a destruir o ozônio

na estratosfera. Sem esta camada de ozônio estratosférica, a radiaçãoultravioleta solar atingiria a superfície da Terra com uma intensidade muitoelevada, destruindo a maioria das moléculas que constituem o tecido vivo.

Em 1985, cientistas descobriram um “buraco” na camada de ozônio,sobre a Antártida, que, de um modo geral, tem vindo a aumentar de anopara ano.

Através de acordos internacionais, a utilização dos CFC tem vindo a serabandonada, sendo estes substituídos por compostos que não destroem o

ozônio, permitindo que a luz solar produza naturalmente mais ozônioestratosférico.

No entanto, serão necessárias várias décadas para reparar os danos causados nacamada do ozônio.

Esta situação é um exemplo de que comportamentos que foram adotados nopassado, e que ajudaram a assegurar a sobrevivência dos nossos antepassados, podemnão ser os comportamentos mais sensatos no futuro.Adaptado de Freedman, R. A., Kaufmann III, W. J., UNIVERSE, 6th edition, W. H. Freeman and

Company, New York, 2002

De acordo com o conteúdo do texto apresentado analise as proposições a seguir:(I) A vasta utilização dos CFC na indústria é um comportamento adotado no passado

e que deve ser evitado no futuro.(II) A libertação de CFC para a atmosfera contribui para a destruição da camada de

ozônio, com consequências graves nos tecidos vivos.(III) Uma medida a ser tomada para minorar os problemas causados pela destruição

da camada de ozônio é o progressivo abandono da utilização dos CFC e/ou a suasubstituição por outros com postos que não afetem a camada de ozônio.


106

Analisar perturbações ambientais, identificando fontes,transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendoefeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais.

Buraco na camada de ozônio

(FÍSICA)



107

IV) A principal função da camada de ozônio é impedir a passagem das radiaçõesultravioletas.

Está correto o que se afirma em:

a) I, apenas. b) II, apenas. c) II e III e IV apenas.d) II e IV apenas. e) I, II e III apenas.

(PISA) – Texto para as questões de 2 a 6.

OZÔNIO – TEXTO

Leia a seguinte seção de um artigo a respeito da cama da de ozônio.

A atmosfera é um imenso reservatório de ar e um recurso natural precioso para amanutenção da vida na Terra. Infelizmente, as atividades humanas baseadas nosinteresses nacionais / pessoais estão danificando esse recurso comum, principalmentedestruindo a frágil camada de ozônio que funciona como um escudo protetor para avida na Terra.

Uma molécula de ozônio é composta por 3 átomos de oxigênio, em contraposiçãoàs moléculas de oxigênio, que são compostas por dois átomos de oxigênio. Asmoléculas de ozônio são raríssimas: menos que 10 em cada um milhão de moléculasde ar. Entretanto, já há quase um bilhão de anos, sua presença na atmosferadesempenha um papel vital na proteção de vida na Terra.

Dependendo de onde está localizado, o ozônio pode proteger ou prejudicar a

vida na Terra. O ozônio que se encontra na troposfera (até 10 km acima da superfícieda Terra) é ozônio “ruim” que pode danificar plantas e tecidos pulmonares. Mas cercade 90 por cento do ozônio que se encontra na estratosfera (entre 10 e 40 km acimada superfície da Terra) é ozônio “bom” que desempenha um papel benéfico,absorvendo a perigosa radiação ultravioleta emitida pelo Sol.

Sem essa camada de ozônio benéfica, os humanos seriam mais suscetíveis a certasdoenças devido à incidência de raios ultravioleta vindos do Sol. A destruição da camadade ozônio poderia também quebrar a cadeia alimentar marinha devido ao efeito nocivodo raios ultravioleta-B sobre o plâncton.

Fonte: Connect, UNESCO International Science, Technology & Environmental Education

Newsletter, Seção de um artigo entitulado ‘The Chemistry of Atmospheric Policy’ (A Químicada Política Atmosférica), Vol. XXII, No. 2, 1997 (ortografia adaptada)

I) VERDADEIRAII) VERDADEIRAIII) VERDADEIRAIV) FALSA. A função da camada de ozônio é absorver parte das radiações

ultravioleta, diminuindo a intensidade com que chegam na superfícieterrestre.

Resposta: E

Comentário

O3



108

No texto anterior nada é mencionado com relação ao modo como o ozônio é formadona atmosfera. Na verdade, todos os dias certa quantidade de ozônio é formada e certaquantidade de ozônio desaparece. O modo como o ozônio é formado está ilustradonos quadrinhos a seguir:

Considere as proposições a seguir que pretendem explicar o que está sendo ilustradopelos quadrinhos.

(I) A ruptura das moléculas de oxigênio ocorre sob a influência da luz solar.(II) Os átomos de oxigênio (O) se combinam com moléculas de oxigênio (O2) para

formarem moléculas de ozônio (O3).(III) A molécula de ozônio é formada pela ação da luz solar.Está correto o que se afirma

a) em I, apenas b) em II, apenas c) em I e II, apenasd) em II e III, apenas e) em I, II e III

O ozônio forma-se igualmente durante as trovoadas. É ele que liberta o cheirocaracterístico perceptível depois de uma trovoada.Segundo o artigo, o ozônio formado no momento de uma trovoada é “bom” ou “mau”?Selecione a resposta com a explicação correta.


Bom ozônio ou mau ozônio? Explicação

a) MauForma-se durante um período de mautempo.

b) Mau Forma-se na troposfera.

c) Bom Forma-se na estratosfera.

d) Bom Cheira bem.e) Bom Cheira mal.


O2O3O + O2

O2O2

O + O2

O3

I. VERDADEIRA. É o que traduz a figura 1.II. VERDADEIRA. É o que traduzem as figuras 2 e 3.III. FALSA. A luz solar provoca a ruptura das moléculas de oxigênio.Resposta: C

Comentário



Examine a linha espessa no seguinte diagrama que mostra a distribuição das moléculasde ozônio na atmosfera.

A radiação ultravioletaque atinge a superfícieda Terra é influenciadapela quantidade total deozônio acima da super-fície da Terra. Algumasmontanhas têm 7km dealtitude. Baseado nodiagrama você podeconcluir que a sua expo-sição à radiação ultra-violeta ao nível do marnão tem a mesma inten-sidade que a sua expo-sição à radiação ultra-violeta, quando vocêestá no topo dessasmontanhas.

Onde você estaria mais exposto à radiação ultravioleta: ao nível do mar ou no topo deuma montanha de 7 km de altitude? Escolha a resposta com a explicação correta.

Onde você estará maisexposto a mais radiação

ultravioleta?Explicação:

a) Ao nível do marA concentração de ozônio ao nível do mar émaior que a 7km de altitude..

b) No topo da montanha A quantidade de ozônio a 7km de altitude émenor que ao nível do mar.

c) Ao nível do marA quantidade total de ozônio ao nível do maré superior a quantidade total de ozônioacima do nível de 7 km.

d) No topo da montanhaA quantidade total de ozônio acima do nívelde 7km é menor que a quantidade total deozônio acima do nível do mar.

e) No topo da montanha

A quantidade total de ozônio ao nível de 7km

é maior que a quantidade total de ozônioacima do nível do mar.


Estratosfera

Troposfera

1 2 3 4

5

10

15

20

25

30

Altura (km)

Quantidade de ozônio (bilhões de moléculas por cm de ar)3

109

As tempestades ocorrem numa altitude inferior a 10km e portanto ocorrem natroposfera e de acordo com o texto é um ozônio ruim pois pode danificarplantas e tecidos pulmonares.Resposta: B

Comentário



O autor do texto faz uma distinção entre o “ozônio ruim” e o “ozônio bom”, emboraas propriedades do ozônio sejam sempre as mesmas.Suponha que você esteja num avião voando a 10km de altitude. Se você fosse usar oar (comprimido) que está do lado de fora do avião para respirar, esse ar poderiadanificar os seus tecidos pulmonares? Escolha a resposta com a explicação correta.

Considere uma cadeia alimentar formada pelo plâncton (que existe no mar), o arenquee o tubarão-aren que.


O ar poderia danificaros seus tecidospulmonares?

Explicação:

a) NãoExiste apenas ozônio “bom” a 10km dealtitude.

b) SimExiste apenas ozônio “ruim” a 10 km dealtitude.

c) SimExiste uma mistura de ozônio “bom” e deozônio “ruim” a 10km de altitude. Somenteo ozônio “ruim” poderia danificar seustecidos pulmonares.

d) Sim

Seus tecidos pulmonares não fariam distinçãoentre o ozônio “ruim” e o ozônio “bom”; oozônio poderia danificar seus tecidospulmonares em qualquer circunstância.

e) NãoO ozônio não tem qualquer efeito sob oorganismo humano.


110

A camada de ozônio protege contra a radiação ultravioleta. Acima do nível domar a quantidade total de moléculas de ozônio é maior do que acima do nívelde 7km.Resposta: D

Comentário

Em qualquer altitude o ozônio encontrado é sempre o mesmo. O que o textoassinala é que o ozônio pode ser benéfico ou prejudicial.Benéfico quando protege contra o ultravioleta e prejudicial quando danifica ostecidos pulmonares.Resposta: D

Comentário



111

Os tubarões e os arenques não são atingidos pela destruição da camada de ozônio deum modo direto. Entretanto, suas vidas também podem estar ameaçadas peladestruição da camada de ozônio.Considere as proposições a seguir, a respeito deste assunto:(I) A destruição da camada de ozônio, de acordo com o texto, possibilitará que os

raios ultravioleta B danifiquem o plâncton.

(II) A quantidade de arenques diminuirá por causa da falta de alimentos (destruiçãodo plâncton pelos raios ultravioleta B).(III) A quantidade de tubarões-arenque diminuirá em virtude da falta de alimentos

(redução da população de arenques).Está correto o que se afirma:

a) apenas em I b) apenas em II c) apenas em I e IIId) apenas em II e III e) Em I, II e III

Enunciado para as questões 7 e 8.

Plâncton Arenque Tubarão-arenque

A destruição da camada de ozônio fará com que os raios ultravioleta Bdanifiquem o plâncton, provocando a redução da quantidade de arenques o

que implica também em redução da população de tubarões-arenque por faltade alimentos.Resposta: E

Comentário



Medidas meteorológicas precisasimputam à humanidade o aumentoacelerado da temperatura do ar at-mosférico nos últimos 150 anos (aque -

cimento global).

112

Folha de São Paulo

Com os dados apresentados no texto e com seus conhecimentos, julgue as proposições

a seguir, classificando-as como verdadeiras (V) ou falsas (F).

I. Uma radiação infravermelha tem comprimento de onda maior do que umaradiação ultravioleta.

II. O buraco na camada de ozônio intensifica a chegada da radiação ultravioleta Cna superfície terrestre.

III. O IUV (Índice de Radiação Ultravioleta) é maior em São Paulo do que em Fortaleza.IV. O IUV é maior em São Paulo do que em Santos.

Assinale a opção que traduz corretamente a sequência de proposições verdadeiras efalsas:

a) F – F – V – F b) F – V – F – V c) V – F – V – Fd) V – V – V – F e) V – V – F – V

Ainda em relação ao texto, assinale a alternativa correta.

a) A presença de nuvens não interfere no IUV.b) O valor do IUV é maior no inverno do que no verão.c) O valor do IUV é máximo num dado local e num dado dia, às 10h da manhã.d) A camada de ozônio não interfere no IUV.

e) Para valores do IUV entre 11 e 14, há necessidade de se evitar exposiçãoprolongada à radiação solar em torno do meio-dia.



I. VERDADEIRA. A radiação infravermelha tem energia menor do que a radiaçãoultravioleta, e a energia é inversamente proporcional ao comprimento de on-da.

II. VERDADEIRA. De acordo com o texto, a camada de ozônio absorve a radiaçãoultravioleta C.

III. FALSA. Quanto mais afastado do Equador, menor é o IUV.

IV. VERDADEIRA. Quanto maior a altitude do lugar, maior é o IUV.

Resposta: E

Comentário



2. Efeito Estufa

(GAVE) – O efeito estufa consiste na retenção de calor junto à superfície da Terra, em

virtude da opacidade dos gases de estufa que se concentram na baixa atmosfera eregulam o seu equilíbrio térmico. Este efeito possibilita a manutenção de umatemperatura média global perto da superfície do planeta da ordem de 15°C, que seriade – 18°C na sua ausência, inviabili zando a vida como a conhecemos atualmente. Assim, aquilo que a mídia vulgarmente se refere como efeito estufa associado àatividade humana é, na verdade, a potenciação de um fenômeno da história geológicado planeta e crucial para a biosfera.

Os principais gases de estufa (referidos no Protocolo de Quioto) representammenos de 1% da composição da atmosfera: vapor de água, dióxido de carbono, óxi -do nitroso, metano, clorofluorocarbonetos, hidrofluorocarbonetos, perfluorocar -bonetos e, ainda, he xafluoreto de enxofre, sendo estes quatro últimos de ori gem sintética. No milênio anterior à Era Industrial, a concentração atmosférica dos gases deestufa naturais permaneceu relativamente constante. Porém, a sociedadeindustrializada depende da utili zação do carvão e dos hidrocarbonetos naturais (gásnatural, petróleo) como fontes primárias de energia, e o aumento exponencial dasnecessidades ener géticas, aliado à desflorestação, trouxe como consequência o au-mento da concentração de CO2 na atmosfera.

O aumento da concentração, na atmosfera, dos gases com efeito de estufa deve provocar um aumento da temperatura média e, consequentemente, perturbar o clima

global. Até há 10 anos, a comunidade científica debatia se era possível estabelecer rela -ções se guras de causa-efeito entre a tendência de aquecimento observada e oaumento da concentração de gases de estufa. Hoje, existe consenso sobre esta matériae a quase totalidade dos cientistas aponta a atividade humana como responsável pri -mordial. Durante o século XX, a temperatura média superficial aumentou de(0,6 ± 0,2)°C, provavelmente a maior variação positiva ocorrida nos últimos 1000 anos. A verificar-se um dos cenários de aquecimento mais dramáticos, podemos afirmar quenunca o nosso planeta experimentou uma elevação térmica tão intensa num intervalode tempo tão curto, pelo que não existe registro geológico das respostas ambientaisa este tipo de solicitação – estamos, portanto, a realizar uma experiência de dimensão planetária.

"E se a estufa em que vivemos for inundada? A subida do nível médio do mar: algumas

causas e consequências", César Andrade e Conceição Freitas,Cadernos Didácticos deCiência, vol. 2, Ministério da Educação de Portugal, 2001 (adaptado)

113

a) FALSA. As nuvens absorvem a radiação solar, reduzindo o valor do IUV.b) FALSA. O valor do IUV, numa dada loca lidade, aumenta no verão.c) FALSA. O valor do IUV é máximo ao meio-dia.d) FALSA. A camada de ozônio é fundamental para absorver os raios ultravio-

leta C e, com isto, reduzir o valor do IUV.O buraco na camada de ozônio é um grave problema porque aumenta ovalor do IUV.

e) VERDADEIRA. Quando o valor do IUV está entre 11 e 14, há necessidadede proteger-se bem e de evitar exposição ao sol nos horários em que o IUVé maior.

Resposta: E

Comentário



Baseado no texto e nos seus conhecimentos sobre o efeito estufa, respondaàs questões de 9 a 11.

A respeito do efeito estufa, assinale a proposição cor reta.

a) Provoca um decréscimo de 18°C na temperatura média da superfície terrestre.b) Compromete a existência da vida na Terra.c) Tem como consequência o fato de a temperatura, em toda a superfície terrestre,

ser de 15°C.d) É consequência da presença de certos gases na atmosfera que bloqueiam a

passagem das radiações infravermelhas.e) Não tem nenhuma influência no clima ao longo da superfície terrestre.

De acordo com texto, podemos afirmar que

a) todos os gases ligados ao efeito estufa resultam diretamente de atividadeshumanas.

b) a estabilidade do clima no nosso planeta depende da concentração dos gases queprovocam o efeito estufa.

c) os principais gases responsáveis pelo efeito estufa apareceram somente no séculoXX.

d) nos últimos anos, não houve alterações na concentração dos gases que provocamo efeito estufa.

e) durante o século XX, a temperatura na superfície terrestre aumentou 0,4°C em

todos os locais.



114

a) Falsa. Se não houvesse o efeito estufa, a temperatura média na superfícieterrestre seria da ordem de – 18°C, ao invés de 15°C.

Portanto, a existência do efeito estufa provoca um aumento, natemperatura média da Terra, da ordem de 33°C.

b) Falsa. Sem o efeito estufa, a temperatura média seria de – 18°C, o quedificultaria a existência da vida na Terra.

c) Falsa. A temperatura média ao longo da superfície terrestre é de 15°C,

porém varia de um local para outro.d) Verdadeira. O efeito estufa é provocado pelos gases (principalmente CO2)

responsáveis pela absorção das radiações infravermelhas, retendo o calor junto à superfície terrestre.

e) Falsa. O efeito estufa provoca um acréscimo de temperatura que temsignificativa influência no clima.

Resposta: D

Comentário



Nas chamadas “estufas” onde são cultivadas as plan tas, temos um envoltório

de vidro e um piso escurecido para manter uma temperatura média

adequada para a vida vegetal.

O vidro usado nas estufas é

a) totalmente transparente para todas as faixas de radiaçãoeletromagnética.

b) praticamente opaco para as radiações de frequência inferiorà da luz visível.

c) praticamente opaco para as radiações de frequênciasuperior à da luz visível.

d) praticamente opaco para as radiações visíveis.e) totalmente transparente apenas para as radiações visíveis.


115

O vidro, usado nas estufas, é transparente para as radiações de frequências maiselevadas como, por exemplo, o ultravioleta (acima da luz visível) e praticamenteopaco para as radiações infravermelhas.O piso escurecido absorve as radiações de frequências elevadas que atraves-saram o vidro de fora para dentro e emite radiações na faixa do infravermelhoque não conseguem atravessar o vidro e ficam retidas no interior da estufa, pro -vocando um aumento na temperatura.O mesmo ocorre no interior de um carro exposto ao Sol. As radiações defrequência mais elevadas penetram no carro e são absorvidas pelas partes docarro (em particular pelos bancos de couro) e são reemitidas na faixa do infra -vermelho, as quais não podem atravessar o vidro para sair do carro, provocandoum aumento de temperatura.

Resposta: B

Comentário

a) Falsa. Os gases ligados ao efeito estufa são de origem natural e apenas oaumento exagerado de sua concentração foi provocado por atividadeshumanas.

b) Verdadeira. O aumento da concentração dos gases ligados ao efeito estufaestá provocando um aquecimento gradativo da temperatura média nasuperfície terrestre com implicações importantes no clima.

c) Falsa. O aumento da concentração dos gases ligados ao efeito estufa,provocado por atividades humanas, ocorre desde a Revolução Industrial, quedata do fim do século XVIII, intensificando-se em meados do século XIX.

d) Falsa. Nas últimas décadas, a temperatura média da superfície terrestreaumentou em torno de 0,6°C em virtude de atividades humanas.

e) Falsa. A temperatura média, na superfície terrestre, aumentou entre 0,4°Ce 0,8°C: (0,6 ± 0,2)°C.

Resposta: B

Comentário



116

(ETE) – Considere a figura para responder às questões 12 e 13.

(MOREIRA, Igor. O espaço geográfico. São Paulo: Editora Ática, 2002, p. 206.)

A figura simboliza um fenômeno que tem sido analisado por um grande número decientistas, os quais argumentam que esse fenômeno tem provocado, dentre outros,

a) a elevação da temperatura média do planeta.b) o aumento do índice do uso da energia solar.c) a diminuição do buraco da camada de ozônio.d) a elevação do número de habitantes da Terra.e) a diminuição do nível dos oceanos do planeta.

Efeito estufa é o fenômeno provocado pelo calor proveniente do Sol, refletido pela Terrana atmosfera e retido por uma capa de gases. Apesar de natural, o efeito tem seintensificado pela ação humana com a queima de combustíveis fósseis, desmatamento,dentre outros. Pode-se afirmar que o efeito estufa ocorre devido à formação de

a) uma fonte térmica terrestre capaz de transferir, por condução, calor para o

subsolo, rios e oceanos.b) correntes de convecção, que intensificam a dispersão da poluição atmosférica,evitando a chamada inversão térmica.

c) gases-estufa acumulados na atmosfera que bloqueiam a saída do calor irradiadopelo solo, elevando a temperatura da Terra.

d) um manto de ar na superfície terrestre, que possibilita aos seres humanos seadaptarem facilmente às novas condições climáticas.

e) poluentes atmosféricos que contaminam o ar e produzem odores indesejáveis, nãoameaçando a vida humana, animal ou vegetal.



A figura evidencia o aumento do efeito estufa e a consequente elevação da

temperatura média do nosso planeta.Resposta: A

Comentário

Os gases-estufas formam uma espécie de barreira que é opaca às radiações

infravermelhas embora deixe passar as radiações de frequências mais elevadas.Resposta: C

Comentário



Perturbações ambientais

Contaminação do arMuitos processos industriais enviam à atmosfera gases prejudiciais aos seres vivos.1) Monóxido de carbono (CO). Forma-se na combustão incompleta (baixa

quantidade de oxigênio) do carvão, da gasolina, do oléo diesel, dos gases dos fogõesdomésticos etc. Se a concentração do CO aumentar muito pode até matar, pois ele secombina com a hemoglobina dos glóbulos vermelhos (hemácias) inutilizando-a parao transporte de oxigênio (O2).

2) Dióxido de enxofre (SO2). É produzido na queima de carvão e derivados dopetróleo, nos quais há enxofre como impureza.

Agride os pulmões ao ser inspirado e vai causar a chuva ácida pela formação deácido sulfúrico

3) Óxidos de nitrogênio (NOx). Formam-se na combustão de combustíveisfósseis. Além de serem tóxicos, causam também a chuva ácida (forma-se ácido nítrico)

4) Hidrocarbonetos (Cx Hy). Atingem a atmosfera como resultado da evaporaçãoda gasolina. Contribuem para a formação do “smog” fotoquímico:

a) sob a ação da luz o NO2 se decompõe produzindo átomo de oxigênio, muitoreativo, pois tem elétron não emparelhado. Vamos re presentá-lo por • O •.

N2 + O2 → 2NO

2NO + O2 → 2NO2

2NO2 + H2O→

HNO3 + HNO2

SO2 +½O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

S + O2 → SO2

2C + O2 → 2 CO

Hemoglobina + CO → carboxi-hemoglobina.

117


(QUÍMICA)



b) o átomo de oxigênio (• O •) combina com uma molécula de oxigênio (O2)formando uma molécula de ozônio (O3).

c) o ozônio é consumido na reação com NO.

Ocorrendo apenas essas reações, o ozônio não se acumularia na baixa atmosfera.No entanto, a presença de hidrocarboneto interfere na terceira reação. Sob a ação da

luz o hidrocarboneto (HC ou RH) se oxida produzindo radical peróxido, muito reativo,porque tem elétron desemparelhado.

O radical peróxido reage com NO:

Em consequência, a terceira reação não ocorre e o ozônio não desaparece. Alémdisso forma-se mais NO2 que irá gerar mais ozônio. O radical peróxido combina comNO2 formando nitrato de peroxialquila (NPA), substância irritante e responsável pela

cor vermelho café do “smog”.5) Partículas sólidas. Ao serem inspiradas depositam-se nos alvéolos pulmonares,

prejudicando a função respiratória

Contaminação da águaAs atividades industriais, agrícolas ou urbanas geram numerosos resíduos, e

muitos deles acabam nos rios. A contaminação da água é produzida por agentesfísicos, químicos e biológicos.

Exemplos de agentes químicos:1) resíduos domésticos: detergentes e outros produtos de limpeza;2) resíduos agrícolas: fertilizantes, praguicidas;

3) resíduos industriais: ácidos, bases, petróleo e derivados, sais de metais pesados(Cd, Pb e Hg).

Contaminação do soloA atividade química industrial provoca contaminação do solo. A contaminação do

solo, muitas vezes, está associada à contaminação da água, pois a água da chuvaarrasta as substâncias químicas que foram depositadas no solo.

Resíduos sólidos são despejados no solo, às vezes sem nenhum controle. Dejetosindustriais (óleos e produtos orgânicos) alteram a composição do solo.

As atividades agrícolas despejam no solo grandes quantidades de fertilizantes(adubos) e pesticidas que afetam a fauna e flora locais.

Os resíduos de atividades industriais e urbanas vão parar com frequência em

depósitos de lixo.Resíduos tóxicos presentes nesses depósitos contaminam regiões próximas.

luz

NO2→ NO + • O •

R — O — O • + NO → NO2 + R — O •

O2RH → R — O — O •

luz

NO + O3 → NO2 + O2

• O • + O2 → O3

118



Um dos grandes problemas das regiões urbanas é o acúmulo de lixosólido e sua disposição. Há vários processos para a disposição do lixo,dentre eles o aterro sanitário, o depósito a céu aberto e a incineração.

Cada um deles apresenta vantagens e desvantagens.

Considere as seguintes vantagens de métodos de dis-posição do lixo:

I. diminuição do contato humano direto com o lixo;

II. produção de adubo para agricultura;

III. baixo custo operacional do processo;IV. redução do volume de lixo.

A relação correta entre cada um dos processos para adisposição do lixo e as vantagens apontadas é:

Numa rodovia pavimentada, ocorreu o tombamento de um caminhãoque transportava ácido sulfúrico concentrado. Parte da sua carga fluiupara um curso d’água não poluído que deve ter sofrido, como

consequência,I. mortandade de peixes acima da normal no local do derrame de ácido e em

suas proximidades.II. variação do pH em função da distância e da direção da corrente de água.


A opção pelo aterro sanitário possibilita o confinamento do lixo em áreasespecíficas onde o contato humano é mínimo. O depósito a céu aberto tem umcusto operacional baixo, mas causa danos ao meio ambiente. A incineração, por

sua vez, reduz o volume de lixo, mas inevitavelmente gera poluição.A produção de adubo pode ser obtida com a compostagem de material orgânico.Resposta: B

Comentário

Aterro sanitário Depósito a céu aberto Incineração

a) I II I

b) I III IV

c) II IV I

d) II I IV

e) III II I


119



III. danos permanentes na qualidade de suas águas.IV. aumento momentâneo da temperatura da água no local do derrame.

É correto afirmar que, dessas consequências, apenas podem ocorrer

a) I e II. b) lI e III. c) II e IV.d) I, II e IV. e) II, III e IV.

A possível escassez de água é uma das maiores preocupações daatualidade, considerada por alguns especialistas como o desafiomaior do novo século. No entanto, tão importante quanto

aumentar a oferta é investir na preservação da qualidade e no reaprovei-tamento da água de que dispomos hoje.

A ação humana tem provocado algumas alterações quantitativas e qualitativas da

água:

I. Contaminação de lençóis freáticos.II. Diminuição da umidade do solo.III. Enchentes e inundações.

Pode-se afirmar que as principais ações humanas associadas às alterações I, II e III são,respectivamente,

a) uso de fertilizantes e aterros sanitários/lançamento de gases poluentes/canalizaçãode córregos e rios.

b) lançamento de gases poluentes/lançamento de lixo nas ruas/construção de aterrossanitários.

Ácido sulfúrico concentrado fluiu para um curso d’água não poluído, causando:

I. (C) mortandade dos peixes no local do derrame e suas proximidades, pois é umácido forte que diminui o pH da água.

II. (C) variação do pH, pois o ácido concentrado fluiu e so freu diluição ao longodo curso d’água (quanto mais diluída uma solução ácida, maior o pH).Portanto, quanto maior a distância do local do derrame, maior o pH.

III. (E) danos não permanentes, pois é água corrente, e esse ácido será diluídocom o passar do tempo.

IV. (C) aumento momentâneo da temperatura da água no local, pois a dissoluçãode ácido sulfúrico em água é um processo exotérmico.

Resposta: D

Comentário


120



c) uso de fertilizantes e aterros sanitários/desmatamento/impermeabilização do solourbano.

d) lançamento de lixo nas ruas/uso de fertilizantes/construção de aterros sanitários.e) construção de barragens/uso de fertilizantes/construção de aterros sanitários.

Considere os seguintes acontecimentos ocorridos no Brasil:

– Goiás, 1987 – Um equipamento contendo césio radioativo, utilizadoem medicina nuclear, foi encontrado em um depósito de sucatas e aberto por pessoaque desconhecia o seu conteúdo. Resultado: mortes e consequências ambientais

sentidas até hoje.

– Distrito Federal, 1999 – Cilindros contendo cloro, gás bactericida utilizado emtratamento de água, en contrados em um depósito de sucatas, foram abertos porpessoa que desconhecia o seu conteúdo. Resultado: mortes, intoxicações econsequências ambientais sentidas por várias horas.

Para evitar que novos acontecimentos dessa natureza venham a ocorrer, foram feitasas seguintes propostas para a atuação do Estado:

I. Proibir o uso de materiais radioativos e gases tóxicos.

II. Controlar rigorosamente a compra, uso e destino de materiais radioativos e derecipientes contendo gases tóxicos.

A água constitui um recurso natural de grande importância para a sobrevivênciahumana e de outras espécies animais e vegetais.

A sua oferta no planeta está vinculada a um manejo adequado para aumentar aoferta e, mais do que isso, à preservação de sua qualidade e a um melhor aprovei-tamento.

O problema vinculado à água tornou-se um grande desafio do novo século, pois,

segundo os especialistas, a ação antrópica tem provocado alterações quantitativase qualitativas. Foram citados:

I. Contaminação de lençóis freáticos – que pode vir a ocorrer com o uso defertilizantes e com os aterros sanitários.

II. Diminuição da umidade do solo – cuja causa principal é o desmatamento, quenão permite maior absorção da água pelo solo; o escoamento se acentua eprovoca erosão, além de remover a camada orgânica. O solo sofre lixiviação(processo de lavagem pelas enxurradas).

III. Enchentes e inundações – devido à impermeabilização do solo urbano, pois oconcreto e o asfalto não permitem a infiltração da água e ela escoa geralmentepara as áreas baixas, inundando-as.

Resposta: C

Comentário


121



III. Instruir usuários sobre a utilização e descarte destes materiais.IV. Realizar campanhas de esclarecimentos à população sobre os riscos da radiação

e da toxicidade de determinadas substâncias.

Dessas propostas, são adequadas apenas

a) I e ll. b) I e lll.c) II e lll. d) I, III e IV.e) II, III e IV.

A tabela mostra a evolução da frota de veículos leves, e o gráfico, aemissão média do poluente monóxido de carbono (em g/km) porveículo da frota, na região metropolitana de São Paulo, no período de

1992 a 2000.

AnoFrota a Álcool(em milhares)

Frota a Gasolina(em milhares)

1992 1250 2500

1993 1300 2750

1994 1350 3000

1995 1400 3350

1996 1350 3700

1997 1250 3950

1998 1200 4100

1999 1100 4400

2000 1050 4800


Controlar a compra e o uso de materiais radioativos e tóxicos; instruir ou esclarecer

usuários e a população sobre os riscos da radiação nuclear são propostas queapelam ao bom senso e são necessárias para diminuir as possibilidades de ocorrerum outro acidente.A alternativa I é inviável, pois os materiais radioativos e outros tóxicos representamum importante papel nas pesquisas de medicina nuclear, na área de tecnologia, notratamento da água ou no desenvolvimento da produção industrial.Resposta: E

Comentário

122



Adaptado de Cetesb: relatório do ano de 2000.

Comparando-se a emissão média de monóxido de carbono dos veículos a gasolina ea álcool, pode-se afirmar queI. no transcorrer do período 1992-2000, a frota a álcool emitiu menos monóxido de

carbono.II. em meados de 1997, o veículo a gasolina passou a poluir menos que o veículo a

álcool.III. o veículo a álcool passou por um aprimoramento tecnológico.É correto o que se afirma apenas em

a) I b) I e II. c) II. d) III. e) II e III.

123

I. Correta.Pelo gráfico verifica-se que até meados de 1997 a emissão de CO pelo carro agasolina era maior que a do carro a álcool; e como a frota a gasolina sempre foimaior que a do carro a álcool, a emissão desse poluente pela frota dos carros aálcool é menor que a da frota dos carros a gasolina. A partir dessa data, peloaprimoramento tecnológico dos carros a gasolina, a emissão de CO passou aser menor que a do carro a álcool, mas mesmo assim a emissão desse poluentepela frota a gasolina continua a ser maior que a da frota a álcool, em razão do

maior número de carros. Exemplo: ano 2000

II. Correta.Devido ao aprimoramento tecnológico, o veículo a gasolina passou a poluirmenos que o veículo a álcool, a partir de meados de 1997.

III. Errada.

O aprimoramento tecnológico ocorreu no veículo a gasolina.Resposta: B

Álcool Gasolina

Carros: 1050 x 103 4800 x 103

Emissão de CO (g/km): 18 13

Total: 18900 x 103 62400 x 103

Comentário



124

As perturbações ambientais podem ser graves nos ambientes aquáticos e podemresultar principalmente da atividade humana.

Assim, o excesso de nutrientes minerais e os pesticidas usados no cultivo de

plantas acabam sendo carreados pelas chuvas para riachos, rios, represas, lagoas emar.Os esgotos domésticos e os efluentes orgânicos industriais lançados na água

entram em decomposição e originam nutrientes minerais.É o fenômeno da eutrofização ou eutroficação que causa grandes problemas

para a vida aquática.

Aves

Peixes

Zooplâncton

Fitoplâncton

Moléculas de inseticida


BIOLOGIA



125

Quando um reservatório de água é agredido ambientalmente por poluição de origemdoméstica ou industrial, uma rápida providência é fundamental para diminuir os danosecológicos. Como o monitoramento constante dessas águas demanda aparelhos carose testes demorados, cientistas têm-se utilizado de biodetectores, como peixes que sãocolocados em gaiolas dentro da água, podendo ser observados periodicamente.Para testar a resistência de três espécies de peixes, cientistas separaram dois gruposde cada espécie, cada um com cem peixes, totalizando seis grupos. Foi, então,adicionada a mesma quantidade de poluentes de origem doméstica e industrial, emseparado. Durante o período de 24 horas, o número de indivíduos passou a sercontado de hora em hora.Os resultados são apresentados abaixo.

Pelos resultados obtidos, a espécie de peixe mais indicada para ser utilizada comodetectora de poluição, a fim de que sejam tomadas providências imediatas, seria

a) a espécie III, pois como apresenta resistência diferente à poluição doméstica eindustrial, propicia estudos posteriores.

b) a espécie II, pois sendo a mais resistente, haveria mais tempo para testes.c) a espécie I, pois sendo menos resistente à poluição, morreria mais rapidamente

após a contaminação.d) as espécies I e III juntas, pois tendo resistência semelhante em relação à poluição,

permitem comparar resultados.

e) as espécies II e III juntas, pois como são pouco tolerantes à poluição, propiciam umrápido alerta.


50

0

100

Tempo (24 horas)

Númerodepeixes

50

0

100

Tempo (24 horas)

Númerodepeixes

50

0

100

Tempo (24 horas)

Númerodepeixes

Com poluentes domésticosCom poluentes industriais

Espécie I Espécie II

Espécie III



126

A espécie mais adequada para detecção da poluição aquática é a de peixe Iporque é eliminada rapidamente com o aumento da poluição.Resposta: C

Comentário

Um dos índices de qualidade do ar diz respeito à concentração de monóxido decarbono (CO), pois esse gás pode causar vários danos à saúde. A tabela abaixo mostraa relação entre a qualidade do ar e a concentração de CO.

Para analisar os efeitos do CO sobre os seres humanos, dispõe-se dos seguintesdados:

Suponha que você tenha lido em um jornal que na cidade de São Paulo foi atingidoum péssimo nível de qualidade do ar. Uma pessoa que estivesse nessa área poderia

a) não apresentar nenhum sintoma.b) ter sua capacidade visual alterada.c) apresentar fraqueza muscular e tontura. d) ficar inconsciente.e) morrer.


CONCENTRAÇÃO DE CO – PPM SINTOMAS EM SERES HUMANOS

10 Nenhum

15 Diminuição da capacidade visual

60 Dores de cabeça

100 Tonturas, fraqueza muscular

270 Inconsciência

800 Morte

QUALIDADE DO AR CONCENTRAÇÃO DE CO – PPM* (MÉDIA DE 8H)

Inadequada de 15 a 30

Péssima de 30 a 40

Crítica Acima de 40

*ppm (parte por milhão) = 1 micrograma (10–6g) de CO por grama de ar

Se você analisar, cuidadosamente, a tabela da concentração de CO e a dossintomas, perceberá que o péssimo nível de qualidade do ar (30 a 40 ppm) leva

à diminuição da capacidade visual.Resposta: B

Comentário



A Baixada de Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, apresenta a mais elevada taxa decrescimento populacional do município e, dentre os seus problemas ambientais,destaca-se o lançamento de esgotos in natura no seu sistema lagunar. Comoconsequência direta, estas lagunas passam a apresentar:

a) aumento das condições aeróbicas do lodo do fundo e redução da fotossínteseglobal.

b) aumento da biomassa de consumidores secundários e redução dos organismosautotróficos.

c) redução do assoreamento provocado pela carga de nutrientes oriundos dosesgotos.

d) aumento da diversidade de algas, de gastrópodes e dos peixes herbívoros.e) eutrofização, o que gera alta produtividade primária e grande biomassa de algas.

Os quadros apresentam atividades de potencial impacto ambiental e tipos de degra -dação ambiental que podem provocar.

O tipo de atividade e sua consequência mais frequente e direta é expressa pelaassociação

a) 1c, 2a e 3b. b) 1a, 2b e 3c. c) 1b, 2c e 3a.d) 1c, 2b e 3a. e) 1b, 2a e 3c.



ATIVIDADES TIPOS DE REPRODUÇÃO

1. mineraçãoa. impacto sobre a fauna, a flora e os ecos sis-

temas adjacentes.

2. instalação de usinas hidroeléticasb. drástica redução de animais de valores eco -

nômico e ecológico.

3. caça e pesca predatóriasc. degradação da paisagem e esterilização de

grandes áreas.

127

A decomposição da matéria orgânica contida nos esgotos domésticos acarretaa produção de nutrientes minerais, fenômeno conhecido por eutrofização, oque leva à grande multiplicação das algas do plâncton.Resposta: E

Comentário

A atividade mineradora, por meio de escavações na superfície terrestre, podepromover degradação da paisagem e esterilização de grandes áreas. Ainstalação de usinas hidroelétricas inunda áreas represadas, causando impactosobre a fauna, a flora e os ecossistemas adjacentes. A caça e a pesca predatóriascausam a redução de animais de valores econômico e ecológico.Resposta: A

Comentário



128

O DNA (ácido desoxirribonucleico)A molécula de DNA consiste de duas fitas helicoidais entrelaçadas, mantidas juntas

pelo pareamento das bases complementares (adenina com timina e citosina com

guanina). O RNA (ácido ribonucleico) apresenta uma única fita, tendo a base timinasubstituída por uracila.

RNA: uma cadeia de nucleotídeos unidos por fosfato.

G C

G C

G C

G C

A

T

T A

T A

T

T

T A

A

A

T

T

A

G C

GC

G C

T

DNA: duas cadeias de nucleotídeosformando dupla hélice. Observe o pareamento de adenina (A) comtimina (T) e de citosina (C) com guanina (G).

Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticosda biotecnologia, considerando estruturas e processosbiológicos envolvidos em produtos biotecnológicos.



O texto abaixo serve para as questões 1 e 2.

RELAÇÃO DE CHARGAFF

Erwin Chargaff, bioquímico austríaco, analisando os DNAs de várias espécies,descobriu que, qualquer que fosse o DNA estudado, a quantidade da base adenina erasempre igual à quantidade de timina e que a quantidade de citosina era sempre igualà de guanina. Assim, apareceu a célebre relação de Chargaff: A = T e C = G ou A/T = C/G = 1.

Considere uma molécula de DNA cuja quantidade de citosina é igual a 16%.Assinale a alternativa que apresenta as quantidades das demais bases.

Numa das cadeias de um certo tipo de DNA, a relação A/T = 3/4. Daí concluímos quena outra cadeia essa relação deve ser igual a

a) 1,33 b) 1,45 c) 1,55 d) 1,63 e) 1,75

Bactérias foram cultivadas em um meio nutritivo contendo timina radioativa, por cente -nas de gerações. Dessa cultura, foram isoladas 100 bactérias e transferidas para ummeio sem substâncias radioativas. Essas bactérias sofreram três divisões no novo meio,produzindo 800 bactérias. A análise dos ácidos nucleicos mostrou que, dessas 800

bactérias,




Adenina Guanina Timina

a) 34% 16% 34%

b) 16% 34% 34%

c) 25% 25% 25%

d) 50% 25% 25%

e) 33,5% 33,5% 33%

129

Como C = G, temos que G = 16%C + G = 32%

A +T = 100% – 32%= 68%Portanto: A = T = 34%Resposta: A

Comentário

Devido à complementação A – T e C – G, na outra cadeia a relaçãoA/T = 4/3 = 1,33.Resposta: A

Comentário



a) 100 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA.b) 200 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA.c) 400 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA.d) 200 apresentavam o DNA e o RNA marcados.e) todas apresentavam o DNA e o RNA marcados.

Sobre a molécula de DNA, abaixo esquematizada, pode-se afirmar:

I. É constituída por duas cadeias idênticas de nucleotídeos,ligadas por pontes de hidrogênio.

II. Para funcionar como gene, apresenta duas propriedadestípicas: a replicação e a transcrição.

III. O que distingue dois DNAs de origem diferente é o valor

característico da relação .

IV. É encontrada na composição química de cromossomos,cloroplastos e mitocôndrias.

V. É formada apenas por 4 tipos de nucleotídeos.

Estão corretas:

a) apenas I e IV. b) apenas I, III e V. c) apenas, I, II e III.d) apenas II, IV e V. e) I, II, III, IV e V.

Os organismos transgênicos são aqueles que tiveram o seu material genéticomodificado pela introdução e incorporação de genes provenientes de outra espécie eque agora podem ser transmitidos para as gerações futuras.

Plantas TransgênicasA transferência de um gene de um organismo para outro é feita por um elemento

conhecido por vetor. Na obtenção de plantas transgênicas, o vetor mais usado é abactéria Agrobacterium tumefaciens, causadora dos tumores de galha que ocorremnos vegetais.


A + C——––––

G + T

34 A

20 A

3.4A

130

Devido à replicação semiconservativa do DNA, a marcação aparecerá em 200moléculas. O RNA nunca apresentará a marcação, por não conter timina.Resposta: B

Comentário

I. Incorreta. As cadeias não são idênticas, mas sim complementares.III. Incorreta. O que distingue dois DNAs de origens diferentes é a relação

.

Resposta: D

A + T——––––c + q

Comentário



Quando um vegetal é infectado pelo Agrobacterium, o T-DNA, uma parte doplasmídeo, chamado Ti, é transferida para o DNA da planta. Contendo genes para a

produção dos hormônios vegetais: auxina e citocinina, o T-DNA provoca um desequi -líbrio no crescimento, originando o tumor de galha.

A Engenharia Genética é capaz de extrair genes do T-DNA e substituí-los por genesde outros organismos. O gene estranho que é incorporado ao genoma da bactériapode ser transcrito e traduzido, determinando o seu caráter.

O Milho TransgênicoUm gene da bactéria Bacillus thruringiensis, enxertado no genoma do milho,

tornou a planta resistente ao ataque das lagartas de insetos que a parasitam. No caso,o gene bacteriano produz uma proteína que mata as lagartas.

A Soja TransgênicaA soja comum morre quando recebe uma aplicação de Roundup, um dos her -

bicidas mais usados na agricultura. A soja transgênica incorporou um gene bacteria-no que a tornou resistente ao Roundup. Deste modo, quando o herbicida é aplicado,apenas as ervas daninhas são destruídas.

A formação do tumor de galha.

A biotecnologia tornou possível a transferência de material genético entre os maisdiversos organismos. Os conhecimentos da área são aplicados com sucesso naprodução industrial da insulina e do hormônio de crescimento, que são administrados

a pacientes de todo o planeta. Sobre a produção de organismos geneticamentemodificados, é correto afirmar:


t T-DNA

T-DNAPlasmídeo Ti

Cromossomo

Célula transformadada planta

DNA-cromossômico

Galha

131

Clones de bactérias.



132

a) Fragmentos de DNA exógeno são insertos no genoma de células hospedeiraspor meio de plasmídeos.

b) O genoma exógeno é inserto no núcleo hospedeiro por meio de vetores proteicosconhecidos como plasmídeos.

c) O DNA gênico endógeno é inserto no núcleo de células hospedeiras por meio deplastídeos funcionais.

d) O DNA endógeno é transferido para genomas hospedeiros por meio deplasmídeos mitocondriais.

e) Fragmentos de genes exógenos são insertos no genoma das células hospedeiraspor meio de plastídeos nucleares.

A Embrapa possui uma linhagem de soja transgênica resistente ao herbicida IMAZAPIR.A planta está passando por testes de segurança nutricional e ambiental, processo queexige cerca de três anos. Uma linhagem de soja transgênica requer a produção inicialde 200 plantas resistentes ao herbicida e destas são selecionadas as dez mais“estáveis”, com maior capacidade de gerar descendentes também resistentes. Essesdescendentes são submetidos a doses de herbicida três vezes superiores às aplicadasnas lavouras convencionais. Em seguida, as cinco melhores são separadas e apenas

uma delas é levada a testes de segurança. Os riscos ambientais da soja transgênica sãopequenos, já que ela não tem possibilidade de cruzamento com outras plantas e operigo de polinização cruzada com outro tipo de soja é de apenas 1%.A soja transgênica, segundo o texto, apresenta baixo risco ambiental porque

a) a resistência ao herbicida não é estável e assim não passa para as plantas-filhas.b) as doses de herbicida aplicadas nas plantas são 3 vezes superiores às usuais.c) a capacidade da linhagem de cruzar com espécies selvagens é inexistente.d) a linhagem passou por testes nutricionais e após três anos foi aprovada.e) a linhagem obtida foi testada rigorosamente em relação a sua segurança.

Os transgênicos tomaram o Brasil de assalto. A sociedade testemunha hoje uma dis -cussão incentivada pela produção de soja geneticamente modificada e polarizada entreargumentos contrários e favoráveis. A introdução da soja e de outras plantas transgênicastem gerado muita polêmica, pois, apesar de seus inúmeros benefícios, não há aindacomo avaliar os riscos que os organismos transgênicos apresentam. Entre os benefícios

e os riscos provocados pela utilização desses organismos, podemos considerar:I. Ocorrência de alergias nas pessoas.



A transferência de um gene pode ser feita pela introdução desse materialgenético nos plasmídeos de bactérias.Resposta: A

Comentário

O grande problema que pode ocorrer com os organismos transgênicos é apossibilidade de, na polinização cruzada, o gene da transgenia ser transmitidoàs espécies selvagens.Resposta: C

Comentário



II. Obtenção de bactérias produtoras de hormônios.III. Proteção de plantas resistentes a determinados tipos de pragas agrícolas e

herbicidas.IV. Transmissão acidental de genes não desejáveis de uma espécie de ser vivo para

outra.V. Redução da quantidade de agrotóxicos no meio ambiente.Quais afirmativas indicam benefícios decorrentes da utilização de organismos aos quaisa questão faz referência?

a) I, II e III. b) I, II e V. c) I, III e IV.d) II, III e V. e) III, IV e V.

Analise o texto:“Cientistas sul-coreanos clonam pela primeira vez um cachorro, utilizando uma célulaobtida da orelha do pai genético. Os cientistas tiraram material genético da célula e ocolocaram em um óvulo esvaziado do seu núcleo, posteriormente estimulado paraque se dividisse e virasse um embrião dentro da mãe adotiva, da raça Labrador. Oanimal clonado, da raça Afgham, recebeu o nome de Snuppy , e nasceu 60 dias após.”

A partir do texto e do que se conhece sobre clonagem, podemos afirmar corretamenteque

a) é possível obter células-tronco embrionárias usando-se células diferenciadas de

um adulto.b) usando o mesmo pai genético, é possível obter um outro clone que seja fêmea.c) o clone gerado terá o genótipo Afgham e o fenótipo Labrador e será do sexo

masculino.d) o núcleo do óvulo inserto em uma célula de orelha anucleada origina uma fêmea

Labrador.e) o ambiente celular do Labrador alterou a expressão genotípica do núcleo

transplantado.


133

I. Falsa.II. Genes humanos como aquele que produz a insulina podem ser introduzidosem bactérias.

III. Genes transferidos para plantas podem torná-las resistentes a pragasagrícolas.

IV. Falsa.V. Genes podem tornar plantas resistentes a pragas evitando-se a excessiva

aplicação de agrotóxicos.Resposta: D

Comentário

Células adultas podem ser utilizadas, atualmente, com células-tronco. O núcleodestas células é retirado e introduzido num óvulo anucleado. A nova célula

assim obtida pode ser induzida a multiplicar-se e a produzir um novo ser vivo.Resposta: A

Comentário



A Física teve seu maior desenvolvi-mento do século XVIII até nossos dias, semdar indícios de que os esforços em suas

pesquisas serão arrefecidos no futuro.Além disso, foi o sustentáculo teóricopara a construção do mundo tecnológicoem que vivemos, cabendo-lhe parte daculpa dos impactos em ambientes naturaisdecorrentes das atividades sociais ou eco -nômicas, envolvendo, inclusive, interessescontraditórios do Neocolonialismo, dasGrandes Guerras Mundiais e da Guerra Fria.

O século XX deixou visível que o papelda Ciência pode convergir, tanto para aconstrução de um mundo mais solidário e

harmonioso, como para a própria destrui-ção da humanidade e do meio ambiente.Os avanços nos setores da construção civil, dos transportes, da Informática e daMedicina ocorreram paralelamente à fabricação de armas de guerra, ao aquecimentoglobal, à destruição da camada de ozônio e ao desmatamento.

Nas guerras, fica evidente o uso da Ciência afavor de interesses, sem considerar a mortede pessoas ou a destruição do ambiente.

134

Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentesde atividades sociais ou econômicas, considerandointeresses contraditórios.

O modelo econômico atual baseado naqueima de combustíveis fósseis, apesar do progresso atingido, mostrou-se gradativa-mente, destrutivo em relação ao meio am-

biente.

A Física tem sido questionada sobre um modelomenos agressivo ao meio ambiente. A soluçãonão é científica, mas sim política. Entretanto, aadoção de fontes de energia alternativas não

poluidoras parece ser inevitável.

(FÍSICA)



A tabela ao lado representa a sonoridade média, em decibéis (dB), de vários sons.Assinale a alternativa correta.a) A sonoridade relaciona-se com o timbre do som.b) A poluição sonora ocorre apenas acima de 140 dB.c) Entre o cochicho e a conversação normal, há um aumento de 70 dB na

sonoridade.d) Os marinheiros, no convés de um porta-aviões, devem usar protetores de ouvido

no momento da decolagem das aeronaves.e) O nível sonoro ideal para uma sala de aula deve estar entre 80 e 90 dB, durante

a exposição de conteúdos pelo professor.

EFEITO ESTUFA: UM ALERTA PARA O CONTROLE DA POLUIÇÃO

“O efeito estufa: alguns materiais têm o que se pode chamar de ‘transparênciaseletiva’, ou seja, são transparentes a radiações de certa frequência e opacos a outras.O gás carbônico (CO2) tem tal propriedade: ele é transparente à luz visível e opaco aoinfravermelho ou radiação térmica.A quantidade de CO2 misturada na atmosfera durante muito tempo foi a ideal paraa manutenção do equilíbrio ecológico no planeta. Se fosse menor, a Terra irradiariamuito calor para o espaço, resfriando-se; por outro lado, se a quantidade de CO2 fossemaior, a energia térmica se acumularia, aquecendo o planeta. Nas últimas décadas, oser humano tem aumentado apreciavelmente a concentração de CO2 na atmosfera,principalmente pela queima de hidrocarbonetos (petróleo, gás natural etc.), além deprovocar um sério desequilíbrio no meio ambiente, destruindo os organismosresponsáveis pela reciclagem do gás carbônico (pergunte ao seu professor de Biologiaque organismos são estes e qual a sua função no ecossistema terrestre).


Vapor da água

Gás carbônico

Atmosfera


135

Nas proximidades de um avião a plena potência, o nível sonoro (140dB) superao limiar da dor (120dB).Resposta: D

Comentário



Como resultado do aumento da concentração de CO2 na atmosfera, a temperaturamédia do planeta poderá aumentar de maneira alarmante, o que provocará danos

terríveis à Terra. A tal fenômeno dá-se o nome de efeito estufa.”

O efeito descrito no texto é semelhantea) ao aquecimento terapêutico de estruturas musculares inflamadas com lâmpadas

que emitem radiação infravermelha.b) ao aquecimento do ar no interior de um carro com os vidros fechados sob o sol

de verão.c) ao movimento das massas de ar no interior de uma geladeira.d) ao poder de absorção de calor dos corpos cobertos por tinta escura, quando

expostos à radiação ultravioleta.e) à reflexão da radiação infravermelha nas roupas prateadas usadas pelos

bombeiros.

O conhecimento dos processos de resfriamento dos alimentos dentro de uma geladeirapode contribuir pa ra tomarmos providências, no sentido de diminuirmos o tempo defuncionamento do seu motor e, consequentemente, o consumo de energia elétrica.

Considere as seguintes proposições sobre ofuncionamento de uma geladeira doméstica:

I. O principal tipo de transmissão de calorinterno da geladeira é a convecção, porisso não convém abri-la com frequência.

II. As prateleiras de grades (não inteiriças)facilitam a circulação das massas de ar ediminuem o tempo de resfriamento.

III. O congelador é sempre instalado na partesuperior, para que o ar se resfrie na suapresença e desça, dando lugar ao ar maisquente, que sobe.

IV. A porta bem vedada e as paredes preen-chidas com isolantes minimizam as trocasde calor com o ambiente externo.


a) I, II, III e IV. b) II, III e IV, apenas. c) I, III e IV, apenas.d) II e IV, apenas. e) I e II, apenas.


136

O vidro é transparente à luz visível que entra no carro e opaco ao infravermelhoemitido pelo interior aquecido do veículo.Resposta: B

Comentário

Todas as afirmativas são corretas e contribuem para a redução de consumo deenergia pela geladeira.Resposta: A

Comentário



137

(UFPA) – Um expressivo polo de ferro-gusa tem se implantado ao longo da ferroviade Carajás, na região sudeste do Pará, o que ensejou um aumento vertiginoso naprodução de carvão, normalmente na utilização de fornos conhecidos como “rabos-quentes”, que a foto abaixo ilustra. Além dos problemas ambientais causados poresses fornos, a questão relativa às condições altamente insalubres e desumanas a queos trabalhadores são submetidos é preocupante. A enorme temperatura a que chegamtais fornos propaga uma grande quantidade de calor para os corpos dos trabalhadoresque exercem suas atividades no seu entorno.

Com base nas informações referidas no texto acima, analise as seguintes afirmações:I. O gás carbônico (CO2) emitido pelos fornos é um dos agentes responsáveis pelo

aumento do efeito estufa na atmosfera.II. Nas paredes do forno, o calor se propaga pelo processo de convecção.III. O calor que atinge o trabalhador se propaga predominantemente através do

processo de radiação.IV. O deslocamento das substâncias responsáveis pelo efeito estufa é consequência

da propagação do calor por condução.Estão corretas somente

a) I e II b) I e III c) II e III d) III e IV e) II e IV


I) CORRETO. O CO2 (dióxido de carbono) é o principal gás estufa que, juntocom outros, produzem o aquecimento global.

II) FALSO. Nas paredes do forno o calor se propaga por condução.III) CORRETO. O trabalhador recebe, principalmente, a radiação infravermelha

produzida na queima do carvão. Essa radiação é absorvida pela sua pele.IV) FALSO. Os gases estufa sobem para a atmosfera terrestre através da

convecção.Resposta: B

Comentário



139

5. Poluição

A poluição atmosférica, do solo e da água causa graves alterações no meioambiente.

Chuva ácida é o termo utilizado para designar precipitações com valores de pH infe-riores a 5,6. As principais substâncias que contribuem para esse processo são os óxidosde nitrogênio e de enxofre provenientes da queima de combustíveis fósseis e, também,de fontes naturais. Os problemas causados pela chuva ácida ultrapassam fronteiraspolíticas regionais e nacionais. A amplitude geográfica dos efeitos da chuva ácida estárelacionadas principalmente com

a) a circulação atmosférica e a quantidade das fontes emissoras de óxidos denitrogênio e de enxofre.

b) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre e a redehidrográfica.

c) a topografia do local das fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre eo nível dos lençóis freáticos.

d) a quantidade de fontes emissoras de óxidos de nitrogênio e de enxofre e o níveldos lençóis freáticos.

e) a rede hidrográfica e a circulação atmosférica.

As florestas tropicais úmidas contribuem muito para a manutenção da vida no planeta,por meio do chamado sequestro de carbono atmosférico. Resultados de observaçõessucessivas, nas últimas décadas, indicam que a floresta amazônica é capaz de absorveraté 30 milhões de toneladas de carbono por ano. Conclui-se, portanto, que as florestasexercem importante papel no controle

a) das chuvas ácidas, que decorrem da liberação, na atmosfera, de dióxido decarbono resultante dos desmatamentos por queimadas.

b) das inversões térmicas, causadas pelo acúmulo de dióxido de carbono resultanteda não-dispersão dos poluentes para as regiões mais altas da atmosfera.

c) da destruição da camada de ozônio, causada pela liberação, na atmosfera, dedióxido de carbono contido nos gases do grupo dos clorofluorcarbonos.

d) do efeito estufa provocado pelo acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera,resultante da queima de combustíveis fósseis, como carvão mineral e petróleo.

A amplitude geográfica ou espacial dos efeitos das precipitações ácidas abrangeas fontes de emissão dos poluentes, sobretudo óxidos de nitrogênio e enxofre,as condições gerais de circulação atmosférica, visto que as precipitações ácidasnão necessariamente ocorrem apenas junto às fontes emissoras.Resposta: A

Comentário





e) da eutrofização das águas, decorrente da dissolução, nos rios, do excesso de dióxidode carbono presente na atmosfera.

À produção industrial da celulose e de papel estão associados alguns problemas

ambientais. Um exemplo são os odores característicos dos compostos voláteis deenxofre (mercaptanas) que se formam durante a remoção da lignina da principalmatéria-prima para a obtenção industrial das fibras celulósicas que formam o papel:a madeira. É nos estágios de branqueamento que se encontra um dos principaisproblemas ambientais causados pelas indústrias de celulose. Reagentes como cloro ehipoclorito de sódio reagem com a lignina residual, levando à formação de compostosorganoclorados. Esses compostos, presentes na água industrial, despejada em grandequantidade nos rios pelas indústrias de papel, não são biodegradáveis e acumulam-senos tecidos vegetais e animais, podendo levar a alterações genéticas.

Celênia P. Santos, et al. Papel: como se fabrica? In: Química novana escola, nº 14, p. 3-7 (com adaptações)

Para se diminuírem os problemas ambientais decorrentes da fabricação do papel, érecomendável

a) a criação de legislação mais branda, a fim de favorecer a fabricação de papelbiodegradável.

b) a diminuição das áreas de reflorestamento, com intuito de reduzir o volume demadeira utilizado na obtenção de fibras celulósicas.

c) a distribuição de equipamentos de desodorização à população que vive nasadjacências de indústrias de produção de papel.

d) o tratamento da água industrial, antes de retorná-la aos cursos d’água, com oobjetivo de promover a degradação dos compostos orgânicos solúveis.

e) o recolhimento, por parte das famílias que habitam as regiões circunvizinhas, dosresíduos sólidos gerados pela indústria de papel, em um processo de coleta seletivade lixo.

Cloro e hipoclorito de sódio reagem com a lignina residual, levando à formaçãode compostos organoclorados. Estes não são biodegradáveis e estão presentesna água industrial, despejada em grande quantidade nos rios. Deve-se,portanto, fazer o tratamento da água industrial, antes de retorná-la aos cursosd’água, com o objetivo de promover a degradação dos compostos orgânicossolúveis.

Resposta: D

Comentário

As florestas fixam o CO2 atmosférico durante a fotossíntese, reduzindo oacúmulo de CO2 no ar e minimizando o efeito estufa.Resposta: D

Comentário


140



Diretores de uma grande indústria siderúrgica, para evitar o desmatamento e adequara empresa às normas de proteção ambiental, resolveram mudar o combustível dosfornos da indústria. O carvão vegetal foi então substituído pelo carvão mineral.Entretanto, foram observadas alterações ecológicas graves em um riacho dasimediações, tais como a morte dos peixes e dos vegetais ribeirinhos. Tal fato pode ser justificado em decorrência

a) da diminuição de resíduos orgânicos na água do riacho, reduzindo a demanda deoxigênio na água.

b) do aquecimento da água do riacho devido ao monóxido de carbono liberado naqueima do carvão .

c) da formação de ácido clorídrico no riacho a partir da combustão na água,diminuindo o pH.d) do acúmulo de elementos no riacho, tais como, ferro, derivados do novo

combustível utilizado.e) da formação de ácido sulfúrico no riacho a partir dos óxidos de enxofre liberados

na combustão.


O carvão mineral contém como impureza a substância enxofre. A queima docarvão mineral produz dióxido de enxofre, que vai poluir o ar. No ar, teremos aoxidação do dióxido de enxofre, que vai produzir trióxido de enxofre. O trióxido

de enxofre em contato com a água do riacho vai produzir ácido sulfúrico. Asequações químicas citadas são:

S + O2→ SO2

SO2 + 1/2O2→ SO3

H2O + SO3→ H2SO4

Resposta: E

Comentário

141



Ocorre poluição toda vez que uma substância de origem natural ou produzidapelo homem acarreta desequilíbrio nos ecossistemas. Assim, a atividade vulcânicalançando na atmosfera cinzas e gases de enxofre provoca poluição.

O homem, por meio de atividades industriais, é responsável por grande parte dapoluição.

PRINCIPAIS POLUENTES E OS SEUS EFEITOS

PoluentesPrincipais

fontes de emissãoDanos à saude

CO (monóxido

de carbono)

Carros a gasolina

(49%), carros a álcool

(17%), veículos a

diesel (28%).

O CO se liga à hemoglobina no sangue no lugar

do oxigênio. Em altas concentrações, prejudica a

oxigenação do organismo, causando diminuição

dos reflexos e da acuidade visual. Pessoas com

problemas cardíacos e circulatórios são as mais

prejudicadas.

PI (partículas

inaláveis)

Veículos a diesel(30%), carros a gaso-

lina (10%), indústrias

(10%).

Instalam-se nos pulmões, diminuindo a capa-cidade respiratória. O material particulado pode

aumentar os efeitos fisiológicos de outros gases

presentes no ar.

O3

(ozônio)

É formado pela rea-

cão dos hidrocarbo-

netos e óxidos de

nitrogênio na presen-

ça de luz solar.

Irritação dos olhos e vias respiratórias, diminuição

da capacidade pulmonar, envelhecendo precoce e

corrosão dos tecidos. Pessoas com asma são mais

suscetíveis aos efeitos do ozônio.

HC

(hidrocarboneto)

Carros a gasolina

(53%), veículos adiesel (21%), carros a

álcool (19%).

Os hidrocarbonetos diminuem a capacidade

sanguínea de transportar oxigênio e afetam os

sistemas cardiovascular, nervoso e o pulmão. Oshidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno e

xileno) são cancerígenos.

NO2 (dióxido

de nitrogênio)

Veículos a diesel

(81%), carros a ga-

solina (10%), carros a

álcool (5%).

Pode penetrar profundamente no sistema

respiratório, podendo dar origem a substâncias

mutagênicas e carcinogênicas. É também um

irritante, podendo conduzir a sintomas que

lembram os do enfisema.

SO2 (dióxido

de enxofre)

Veículos a diesel

(77%), indústrias

(15%), carros a ga-

solina (8%).

Altas concentrações provocam irritação no sistema

respiratório e problemas cardiovasculares. A

concentração deste poluente tem-se mantido

abaixo dos níveis aceitáveis nos últimos 10 anos.

142

Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentesde atividades sociais ou econômicas, considerandointeresses contraditórios.

BIOLOGIA



143

No estudo do clima, o problema da poluição atmosférica vem ganhando papel dedestaque em virtude das consequências que ela traz. Seguem-se abaixo algumasassertivas sobre o tema. Analise-as atentamente.I. Um dos maiores poluidores, o gás carbônico, poluente primário, é lançado direta -

mente na atmosfera, colaborando também para o efeito estufa.II. O ozônio, que alguns autores afirmam também participar do efeito estufa, é um

poluente secundário, pois é formado na atmosfera, a partir da reação de outroscomponentes.

III. Um destaque especial, quanto à poluição atmosférica, pode ser atribuído à cidadede São Paulo, cujo relevo facilita o fenômeno da inversão térmica, con centrandoainda mais os gases poluidores.

IV. Por se encontrar numa área litorânea sujeita à brisa marinha, a cidade do Rio deJaneiro não apresenta poluição atmosférica, pois os fumos lançados por suasfábricas são totalmente dispersados pelo vento.

Está(ão) correta(s)

a) I apenas. b) I, II e III. c) III e IV.d) II, III e IV. e) todas.

A quantidade de dióxido de carbono vem aumentando significativamente naatmosfera. Nos últimos 100 anos, a sua concentração passou de 0,029% para quase0,04% da composição atmosférica. É uma consequência desse fato

a) a proliferação de dinoflagelados, causando a maré vermelha.

b) a diminuição significativa da temperatura média na superfície terrestre.c) a combinação irreversível com a molécula de hemo globina, inutilizando-a para o

transporte de oxigênio.d) a eutrofização de ambientes aquáticos, ocasionando a multiplicação de bactérias

aeróbias.e) a redução do pH da água do mar e a alteração do equilíbrio entre os íons

carbonato e bicarbonato.



Sobre a assertiva IV, a cidade do Rio também apresenta níveis de poluição atmos-férica, pois, mesmo com constantes ventos litorâneos, a Baixada Fluminense,onde se encontra a maioria das fábricas, é uma área deprimida, na qual a atmos-

fera tem dificuldade de circular.Resposta: B

Comentário

Se o CO2, ao se dissolver na água do mar, formar o ácido carbônico, provocaráa redução do pH da água, tornando-a mais ácida. Isso poderá alterar a popu-lação de fitoplânctons e consequentemente a dos componentes das cadeias

alimentares marinhas.Resposta: E

Comentário



No Brasil, muitos rios estão ficando poluídos e podem tornar-se iguais ao Tietê, o maispoluído de todos. O Rio Pinheiros, em São Paulo, o Guaíba, em Porto Alegre, e oCapiberibe, em Recife, são alguns exemplos. O lançamento de esgoto doméstico eindustrial ainda é frequente em muitos rios brasileiros. A respeito dos rios poluídosbrasileiros, pode-se afirmar que

a) são irrecuperáveis, devido à sua localização e ao nível de poluição atingindo.b) a baixa concentração de oxigênio de suas águas impossibilita sua despoluição.c) passaram pela eutrofização, e muitas bactérias anaeróbias sobrevivem neles.d) poderão abrigar somente invertebrados, se forem despoluídos.e) passaram pelo assoreamento e tenderão a desaparecer em pouco tempo.

Uma teoria sobre o aquecimento global da Terra pro põe que a elevação da

temperatura está relacionada, principalmente, com o crescente aumento do teor degás carbônico atmosférico. O gás carbônico, assim como os vidros transparentes deuma estufa usada no cultivo de flores, permite a entrada de luz solar, mas dificulta adissipação do calor para o espaço. Esse comportamento

a) é a causa da chuva ácida.b) leva à destruição da camada de ozônio.c) provoca a solidificação de grandes massas de água nos polos.d) é, possivelmente, minimizado pela presença de alguns aerossóis (partículas em

suspensão na atmosfera), que rebatem a luz solar, diminuindo a radiação queaquece a Terra.

e) não interfere na temperatura da superfície do pla neta.



144

O lançamento de esgotos provoca a eutrofização (aumento de nutrientesminerais), o que leva à proliferação de algas, falta de O2 e morte dos aeróbios.Resposta: C

Comentário

Se a radiação solar que aquece a Terra pode ser refletida por partículas em sus-pensão na atmosfera, pode ocorrer uma diminuição do efeito estufa .Resposta: D

Comentário



1. Genética MolecularA Genética Molecular reinterpreta

a Genética Mendeliana em termosmoleculares. Ela lida com o materialgenético estudando

1. a estrutura e a replicação doDNA;

2. a transcrição do DNA pro-duzindo o RNA;

3. a tradução de RNA em pro-teína no ribossomo.

2. O Código GenéticoNo RNAm, cada trio de bases

constitui um códon e codifica umaminoácido. O código é degenerado

porque existem 64 códons paracodificar 20 aminoácidos. Por ser omesmo para todos os seres vivos, ocódigo é universal.

SEGUNDA BASE

U C A G

U

UUU

pheUUC

UUA

leuUUG

UCU

UCCser

UCA

UCG

UAU

tyrUAC

UAA terminal

UAG terminal

UGU

cysUGC

UGA terminal

UGG try

U

C

A

G

C

CUU

CUC

leuCUA

CUG

CCU

CCC

proCCA

CCG

CAU

CAChis

CAA

CGGgln

CGU

CGCarg

CGA

CGG

U

C

A

G

A

AUU

AUCileu

AUA

AUG

met

ACU

ACCthr

ACA

ACG

AAUasn

AAC

AAAlys

AAG

AGUser

AGC

AGAarg

AGG

U

C

A

G

G

GUU

GUCval

GUA

GUG

GCU

GCCala

GCA

GCG

GAUasp

GAC

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GAG

GGU

GGCgly

GGA

GGG

U

C

A

G

P r i m e i r a B a s e

T e r c e i r a B a s e

Competência de área 4 – Compreender interações

entre organismos e ambiente, em particular aquelasrelacionadas à saúde humana, relacionando conhe-cimentos científicos, aspectos culturais e caracterís -ticas individuais.

Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, pre-vendo ou explicando a manifestação de características

dos seres vivos.

145



O aminoácido leucina pode ser codificado por mais de uma trinca de nucleotídeos doDNA (AAT, GAA e outras). Assim sendo, podemos dizer queI. o código genético é degenerado, o que significa que um aminoácido pode ser

codificado por mais de uma trinca.lI. um aminoácido pode ser codificado por apenas uma trinca de nucleotídeos de

DNA.III. assim como a leucina pode ser codificada por diferentes trincas, uma determinada

trinca também pode codificar diferentes aminoácidos.Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

a) apenas Ill. b) apenas lI. c) apenas I.

d) I e III. e) nenhuma delas.

Define-se genoma como o conjunto de todo o material genético deuma espécie, que, na maioria dos casos, são as moléculas de DNA.Durante muito tempo, especulou-se sobre a possível relação entre o

tamanho do genoma – medido pelo número de pares de bases (pb) –, o número deproteínas produzidas e a complexidade do organismo. As primeiras respostas começama aparecer e já deixam claro que essa relação não existe, como mostra a tabela abaixo.

(Fonte: www.chs.dtu.ck e www.nobi.nim.nh.gov)

De acordo com as informações acima:

a) o conjunto de genes de um organismo define o seu DNA.b) a produção de proteínas não está vinculada à molécula de DNA.c) o tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao número de proteínas

produzidas pelo organismo.d) quanto mais complexo o organismo, maior o tamanho de seu genoma.



Espécie Nomecomum

Tamanhoestimado

do genoma

Número deproteínasdescritas

Oryza saltiva Arroz 5.000.000.000 224.181

Mus musculus Camundongo 3.454.200.000 249.081

Homo sapiens Homem 3.400.000.000 459.114

Rattus norvegicus Rato 2.900.000.000 109.077

Drosophila melanogasler Mosca-da-fruta 180.000.000 86.255

146

II. Incorreta. Um aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca denucleotídeos.

III. Incorreta. Uma trinca não pode codificar diferentes aminoácidos.Resposta C

Comentário



e) genomas com mais de um bilhão de pares de bases são encontrados apenas nosseres vertebrados.

Em condições experimentais favoráveis, foi realizada a síntese de polipeptídeos emtubos de ensaio, usando-se moléculas de RNAm, constituídas somente de Uracila.Apesar de haver nos tubos os vinte (20) tipos de aminoácidos, o resultado foi a síntese

de um polipeptídeo constituído por um só aminoácido, muitas vezes repetido: a fe-nilalanina.Pelos resultados obtidos, pode-se afirmar que

a) o códon “UUU” no RNAm corresponde à colocação de qualquer tipo deaminoácido na cadeia polipeptídica em formação, pois o código genético éuniversal.

b) o códon “UUU” no RNAm corresponde à colocação do aminoácido fenilalaninana cadeia polipeptídica em formação.

c) o aminoácido fenilalanina pode ser codificado por dois ou mais códons, pois ocódi-go genético é degenerado.

d) o códon “UUU” no RNAm corresponde à colocação dos anticódons “AAA” nacadeia polipeptídica em formação.

e) o experimento realizado não permitiu que se chegasse a nenhuma conclusão.

O código genético é considerado degenerado porque

a) um aminoácido só pode ser codificado por mais de um trio de nucleotídeos.b) alguns aminoácidos podem ser codificados por mais de um trio de nucleotídeos.c) determinados trios de nucleotídeos podem corresponder a mais de um

aminoácido.d) com o tempo, alguns trios de nucleotídeos degeneram-se, deixando de codificar

aminoácidos.e) uma mutação pode alterar a sequência de um trio de nucleotídeos.



147

A análise da tabela mostra que não existe uma relação direta entre o tamanhodo genoma de um organismo e o número de proteínas que ele produz.Resposta: C

Comentário

A experiência realizada decifrou o primeiro códon UUU que codifica a fenilanina.Resposta: B

Comentário

O código genético é degenerado porque um aminoácido pode ser codificadopor mais de um códon.

Resposta: B

Comentário



1. A ImunidadeImunidade é a capacidade de defesa do organismo contra doenças infecciosas

produzidas por micro-organismos. No quadro a seguir, identificamos os dois tipos deimunidade: ativa e passiva.

A bactéria causadora do tétano produz esporos que podem penetrar no corpo atravésde lesões na pele, liberando toxinas que atuam sobre os nervos motores, provocandofortes contrações musculares e ocasionando a morte por parada respiratória e cardíaca,se a pessoa não for tratada a tempo.

Observe os gráficos A e B:

Considerando uma criança que sofreu um ferimento na perna, quando brincava naterra, identifique o procedimento mais seguro a ser adotado para evitar o tétano e o

gráfico correspondente a esse procedimento.


Tempo

Níveldeanticorpos A

Tempo

Níveldeanticorpos B

Tipos Conteúdo Ação

Vacina Antígenos Profilática

Soro Anticorpos Terapêutica

148

Identificar padrões em fenômenos e processos vitaisdos organismos, como manutenção do equilíbriointerno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade,entre outros.

Quando a criança recebe a vacinaSabin, seu organismo produz anti-cor pos capazes de combater o vírusda poliomielite.



Fenômenos biológicos podem ocorrer em diferentes escalas de tempo.Assinale a opção que ordena exemplos de fenômenos biológicos, domais lento para o mais rápido:

a) germinação de uma semente, crescimento de uma árvore, fossilização de umasamambaia.

b) fossilização de uma samambaia, crescimento de uma árvore, germinação de umasemente.

c) crescimento de uma árvore, germinação de uma semente, fossilização de umasamambaia.

d) fossilização de uma samambaia, germinação de uma semente, crescimento deuma árvore.

e) germinação de uma semente, fossilização de uma samambaia, crescimento deuma árvore.


Procedimento Gráfico

a)Administraçãoda vacina antite-tânica

O gráfico B, que evidencia as três doses de vacina que sãonecessárias para aumentar os níveis de anticorpos, de formalenta e gradual.

b)Administraçãodo soro antitetâ-nico

O gráfico B, que evidencia o aumento dos níveis deanticorpos de forma lenta e gradual, devido à presença, nosoro, de antígenos causadores da doença.

c)Administraçãoda vacina antite-tânica

O gráfico B, que evidencia um aumento lento e gradualno nível de anticorpos, devido à presença, na vacina, deantígenos causadores da doença.

d)Administraçãodo soro antitetâ-nico

O gráfico A, que evidencia um aumento súbito no nível deanticorpos, devido à presença, no soro, de anticorposprontos e específicos para a doença.

e)Administraçãoda vacina antite-tânica

O gráfico A, que evidencia um aumento súbito no nível deanticorpos, devido à presença, na vacina antitetânica, deanticorpos prontos e específicos para a doença.

149

O gráfico A indica soroterapia, processo adequado à criança que corre risco dotétano. O processo B indica vacinação, medida profilática.

Resposta: D

Comentário

Entre os fenômenos citados, a sequência do mais lento para o mais rápido é:1 – Fossilização, 2 – Crescimento e 3 – Germinação.

Resposta: B

Comentário



Os vírus causam várias doenças ao homem, aos animais e às plantas. Até o momento,poucas drogas se mostraram eficazes em destruir os vírus sem causar sérios efeitoscolaterais. A melhor maneira de combater as doenças virais é por vacinação. Emrelação à vacina, pode-se afirmar que

a) é frequentemente constituída pelo próprio micro-organismo, enfraquecido oumorto, que se inocula na pessoa.

b) é uma inoculação de anticorpos.c) é uma inoculação de glóbulos brancos.d) é uma mistura de linfócitos T inoculados no indivíduo.e) todas as afirmativas acima podem ser consideradas referentes a vacinas, porque

imunizam a pessoa.

Um paciente, quando picado por uma cobra venenosa, cuja espécie seja corretamenteidentificada, deve receber

a) antibiótico de amplo espectro, que elimina qualquer tipo de bactéria.b) soro bacteriolítico, que produz a degradação do antígeno com que foi preparado.c) vacina específica, que neutraliza os vírus inoculados.d) soro específico, que age eficazmente sobre o antígeno conhecido.e) soro polivalente, que elimina ampla gama de antígenos.



150

A vacina pode ser constituída pelo agente infeccioso morto ou atenuado.Resposta: A

Comentário

O paciente deve receber o soro específico, por conter os anticorpos que pos-suem ação terapêutica.Resposta: D

Comentário



O Dogma Central da Genética Molecular

Os genes, constituídos por DNA, são os portadores da informação genética quedeve determinar as transformações químicas que se passam no citoplasma, resultandona determinação de um caráter. A informação existente no DNA, por meio da trans-crição, é passada para o RNAm que a leva aos ribossomos, onde a proteína codificadapelo RNAm é sintetizada. São essas proteínas os elementos determinantes de umcaráter. A relação DNA – RNA – proteína aparece resumida no diagrama abaixo,conhecido como dogma central da Genética Molecular.

Transcrição TraduçãoDNA

→

RNA→

PROTEÍNAS

151

Interpretar modelos e experimentos para explicar fenô-menos ou processos biológicos em qualquer nível deorganização dos sistemas biológicos.



152

O código genético está todo decifrado, isto é, sabe-se quais trincas de bases no DNAcorrespondem a quais aminoácidos nas proteínas que se formarão.

De acordo com a tabela, se um RNA mensageiro tem sequência de trincas UUA UUUCUU GUU UCU GGC, qual será a sequência dos aminoácidos no polipeptídio corres-pondente?

a) LEU – FEN – LEU – VAL – SER – GLI b) FEN – LEU – VAL – SER – LEU – GLIc) GLI – VAL – LEU – FEN – FEN – LEU d) SER – VAL – FEN – LEU – GLI – LEUe) GLI – VAL – FEN – FEN – LEU – SER

Todas as reações químicas de um ser vivo seguem um programaoperado por uma central de informações. A meta desse programa é aautorreplicação de todos os componentes do sistema, incluindo-se a

duplicação do próprio programa ou mais precisamente do material no qual o programaestá inscrito.

Cada reprodução pode estar associada a pequenas modificações do programa.M. O. Murphy e I. O’neill (orgs.). O que é vida? 50 anos depois – especulações

sobre o futuro da biologia. São Paulo UNESP. 1997 (com adaptações).

São indispensáveis à execução do “programa” mencionado acima processos relacio-nados a metabolismo, autorreplicação e mutação, que podem ser exemplificados, res-pectivamente, por:

a) fotossíntese, respiração e alterações na sequência de bases nitrogenadas docódigo genético.

b) duplicação do RNA, pareamento de bases nitrogenadas e digestão de constituintesdos alimentos.

c) excreção de compostos nitrogenados, respiração celular e digestão deconstituintes dos alimentos.


Sequência do DNA Aminoácidos

AGA

CAA

AAA

CCG

AAT

GAA

serina (= SER)

valina (= VAL)

fenilalanina (= FEN)

glicina (= GLI)

leucina (= LEU)

leucina (= LEU)


RNA: UUA – UUU – CUU – GUU – UCU – GGCDNA:AAT – AAA – GAA – CAA – AGA – CCGAAs: LEU – FEN – LEU – VAL – SER – GLIResposta: A

Comentário



d) respiração celular, duplicação do DNA e alterações na sequência de basesnitrogenadas do código genético.

e) fotossíntese, duplicação do DNA e excreção de compostos nitrogenados.

Todas as células do corpo humano, excetuando-se os gametas, apresentam 23 paresde cromossomos. No entanto, diferem quanto à forma e à função: uma célulamuscular é muito diferente de uma célula nervosa ou epidérmica, por exemplo.Considerando que são os genes que determinam as características diferenciais, cadaum desses três tipos de célula citada apresenta cromossomos com

a) genes totalmente diferentes, que estão relacionados com as funções específicasque realizam.

b) a maior parte dos genes diferentes; apenas alguns deles, os relacionados àsfunções comuns, são idênticos.

c) os mesmos tipos de genes, mas diferem quanto aos genes que estão em atividade.d) a maior parte dos genes idênticos; apenas alguns deles, os relacionados às funções

específicas, são diferentes.e) os mesmos tipos de genes, diferindo, no entanto, os alelos que se encontram nos

homólogos.

O DNA de um vírus tem cadeia dupla e apresenta 1,2 x 105 nucleotídeos. Quantas

proteínas de massa molecular 40.000 poderiam ser codificadas por este DNA? Estimeum peso molecular de 100 para a média dos aminoácidos.

a) 20 b) 30 c) 50 d) 100 e) 3000



153

A relação entre os processos citados é:Metabolismo – Respiração celularAutorreplicação – Duplicação do DNAMutação – Alterações na sequência de bases nitrogenadas do código genético.Resposta: D

Comentário

Em todas as células de um organismo, existem todos os tipos de genes.Alguns estão ativos e outros não.Resposta: C

Comentário

N.° de nucleotídeos do DNA = 120.000N.° de nucleotídeos da cadeia principal = 60.000N.° de códons = 60.000 ÷ 3 = 20.000N.° de aminoácidos = 20.000Massa molecular total dos aminoácidos = 20.000 x 100 = 2.000.000

Total de proteínas = 2.000.000 ÷ 40.000 = 50Resposta: C

Comentário



1. A EvoluçãoEvolução é o processo pelo qual todos os organismos existentes se desenvolvem

a partir de outros por meio de mudanças nas características herdadas por muitas

gerações. A teoria é falha porque caracteres adquiridos não são transmitidos.

2. LamarckismoTeoria proposta pelo biólogo francês Jean de Lamarck para explicar a evolução,

segundo a qual os hábitos ou caracteres adquiridos numa única geração podem serincorporados ao material genético e transmitidos às gerações seguintes. A teoria éfalha porque os caracteres adquiridos não são transmitidos.

3. DarwinismoProposta por Charles Darwin no livro A Origem das Espécies, explica a evolução

pela grande variabilidade encontrada nos seres e pela seleção natural que o meioambiente exerce sobre elas. A falha do darwinismo é não explicar a origem das

variações.

4. NeodarwinismoModificação do darwinismo, a qual incorporou descobertas genéticas modernas.

O neodarwinismo associa as leis de Mendel e a genética de população para explicarcomo mutações e variações levam à seleção natural.

MUTAÇÃOGÊNICA

ALTERAÇÕESCROMOSSÔMICAS

RECOMBINAÇÃOGENÉTICA

VARIAÇÕES

ADAPTAÇÕES

SELEÇÃONATURAL

ISOLAMENTOREPRODUTIVO

154

Compreender o papel da evolução na produção de pa-drões, processos biológicos ou na organização taxonô-mica dos seres vivos.



As cobras estão entre os animais peçonhentos que mais causamacidentes no Brasil, principalmente na área rural.As cascavéis (Crotalus), apesar de extremamente venenosas, são cobras

que, em relação a “outras espécies, causam poucos acidentes a humanos. Isso se deveao ruído de seu “chocalho”, que faz com que suas vítimas perceberem sua presença.Esses animais só atacam os seres humanos para sua defesa e se alimentam de pe-quenos roedores e aves. Apesar disso, elas têm sido caçadas continuamente, por seremfacilmente detectadas.Ultimamente, os cientistas observaram que essas cobras têm ficado mais silenciosas,o que passa a ser um pro blema, pois, se as pessoas não as percebem, aumentam osriscos de acidentes.

A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar ficando mais silenciosa é que

a) a necessidade de não ser descoberta e morta mudou seu comportamento.b) as alterações no seu código genético surgiram para aperfeiçoá-Ia.c) as mutações sucessivas foram acontecendo para que ela pudesse adaptar-se.d) as variedades mais silenciosas foram selecionadas positivamente.e) as variedades sofreram mutações para se adaptarem à presença de seres humanos.

Analise as afirmações relativas à evolução biológica:

I. Coelhos de orelhas longas evoluíram de antepassados de orelhas curtas; otamanho das orelhas aumentou gradativamente para que os animais pudessemadaptar-se melhor a seu ambiente.

II. Os antepassados dos coelhos de orelhas longas apresentavam orelhas detamanhos variáveis; com o passar do tempo, a seleção natural favoreceu osanimais com orelhas longas.

III. Os coelhos de orelhas longas deixam maior número de descendentes do que oscoelhos de orelhas curtas, o que os qualifica como mais aptos.

Pode-se afirmar que

a) I está de acordo com a Teoria de Lamarck e II e III com a Teoria de Darwin.b) I está de acordo com a Teoria de Darwin e II e III com a Teoria de Lamarck.c) I e II estão de acordo com a Teoria de Lamarck e III com a Teoria de Darwin.d) I e II estão de acordo com a Teoria de Darwin e III com a Teoria de Lamarck.e) I e III estão de acordo com a Teoria de Lamarck e II com a Teoria de Darwin.



155

Cascavel.

A seleção natural, principalmente pela ação dos predadores, eliminou as menossilenciosas, ou seja, houve uma seleção positiva das cobras mais silenciosas.Resposta D

Comentário

A afirmação I é lamarckista, enquanto II e III são afirmações darwinistas.Resposta: A

Comentário



No intervalo da aula de Biologia, um aluno contou a seguinte piada:Dois cervos conversavam e passeavam pela mata quando um deles gritou:– Uma onça!!! Vamos correr!!! Ao que o outro respondeu:– Não adianta correr, ela é mais veloz que qualquer um de nós.– Eu sei. Mas a mim basta ser mais veloz que você.

O diálogo entre os cervos exemplifica um caso de

a) competição interespecífica. b) competição intraespecífica.c) seleção natural. d) irradiação adaptativa.

e) mimetismo.

“Apesar de todos os alertas dos médicos, o uso de antibióticos de modo inadequado

causa cada vez mais infecções resistentes [provocadas por bactérias] … Médicossugerem que a melhor forma de combater o problema é usar os antibióticos semprena dose prescrita e pelo tempo certo.”

(Revista Veja, n.° 42, 2003)

Com relação ao desenvolvimento das linhagens de bactérias resistentes a antibióticosreferido no texto, assinale a afirmativa incorreta.

a) Por mutações ao acaso, surgem bactérias resistentes aos antibióticos.b) Com a eliminação das bactérias sensíveis aos antibióticos, as bactérias mutantes

proliferam-se, dando origem a linhagens resistentes.c) Ocorrem mutações nas bactérias para adaptá-las aos antibióticos, de modo que

a resistência é transmitida a seus descendentes.d) Ao matar as bactérias sensíveis, o antibiótico deixa disponíveis as bactérias

resistentes os recursos do ambiente.e) Com a utilização de antibióticos, bactérias resistentes são selecionadas.



156

A piada exemplifica um exemplo de seleção natural, com sobrevivência do maisapto.Resposta: C

Comentário

Não existem mutações adaptativas em relação aos antibióticos. Eles atuam nosprocessos de seleção natural.Resposta: C

Comentário



Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.

OV

p

A

B C

Ot

E

Pot

V

O

s

t

157

Gráficos importantes na Física e suas interpretações

1. Velocidade x tempoA área mede o deslocamento do corpo. (Figura 1)

2. Força x distânciaA área mede o trabalho realizado pela força. (Figura 2)

3. Força x tempoA área mede o impulso da força. (Figura 3)

4. Potência x tempoA área mede a energia (trabalho) transferida. (Figura 4)

5. Pressão x volume (gás perfeito)A área mede o trabalho realizado. (Figura 5)

(FUVEST) – As velocidades de crescimento vertical de duas plantas, A e B, de espécies

diferentes, variaram, em função do tempo decorrido após o plantio de suas sementes,como mostra o grá fico.

É possível afirmar que

a) A atinge uma altura final maior

do que B.b) B atinge uma altura final maior

do que A.c) A e B atingem a mesma altura

final.d) A e B atingem a mesma altura no

instante t0.

e) A e B mantêm altura constanteentre os instantes t1 e t2.

V(cm/semana)

t (semana)t0 t1 t2

A

B


Relacionar informações apresentadas em diferentesformas de linguagem e representação usadas nasciências físicas, químicas ou biológicas, como textodiscursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas oulinguagem simbólica.

Competência de área 5 – Entender métodos e pro-

cedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

(FÍSICA)



158

Em um processo de anestesia epidural, um médico introduz uma agulha nas costas dopaciente para injetar o líquido anestésico.

O gráfico a seguir mostra como varia a intensidade F da força aplicada em função dodeslocamento x da ponta da agulha.

O trabalho realizado pela força exercida sobre a agulha para levá-la até a regiãoepidural em x = 30,0 mm é um valor mais próximo de:

a) 0,10 J b) 0,20 J c) 0,24 J d) 0,30 J e) 0,50 J

12,0

6,0

0 12,0 20,0 30,0x (mm)

F (N)

8,09,0

8,0 18,0 26,0


A altura da planta é medida pela área sob o gráfico velocidade x tempoA área sob o gráfico B é maior que sob o gráfico A e portanto

Resposta: B

HB > HA

Comentário

τ = área (F x d)

τ = (8,0 . + (12,0 + 6,0) + (9,0 + 6,0) + (9,0 + 8,0) +

+ 6,0 . 8,0 + (12,0 + 8,0) + 2,0 . 12,0) .10–3 (J)

τ = (48,0 + 36,0 + 45,0 + 17,0 + 48,0 + 20,0 + 24,0) .10 –3 (J)

τ = 238 .10–3 J ⇒

Resposta: C

τ

≅ 0,24 J

2,0___2

2,0___2

6,0___2

4,0___2

12,0____2

Comentário



159

Um jogador de vôlei levanta a bola verticalmente, junto à rede, para seu companheiroexecutar uma violenta cortada.Quando a bola atinge sua altura máxima (velocidade nula) ela é atingida pela mão do jogador que lhe aplica uma força horizontal que atua durante um intervalo de tempode 4,0 . 10–2 s.A bola tem massa de 0,25 kgO gráfico a seguir representa a variação da intensidade F da força aplicada pelo jogadorem função do tempo t.

A velocidade horizontaladquirida pela bola, ime-diatamente após o impacto

com a mão do jogador,tem módulo igual a:

a) 10,0 m/s b) 20,0 m/sc) 40,0 m/s d) 50,0 m/se) 80,0 m/s

Enunciado para os exercícios 4 e 5.

Um fazendeiro pretende adquirir uma bomba hidráulica para levar água do subsolopara um reservatório.A vazão Z de água (volume bombeado por unidade de tempo) é medida em litros/horae depende dos seguintes fatores:

(1) pressão máxima da água, medida em metros de água e denominada alturamanométrica H.(2) altura h do reservatório acima da posição onde será instalada a bomba.(3) comprimento d da tubulação que vai da posição da bomba até o reservatório.No site da empresa Anauger, onde a bomba será comprada, temos as seguintesinstruções para a escolha da vazão da bomba.1.o Procedimento: Na tabela I, escolha a linha horizontal correspondente ao valor da

altura h.2.o Procedimento: Na tabela II, escolha a coluna vertical correspondente ao valor

do comprimento d da tubulação.3.o Procedimento: Obter a altura manométrica H no cruzamento da linha corres-

pondente a h com a coluna correspondente a d.

4.o Procedimento: No gráfico de desempenho de H em função de Z obter a vazãoadequada para a bomba.


0t (10 s)-2

F (N)

5,0 . 102

2,0 4,0

1) I = área (força x tempo):

I = (N . s) ⇒

2) Teorema do Impulso:

I = ∆Q ⇒ I = mV ⇒ 10,0 = 0,25 V ⇒

Resposta: C

V = 40,0 m/s

I = 10,0 N . s4,0 . 10–2 . 5,0 . 102________________________2

Comentário



Para h = 25m e d = 200m a vazão Z valerá em litros/hora:

a) 800 b) 850 c) 900 d) 1000 e) 1200

Se o reservatório tiver um volume de 2500 litros o tempo gasto para enchê-lo com abomba escolhida será de:

a) 1,0 h b) 2,0 h c) 2,5 h d) 3,0 h e) 4,0 h



40 60 100 125 150 175 200 225 250 30080tabela II

d (m)

tabela IH (m)

13 15 18 19 21 23 25 27 29 3316

18

23

28

33

38

43

20

25

30

35

40

45

23

28

33

38

43

50

24

29

34

39

44

50

26

31

36

41

46

50

28

33

38

43

48

50

30

35

40

45

50

-

32

37

42

47

50

-

34

39

44

50

-

-

38

43

48

50

-

-

21

26

31

36

41

46

10

15

20

25

30

35

40

h(m)

Gráfico de desempenho: H = f (Z)

Z (litros/hora)200016001200800

10

20

30

40

50

26

850 1000

H (m)

160

O cruzamento da linha h = 25m com a coluna d = 200m nos fornece H = 40m.

No gráfico do desempenho para H = 40m temos Z = 1000 /h.Resposta: D

Comentário

Z = Vol/ ∆t ⇒ 1000 = ⇒ ∆t = 2,5h

Resposta: C

2500_____

∆t

Comentário



161


No Novo Enem, ainda que sejam exigidos conteúdos, a capacidade de ler e

interpretar os enunciados é fundamental para um bom desempenho. O Enem é umaprova de resistência, pois as avaliações são longas e exigentes. Em um texto infor-mativo, destaque as informações principais e as secundárias e assinale as palavras-chave. Interprete e relacione as informações disponíveis.

É comum as informações aparecerem na forma de gráficos de setor ou de “pizza”,nos quais a circunferência (360°) é considerada como 100% dos dados. Aparecemainda gráficos de barras e de linhas.

As informações podem ser dadas ainda na forma de diagramas, tabelas einfográficos. Estes últimos aparecem nos jornais e revistas e, geralmente, as respostasestão na própria questão.

Nos gráficos é necessário identificar as variáveis e analisar o seu comportamento,isto é, em que trechos elas são constantes, crescentes ou decrescentes, inclusive a

rapidez com que variam. Leia com atenção o texto que acompanha os gráficos.

Um dos índices de qualidade do ar diz respeito à concentração de monóxido decarbono (CO), pois esse gás pode causar vários danos à saúde. A tabela abaixo mos-tra a relação entre a qualidade do ar e a concentração de CO.

*ppm (parte por milhão) = 1 micrograma (10–6g) de CO por grama de arPara analisar os efeitos do CO sobre os seres humanos, dispõe-se dos seguintes dados:

Concentração de CO(ppm)

Sintomas em sereshumanos

101560100

270800

NenhumDiminuição da capacidade visual

Dores de cabeçaTonturas, fraqueza muscular

InconsciênciaMorte

Qualidade do arConcentração de CO – ppm*

(média de 8h)

Inadequada

PéssimaCrítica

15 a 30

30 a 40Acima de 40


(QUÍMICA)



Suponha que você tenha lido em um jornal que na cidade de São Paulo foi atingidoum péssimo nível de qualidade do ar. Uma pessoa que estivesse nessa área poderia:

a) não apresentar nenhum sintoma.b) ter sua capacidade visual alterada.c) apresentar fraqueza muscular e tontura.d) ficar inconsciente.e) morrer.

A duração do efeito de alguns fármacos está relacionada à sua meia-vida, temponecessário para que a quantidade original do fármaco no organismo se reduza à me-tade. A cada intervalo de tempo correspondente a uma meia-vida, a quantidade defármaco existente no organismo no final do intervalo é igual a 50% da quantidade noinício desse intervalo.

O gráfico ao lado representa, de forma genérica, o que acontece com a quantidadede fármaco no organismo humano ao longo do tempo.

F. D. Fuchs e Cheri, Wanama. Farmacologia Clínica , Rio de Janeiro.

Guanabara, Koogan, p.40

A meia-vida do antibiótico amoxicilina é de 1 hora. Assim, se uma dose desseantibiótico for injetada às 12h em um paciente, o percentual dessa dose que restaráem seu organismo às 13h30 min será aproximadamente dea) 10%. b) 15%. c) 25%. d) 35%. e) 50%.

As características dos vinhos dependem do grau de maturação das uvas nas parreirasporque as concentrações de diversas substâncias da composição das uvas variam à medida

que as uvas vão amadurecendo. O gráfico a seguir mostra a variação da concentração detrês substâncias presentes em uvas, em função do tempo.


Das 12h (injeção do antibiótico) às 13h e 30min, de cor reu 1h e 30 minutos.Como a meia-vida é de 1 hora, concluímos que tivemos um total de 1,5 meia-vida.Pelo gráfico, para o número de meias-vidas igual a 1,5, a porcentagem de fármacono organismo será de aproximadamente 35%.Resposta: D

Comentário


Quando o ar atinge um nível péssimo de qualidade sig nifica que a concentraçãode CO no ar está entre 30 e 40 partes por milhão. Segundo a tabela dos efeitos domonóxido de carbono sobre os seres humanos, nessa concentração o homem terádiminuição de sua capacidade visual.

Resposta: B

Comentário

162

número de meias-vidas

10

20

30

0 1 2 3 4 5 6 7

100

90

80

70

60

50

40

0

%

defármacono

organismo



O teor alcoólico do vinho deve-se à fermentação dos açúcares do suco da uva. Por sua vez,a acidez do vinho produzido é proporcional à concentração dos ácidos tartárico e málico.

Considerando-se as diferentes características dese jadas, as uvas podem ser colhidas

a) mais cedo, para a obtenção de vinhos menos ácidos e menos alcoólicos.b) mais cedo, para a obtenção de vinhos mais ácidos e mais alcoólicos.c) mais tarde, para a obtenção de vinhos mais alcoólicos e menos ácidos.d) mais cedo e ser fermentadas por mais tempo, para a obtenção de vinhos mais

alcoólicos.e) mais tarde e ser fermentadas por menos tempo, para a obtenção de vinhos menos

alcoólicos.

A figura a seguir ilustra as principais fontes de emissões mundiais de gás carbônico,relacionando-as a nossas compras domésticas (familiares).Com base nas informações da figura, é observado que as emissões de gás carbônicoestão diretamente ligadas às compras domésticas. Deste modo, deduz-se das relaçõesde produção e consumo apresentadas quea) crescimento econômico e proteção ambiental são políticas públicas incompatíveis.b) a redução da atividade industrial teria pouco impacto nas emissões globais de gás

carbônico.c) os fluxos de carbono na biosfera não são afetados pela atividade humana, pois são

processos cíclicos.d) a produção de alimentos, em seu conjunto, é diretamente responsável por 17%

das emissões de gás carbônico.

e) haveria decréscimo das emissões de gás carbônico se o consumo ocorresse emáreas mais próximas da produção.

Concentração

Tempo

Açúcares

Ácido tartárico Ácido málico


Quanto maior a concentração dos ácidos tartárico e málico, maior a acidez dovinho. Isso acontece quando as uvas são colhidas mais cedo.Quanto maior a concentração de açúcar, maior a quantidade de álcool que seráobtida, o que ocorre quando as uvas são colhidas mais tarde.Portanto, quanto mais tarde as uvas forem colhidas, menos ácido será o vinho emaior será o teor alcoólico.Resposta: C

Comentário

163



(1) Cerca de 98% da produção industrial atende ao consumo domésticoFonte: Agência Internacional de Energia

Compre verde: como nossas compras podem ajudara salvar o planeta. Época, n. 515, 31 março 2008.

14%Desmatamento

Abre áreas paraplantar o queingerimos

23%Indústria Quase toda aprodução é para nossoconsumo (1)

24%Produção de energiaCerca de dois terçosabastecem asIndústrias e serviços

que nos atendem

17%AgriculturaCultiva osalimentos quecomemos

14%TransporteMetade dos trasladosé para cargas quecompramos

8%ConstruçãoFaz partede nossasescolhas,mas não éum consumodiário

Nossas compras domésticas são responsáveispor 77% das emissões de gás carbônico do mundo

a) ERRADA. É possível o crescimento econômico com menor impacto ambiental.

b) ERRADA. A redução da atividade industrial diminuiria bastante a emissão de

gás carbônico. A atividade industrial é uma das principais fontes de emissão degás carbônico.

c) Errada. A atividade humana afeta bastante o fluxo de carbono, por exemplo,com a queima de combustíveis fósseis.

d) Errada. A produção de alimentos é responsável por mais de 17% das emissõesde gás carbônico. A agricultura contribui com 17% , devendo levar-se em conta,também, a atividade industrial e a produção de energia para a obtenção dosalimentos.

e) Correta. Isto acarretaria a diminuição da emissão de CO2 no transporte dascargas.

Resposta: E

Comentário

164



Grupos SanguíneosNa determinação dos grupos sanguíneos, dos sistemas ABO e Rh, existem os

seguintes fenótipos e genótipos:

Quantos genótipos são possíveis em relação aos sistemas ABO e Rh ?

a) 6 b) 9 c) 12 d) 15 e) 18

O gráfico a seguir mostra as curvas de dissociação do oxigênio. A curva indica a

concentração relativa de oxigênio preso à hemoglobina em diferentes tensões ouconcentrações de oxigênio.



Sistemas Fenótipos Genótipos

ABO

A IAIA e IAi

B IBIB e IBi

AB IAIB

O ii

RhRh+ RR e Rr

Rh– rr

165


Os 6 genótipos do sistema ABO, combinados com os 3 genótipos do sistema Rh,produzem: 6 x 3 = 18 genótipos.Resposta: E

Comentário

BIOLOGIA



166

O animal, cujo sangue tem maior capacidade de ligar e carrear o oxigênio, é:

a) o girino. b) o homem. c) o elefante.d) o camundongo. e) a rã.

Grupo SORO

I Aglutina hemácias dos grupos A, B e AB.

II Aglutina hemácias dos grupos B e AB somente.

III Aglutina hemácias dos grupos A e AB somente.

IV Não aglutina hemácias de nenhum grupo.


O gráfico demonstra que a hemoglobina com maior capacidade de se ligar aooxigênio e carreá-lo é a do girino.Resposta: A

Comentário



A Física, no mundo contemporâneo, é a fonte de conhecimento para muitassoluções tecnológicas, como no caso da construção civil, dos transportes, dascomunicações e da saúde.

A construção civil utiliza os conceitos da Estática, Eletrodinâmica e Mecânica dos

Fluidos. Nos transportes, a Termodinâmica, a Cinemática e a Dinâmica são fontes de soluções tecnológicas. As comunicações, a Informática e a Medicina dependem, principalmente, do Eletromagnetismo, da Física Quântica e da Relatividade paradesenvolverem seus aparelhos e procedimentos.

As soluções para a estabilização de estruturas naconstrução civil dependem do equilíbrio de forças emomentos.

A pressão das torneiras depende da altura dacoluna de água em relação à caixa d’água(P = µágua . g . h)O consumo de energia elétrica ( Ε e

) numacasa está relacionada à potência dos aparelhos

(Pot) e ao tempo de uso de cada um deles ( ∆t).( Ε e

= Pot . ∆t)

168

Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicasde produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicosàs finalidades a que se destinam.

(FÍSICA)



Um avião voa graças à enorme potência de seus motores (Pot = F . V) e ao formatode suas asas e fuselagem que formam zonas de alta pressão abaixo da aeronave debaixa pressão acima dela (Princípio de Bernoulli).

Um navio flutua por causa da força de empuxo, provocada pelo deslocamento deágua que a parte submersa do navio produz (Princípio de Arquimedes).

Ε = µágua . Vimerso . g

A luz e as outras radiações eletro-magnéticas propa gam-se na formade pacotes de energia chamados defótons ou quanta. Este fato permitea construção dos leitores de códigosde barra, CD, DVD e máquinas digi-tais.

O princípio da incerteza permite queo elétron, quando confinado, exiba seu caráter ondulatório e promova o processamento rápido de informa-ções através das barreiras físicas im-

postas, por semicondutores, nos processadores.

169



Os usos pacíficos da radioatividade, como os tratamentos radioterápicos e a geraçãode eletricidade em usinas nucleares seguras fazem parte das soluções tecnológicascontemporâneas e futuras.

Enunciado para os testes 1 e 2.

Os ingleses, na década de 1930, buscavam o “raio da morte”, capaz de destruircom ondas de rádio as aeronaves que tentassem invadir a Grã-Bretanha. As fortesemissões de micro-ondas não destruíam os aviões, mas os raios refletidos permitiama localização dos invasores e facilitavam sua interceptação.

Na Segunda Guerra Mundial, os nazistas organizaram a Operação Águia (1940)para invadir com 2000 aeronaves o Império Britânico, que só possuía, para sua defesa,

750 aviões e uma arma secreta, o radar.Os alemães foram derrotados e a propaganda inglesa espalhou o boato que seus

pilotos da RAF comiam cenouras e tomavam remédios para melhorar a visão noturna,na tentativa de despistar a existência do radar .

Atualmente, o conceito do avião invisível ao radar ( stealth, "furtivo" em inglês)tem sido utilizado para as chamadas "intervenções com precisão cirúrgica" debombardeio de alvos puramente militares com poucas baixas civis. Os "aviõesinvisíveis" norte-americanos mais famosos são o F-117 Stealth, que atuou na Guerrado Golfo (1991) e o B-2 Spirit, mais moderno, representados nas figuras a seguir:

Na figura ao lado, vemos uma comparação da imagem na tela do radar do B-2,do Tu-160 Black Jack (soviético) e do B-52, bombardeiro padrão dos E.U.A. na Guerra

do Vietnã (décadas de 1960 e 1970), ainda em atividade.

170



Considere as afirmações a seguir:

I. Os ingleses mantiveram o radar como arma secreta da década de 1930 até aSegunda Guerra Mundial.

II. As ondas de radar são eletromagnéticas.III. As ondas de radar, ao se refletirem na fuselagem dos aviões, sofrem inversão de

fase e variação do módulo da velocidade de propagação.IV. Os "aviões invisíveis" são construídos com materiais com índice de refração

absoluto igual ao índice de refração do ar para as frequências do espectro visível.


a) I, II, III e IV. b) I e II, apenas. c) I e IV, apenas.d) II, III e IV, apenas. e) I, II e III, apenas.

Assinale a alternativa correta:

a) A superfície multifacetada e a cor negra do F-117 facilitam a reflexão das ondasde radar para o sensor inimigo.

b) Os motores embutidos nas asas do B-2 Spirit isolam termicamente as turbinas efacilitam a deteção de ondas de infravermelho (calor).

c) O B-52 aparece na tela do radar como uma revoada de 1000 pássaros de grande

porte.d) Uma grande gaivota pousada sobre a asa do B-2 Spirit não alteraria a imagem daaeronave no radar.

e) Graças à sua "invisibilidade", o F-117 precisa ser muitíssimo veloz para penetrarnas defesas inimigas.



171

I. CORRETA. II. CORRETA.III. INCORRETA.

O módulo da velocidade não se altera na reflexão.IV. INCORRETA.

Os aviões não são transparentes à luz visível.Resposta: B

Comentário

A forma, a cor e os materiais que compõem o avião invisível absorvem edifundem as ondas de radar, impedindo a deteção. Esses aviões invadem osterritórios inimigos a baixas velocidades.Resposta: C

Comentário



“Na década de 1960, norte-americanos e soviéticos empreenderam uma corrida paraa conquista do espaço. As naves norte-americanas utilizaram oxigênio puro parapressurizar as cabines. Em consequência disso, os astronautas eram obrigados arecorrer à farmácia de bordo em busca de sucedâneos para as náuseas, os vômitos eos ataques de euforia que os acometiam. Entretanto, os cosmonautas soviéticospermaneceram no espaço por longos períodos sem, aparentemente. apresentar ossintomas citados. Cogitou-se, no Ocidente, que a censura do regime comunista ou

um treinamento especial com monges tibetanos encobririam oureduziriam as indisposições dos tripulantes dos artefatos lançadospor Moscou. A distensão política revelou a verdade... Em 1975,nos preparativos para o acoplamento pioneiro e histórico da navenorte-americana Apolo 18 com a soviética Soyuz 19, descobriu-seque as naves da ‘cortina de ferro’ utilizavam uma mistura, emvolume, de 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio, que os norte-americanos passaram a adotar, inclusive, nos modernos ônibusespaciais. Estavam, finalmente, eliminados os transtornos daoxigenação total nas naves de ‘Tio Sam’.”Considere as afirmativas a seguir:

I. A cooperação efetiva entre os programas espaciais dos EUA eda URSS ocorreu na década de 1960.

II. As naves soviéticas sempre utilizaram uma mistura de gasesmais próxima da composição da atmosfera terrestre.

III. A porcentagem de oxigênio nas cabines das naves norte-

americanas caiu de 100% para 20%, em volume, a partirde 1975.

IV. Antes do acoplamento, as temperaturas internas das cabines da Apolo e da Soyuzeram de 25°C e as misturas de O2 e N2 eram mantidas sob pressão de 1,0 atm.Sabendo-se que o volume da cabine da nave norte-americana vale 5,0m3 e o dasoviética 3,0 m3 e que, depois do acoplamento, a temperatura diminui para 20°C,a nova pressão nos 8,0m3 das naves ligadas passa para 0,80 atm.

Estão corretas as afirmativas:

a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas.d) I, II e III, apenas. e) I, II, III e IV.


A união das naves Soyuz 19 e Apolo18.

172

I. INCORRETAA cooperação espacial entre URSS e EUA iniciou-se na metade da décadade 1970.

II. CORRETAIII. CORRETAIV. INCORRETA

= + ⇒ = +P2V2

––––––T2

P1V1––––––

T1

PV––––

T

1 . 3––––––––273 + 25

1 . 5––––––––273 + 25

P . 8––––––––273 + 20

Comentário



(UEL-PR) – O LHC (Large Hadron Collider), maior acelerador de partículas do mundo, foi inaugurado em setembro de 2008, após 20 anos de intenso trabalho. Sua função é acelerar feixes de partículas, de tal forma que estes atinjam uma velocidade estimada em cerca de99,99% da velocidade da luz. A colisão entre prótons será tão violenta que a expectativa é de se obterem condições próximas àquelas que existiram logo após o Big Bang.

A primeira missão desse novo acelerador é estudar partículas indivisíveis (elementares) e asforças (interações) que agem sobre elas. Quanto às forças, há quatro delas no universo: I) a____________, responsável por manter o núcleo atômico coeso; II) a ____________, que age

quando uma partícula se transforma em outra; III) a ____________, que atua quando cargaselétricas estão envolvidas. A quarta força é a ____________ (a primeira conhecida pelo serhumano).

(Adaptado: BEDIAGA, I. “LHC: o colosso criador e esmagador de matéria”. Ciência Hoje. n. 247, v. 42.

abr. 2008. p. 40.)

No texto, foram omitidas as expressões correspondentes às nomenclaturas das quatro forçasfundamentais da natureza, em acordo com a teoria mais aceita no meio científico hoje.

Assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, os nomes dessas forças.

a) força gravitacional, força nuclear fraca, força eletromagnética, força nuclear forte.b) força nuclear forte, força eletromagnética, força nuclear fraca, força gravitacional.c) força nuclear forte, força nuclear fraca, força eletromagnética, força gravitacional.d) força gravitacional, força nuclear forte, força eletromagnética, força nuclear fraca.e) força nuclear fraca, força gravitacional, força nuclear forte, força eletromagnética.


173

= +

=

P = ⇒

Resposta: E

p = 0,98 atm293

–––––298

8–––––298

P . 8–––––293

3–––––298

5–––––298

P . 8–––––293

I) A força nuclear forte une quarks para formar prótons e nêutrons e une osprótons e nêutrons para manter coesos os núcleos atômicos.

II) A força nuclear fraca atua em processos radioativos(decaimento beta)quando um nêutron emite um elétron e um antineutrino e se transformaem um próton: o número atômico aumenta uma unidade e o elementoquímico se altera.

III) A interação entre partículas eletrizadas ocorre com a força eletromagnética.Resposta: C

Comentário

Muitos segredos sobre a evoluçãodo Universo são revelados nos acele-radores de partículas.



Ligações Químicas e Propriedades dos Materiais

Por que o açúcar é solúvel na água e a areia não? Por que o diamante é a

substância de maior dureza, enquanto grafita é mole, se ambos são formados apenaspor átomos de carbono?

Temperatura de fusão, temperatura de ebulição, solubilidade, densidade e outraspropriedades dependem das ligações entre átomos e das forças intermoleculares.

As ligações atômicas

1. Ligação iônica ou eletrovalente

Exemplos• Formação do NaCl

Podemos indicar o processo que origina a ligação iônica usando a notação de

Lewis, na qual representamos os elétrons da camada mais externa (camada de valência)de um átomo por pontos:

É a ligação que ocorre entre íons (cátions e ânions), graças a umatransferência definitiva de elétrons de um átomo para outro.

174

Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicasde produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicosàs finalidades a que se destinam.

e-

11Na

2 — 8 — 1metal

cede 1 e

17C

2 — 8 — 7não-metalrecebe 1

l

e

+ -Na

Fórmula iônicaou íon-fórmula

l -+C

(QUÍMICA)



Como os íons Na+ e Cl– têm cargas opostas, eles se atraem, neste caso, naproporção 1:1, formando um retículo cristalino. Tal retículo corresponde a um arran- jo regular de íons que se repetem no cristal (aglomerado de um grande número deíons).

Os compostos iônicos são sólidos cristalinos. Quanto maior a força eletrostáticaentre os íons, maior será a temperatura de fusão. No estado sólido não conduzem acorrente elétrica. São bons condutores no estado fundido e em solução aquosa.

2. Ligação covalente ou molecular

Esquematicamente, a ligação covalente pode ser representada assim:

compartilhamento deA –––––––––––––––––––––––––––– B

pares de elétrons

tendência tendência

a receber a receber

elétrons elétrons

Hidrogênio Hidrogênio

Hidrogênio Ametal

Ametal Ametal

Os átomos estão ligados por um, dois ou três pares de elétrons, formandouma partícula chamada molécula.

C -l Na+

175

representa uma molécula de água (H 2O)

representa umamolécula de gás carbônico (CO2 )

representa uma moléculade tetracloreto de carbono (CC l4 )



Exemplo

O par de elétrons pertence aos dois átomos que, assim, adquirem oito elétrons na

última camada. A partícula eletricamente neutra constitui a molécula do cloro.

Os compostos moleculares podem ser sólidos (sacarose, C12H22O11), líquidos

(água, H2O) ou gasoso (cloro, Cl2).

3. Ligação metálica

Os elétrons livres explicam a condutibilidade elétrica e térmica dos metais noestado sólido.

Teoria da Repulsão dosPares de Elétrons da Camada de Valência.

Os pares de elétrons arranjar-se-ão de modo a ficarem o mais afastados um do

outro para que a repulsão entre eles seja mínima.

Na0

Um grandenúmero de

átomosse

aproxima

As eletrosferasse interpenetram

em todasas direções

Na0

Na0 Na0

Cada átomo perde o elétron dacamada de valência se

transformando em cátion.

O resultado é um mar deelétrons ligando um grandenúmero de íons positivos.

Na+

Na+ Na+

Na+ Na+

Na+

Na+Na+Na+

elétron livre

Átomo de cloro Átomo de cloro

Cl Cl

Molécula de cloro Cl 2

Cl Cl

176



Moléculas angulares

Exemplosa) H2O

b) SO2

Moléculas linearesExemplos

Moléculas planas triangulares

Exemplos

Moléculas tetraédricas

X

X A

••

••X

•

•

•

•

X

120ºCl

B

••

•• •

•

•

•

• •

Cl • •

• ••

•

• •

• •

Cl • ••

•

BCl3

a)

O

S

••

•• •

•

•

•

• •

• •

• ••

•

O• •

• •

• •

O • •

SO3

b)

180ºa) xxClxx

xxx • Be x• Cl

xx

xxxx

b) xxOxx

xx •

•

C •

•xxOxx

xx

x •Hc) C xxx

••• N

xx

S

O

••

• • •

•

• •

• • •

•

O • •

• •

• •

O

H

•• •

•

•

•

•• •

• H

A

X

•• •

•

•

•

••a) b)A •

•

A •

•

X••

•

•

•

•XX

177



Exemplo

CH4 (metano)

Moléculas piramidais trigonais

Exemplo: NH3

Ligação covalente polarSeja o composto AB. Suponhamos B mais eletronegativo que A. A nuvem

eletrônica de ligação entre A e B estará concentrada para o lado de B. Teremos,portanto, uma maior densidade eletrônica em B, ou seja, teremos em B um polonegativo. Por outro lado, aparecerá em A um polo positivo. Teremos, portanto, umapartícula apresentando dois polos, isto é, a partícula constitui um dipolo elétrico.

A B

109,5º

H N••

••H

•

•

•

• H

X A

••

••X

•

•

•

•

X

H

H C••

••H

•

•

•

• H

178



Seja q essa carga e d a distância que separa os centros das cargas:

Define-se momento dipolar a gran deza µ dada por:

Associa-se ao momento dipolar um vetor com a seguinte convenção:

isto é, com a seta indicando onde existe maior concentração eletrônica. A molécula

da água constitui um duplo dipolo elétrico. O núcleo do oxigênio repele os prótons,resultando uma estrutura molecular positivamente carregada perto dos núcleos dehidrogênio e negativamente carregada perto dos elétrons não compartilhados do oxi -gênio.

Forças intermoleculares

Forças entre dipolos permanentes (F.D.P.)A força entre dipolos permanentes é um tipo de Força de van der Waals que

aparece entre moléculas polares (µ ≠ 0). O dipolo é permanente, pois sempre existedevido à diferença de eletronegatividade. Quanto maior o momento dipolar, maior aforça.

Exemplo

A extremidade positiva de uma molécula atrai a extremidade negativa de outramolécula.

Acetonitrilo (Etanonitrilo)H3C — Cq+

≡ Nq–

↓ ↓ F.D.P.↑ ↑

Nq–≡ Cq+

— CH3

µ = q . d

A Bd

+ q – q

Diz-se que uma molécula é polar quando µtotal ≠ 0, e que é não polarquando µtotal = 0. Uma molécula polar é eletricamente assimétrica (centrodas cargas positivas não coincide com o centro das cargas negativas) euma molécula não polar é eletricamente simétrica (os dois centros de cargacoincidem).

H

µ+ q – q

• • Cl(

179

Van der Waals.

104,5ºH H

O

--

+ +

= =H H

O

dipoloresultante



Forças entre dipolos induzidos

(Forças de dispersão de London)A Força de London é um tipo de Força de van der Waals.A Força de London é a força de atração entre a extremidade positiva de um

dipolo induzido e a extremidade negativa de outro dipolo induzido.Ela ocorre, por exemplo, no hélio líquido, no metano, no CO2.

Considerando um espaço de tempo prolongado, osátomos de hélio são simétricos, isto é, os elétrons estãosimetricamente distribuídos ao redor do núcleo.

Em um determinado instante, devido a colisões, oselétrons e o núcleo são deslocados ligeiramente, desapare-cendo a simetria elétrica.

O átomo aparece, então, na forma de um pequeno di-polo, existindo portanto, entre os átomos, uma pequenaatração:

A Força de London também aparece por indução.Se uma molécula de iodo polarizada estiver próxima de uma molécula de iodo

que não tem dipolo, aparece nesta última um dipolo temporário devido à indução.

Ponte de hidrogênio ou ligação de hidrogênioUma força intermolecular de interação dipolo-dipolo exageradamente alta é a

famosa ponte de hidrogênio. Para aparecer esta força, é necessário um átomopequeno e fortemente eletronegativo (F, O, N) com pares eletrônicos nãocompartilhados e um átomo de hidrogênio ligado a esse átomo.

A ponte de hidrogênio é estabelecida entre o átomo de H de uma molécula e opar de elétrons de outra molécula.

Exemplo

H — O ... H — O•••

•

— —

•••

•

H H

+q +q –q –q

++

+q -q

++ ++

q+ q+q- q-

Forçade

London

180



Ponto de Ebulição (P.E.)

Na ebulição ocorre um afastamento das moléculas. Portanto, quanto maior a forçaintermolecular, maior o PE, ou seja, menos volátil a substância.

Substâncias apolares (µtotal = 0)Quanto maior a superfície da molécula (quanto maior a massa molecular), maior

a Força de London e, portanto, maior o PE.ExemploPonto de ebulição dos halogênios:F2 (gás) < Cl2 (gás) < Br2 (líquido) < I2 (sólido).

Compostos que estabelecem pon te de hidrogênio têm PE anormalmente

elevado.Exemplo

Princípio de Solubilidade“O semelhante dissolve o semelhante.”Uma substância é solúvel em outra quando apresentam o mesmo tipo de força

intermolecular e aproximadamente com a mesma intensidade.Exemploa) Substância polar dissolve substância polarCompostos fortemente polares são bastante solúveis em água, pois esta é

bastante polar.Exemplo: HCl

Substâncias que estabelecem ponte de hidrogênio são bastante solúveis em água.Exemplo

NH3, H3C — CH2 — OH, H3C — COOHSubstâncias apolares são insolúveis em água.

181



ExemplosI2, hidrocarboneto (gasolina, benzeno etc), CCl4.

b) Substância apolar dissolve substância apolarSão solúveis em CCl4 (apolar): I2, hidrocarboneto.

Em 1985, foi divulgada em uma publicação científica a descoberta de uma moléculatridimensional de carbono, na qual 60 átomos formam uma esfera com 12 pentágonose 20 hexágonos, como uma bola de futebol. Em homenagem ao arquiteto e pensadornorte-americano Buckminster Fuller, a molécula foi denominada buckminsterfullereneou simplesmente buckyball. A molécula C60 também é chamada de futeboleno.Os átomos de carbono estão unidos entre si por ligações caracteri zadas pelocompartilhamento de pares de elétrons.Portanto, os átomos de carbono no futeboleno ficam unidos por meio de uma ligação.

a) iônica b) metálica c) covalented) de hidrogênio e) iônica e uma covalente

O modelo de valência das ligações pode ser usado para predizer o ângulo de ligação,determinando a forma geométrica de moléculas simples. Os pares de elétrons,presentes na camada de valência do átomo central, arranjar-se-ão de modo a ficaremo mais possível afastados um do outro para que a repulsão entre eles seja mínima.

O mesmo raciocínio deve ser feito com relação a duplas e triplas ligações.

Analise as afirmações:

A molécula F •• B • •

••

•• • •

• •

F••

•• • •

F••

•• • •

é plana trigonal.I)

a) Dois pares de

elétrons: linear

b) Três pares de

elétrons: triangular

c) Quatro pares de

elétrons: tetraédrico


Na ligação covalente, os átomos compartilham pares de elétrons.Resposta: C

Comentário


182

12 pentágonos20 hexágonos



Estão corretas somente as afirmações:

a) I e II b) I e III c) II e III d) I, II, III e) I

(UNIV. SÃO JUDAS-SP) – Um estudante realizou, em casa, o seguinte experimento:1. Abriu uma torneira até obter um fino fio de água.2. Atritou uma régua de plástico num tecido.

3. Aproximou a régua o mais próximo do fio de água sem tocá-lo.Observação: a água sofreu um pequeno desvio, ou seja, a água foi atraída pela régua.Qual a interpretação correta encontrada pelo estudante?a) A molécula de água é polar porque os centros das cargas coincidem.b) A molécula de água é apolar, pois os centros das cargas não coincidemc) A molécula de água é polar, pois os centros das cargas não coincidem.d) A molécula de água é apolar, pois os centros das cargas coincidem.e) Moléculas de água apresentam ligações por pontes de hidrogênio com elevada

tensão superficial.

I. Três pares de elétrons dirigem-se para os vértices de um triângulo. A moléculaé plana trigonal.

II. O dois grupos de elétrons ficam opostos em relação ao núcleo. A molécula élinear.

III. Quatro pares de elétrons dirigem-se para os vértices de um tetraedro. A moléculaé tetraédrica.

Resposta: A

Comentário


A molécula O CII) • • • • • • • • • •O•• • • é linear.

A molécula H •• C •• HIII) • •

• •

H

H

é plana quadrada.

••

183

A molécula de água é polar, isto é, o centro das cargas positivas (átomos de H)não coincide com o centro das cargas negativas (átomo O). A régua de plásticoatritada em um tecido fica carregada de eletricidade e atrai o polo negativo damolécula de água.

Resposta: C

régua

filete de água

O2q-

Hq+

Hq+

Comentário

pipetacom água

filete de água

bastãoeletrizado



(FUVEST-SP) – Nos polímeros supramoleculares, as cadeias poliméricas são formadaspor monômeros que se ligam, uns aos outros, apenas por ligações de hidrogênio e nãopor ligações covalentes, como nos polímeros convencionais. Alguns polímeros su-pramoleculares apresentam a propriedade de que caso sejam cortados em duas partes,a peça original pode ser reconstruída, aproximando e pressionando as duas partes.Nessa operação, as ligações de hidrogênio que haviam sido rompidas voltam a serformadas, “cicatrizando” o corte.

Um exemplo de monômero, muito utilizado para produzir polímeros supramoleculares,é

No polímero supramolecular,

cada grupo G está unido a outro grupo G, adequadamente orientado, por x ligaçõesde hidrogênio, em que x é, no máximo,

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5


184



O aproveitamento da energia solar é representado no gráfico a seguir:

A pilha solar ou célula fotoelétrica tem como base o princípio de que algunsmateriais, como pastilhas de boro, silício e fósforo, emitem elétrons, quando ilumi-nados.

Considere as afirmações a seguir:I. Na produção de energia elétrica, a pilha solar é indicada para regiões remotas

dos desertos e para naves espaciais.II. O coletor espelhado transforma calor diretamente em energia elétrica.III. Quanto maior a área do coletor solar, maior a energia produzida.

IV. A energia não utilizada de um coletor fotovoltáico pode ser armazenada embaterias elétricas.Estão corretas apenas as afirmações:

a) I, III e IV. b) I, II e III. c) I e III. d) II, III e IV. e) I e IV.

Um aquecedor de água de 2,0m2 de área está instalado em um local onde a insolaçãoé de 1000W/m2. Este aquecedor poderia substituir um aquecedor elétrico de potênciaútil igual a:a) 2000W b) 1000W c) 800W d) 500W e) 400W



80%

40%

10%

Pilhasolar

Aquecedor de água

Coletor espelhado

Rendimento do coletor

187

I. CORRETA.II. INCORRETA. O coletor espelhado aquece a água do cano no seu foco.III. CORRETA. E = I . A . ∆t (I é a intensidade da radiação solar, A é a área do

coletor e ∆t o tempo de exposição ao Sol).IV. CORRETA.

Resposta: A

Comentário

Aquecedor de água (40% de rendimento)Potência útil = 40% da potência total

Potu = 0,4 . Pottotal ⇒ Potu = 0,4 . I . A ⇒ Potu = 0,4 . 1000 . 2,0 ⇒Resposta: C Potu = 800W

Comentário



(UnB) – A figura I mostra um gerador eólico, no qual o vento põe em mo vimentouma hélice que está acoplada ao eixo de um gerador elétrico. De um modo geral, aquantidade de energia convertida com esse tipo de gerador cresce com a velocidadedo vento, até uma velocidade crítica em que surge turbulência em torno das pás dahélice, provocando uma queda abrupta de rendimento.A figura II mostra o gráfico da potência fornecida por um gerador eólico, em funçãoda velocidade do vento.Com base no gráfico apresentado, considere as proposições que se seguem:(1) Para velocidades do vento inferiores a 4m/s, o gerador eólico não funciona.(2) A potência máxima desse gerador eólico ocorre para uma velocidade do vento da

ordem de 14m/s.

(3) Não existem duas velocidades distintas do vento para as quais a potência eólica sejaa mesma.

Responda mediante o código:

a) apenas (1) está correta.b) apenas (2) está correta.c) apenas (3) está correta.d) apenas (1) e (3) estão corretas.e) apenas (1) e (2) estão corretas.

Para obter água aquecida, um estudante montou o seguinte sistema, esquematizado na figuraI, abaixo: no coletor solar, feito de uma cuba de vidro, com fundo metálico preto-fosco, a água

é aquecida pela radiação e, através de um ciclo convectivo usando as mangueiras 1 e 2, é arma-zenada no reservatório térmico.



Figura I

Figura II

188

(1) Correta. De acordo com o gráfico, para V ≤ 4m/s a potência

do gerador eólico é nula.(2) Correta. De acordo com o gráfico, a potência máxima ocorre

para V em torno de 14m/s.(3) Falsa. Existem velocidades acima e abaixo da crítica que

produzem a mesma potência eólica.Resposta: E

Comentário

figura I ReservatórioTérmico

Mangueira 2

Mangueira 1

Coletor solar



O estudante realizou dois experimentos: primeiro, o coletor foi exposto à ação do sole depois, nas mesmas condições, apenas à luz de uma lâmpada, de 200W. Os

resultados da variação de temperatura do reservatório em função do tempo, nos doisexperimentos, estão representados no gráfico da figura II.Com base na interpretação das figuras I e II, é correto afirmar:

a) Ao se usar a lâmpada, observa-se que o processo de aquecimento da água foimais eficiente do que com o uso da radiação solar.

b) No intervalo de 10min a 40min, observa-se que a ra diação solar aqueceu a águaa uma taxa média 1,5 vez maior do que a lâmpada.

c) O aquecimento da água com o uso da lâmpada é menos eficiente, no entanto,nesse caso, a resposta ao aquecimento é mais rápida.

d) Acima de 40°C, o aquecimento com a radiação solar torna-se mais rápido.

e) O fundo preto-fosco não serve somente para absorver a radiação incidente, mas,principalmente, para produzir efeito estufa dentro do coletor solar.

189

a) FALSO.O gráfico mostra que o aquecimento por radiação solar é mais eficiente.

b) VERDADEIRO.Entre 10min e 40min, a taxa de variação de temperatura é dada por

T =

Tsolar = (°C/min)

Tsolar = °C/min

Tlâmpada = (°C/min)

Tlâmpada = °C/min

Assim: Tsolar = 1,5 Tlâmpada

c) FALSO.Do gráfico, notamos que a resposta ao aquecimento é mais rápida quandoutilizamos a radiação solar.

d) FALSO.Do gráfico, notamos que a partir de 40°C a resposta ao aquecimento solar

é mais lenta.

e) FALSO.

Resposta: B

10–––30

35 – 25–––––––40 – 10

15–––30

45 – 30–––––––40 – 10

∆θ––––

∆t

Comentário



O alumínio é o metal mais abundante na crosta terrestre. No entanto, durantemuitos anos foi mais caro que a prata, devido à dificuldade de sua extração do minério.

O alumínio passou a ter um custo acessível a praticamente todas as pessoas, por voltade 1886, quando a eletricidade foi empregada no seu processo de extração.Há dois tipos de opinião sobre a ciência: uns a consideram como fonte de

benefícios para a humanidade, necessária e boa. Outros a veem como uma força dedestruição do homem e da natureza, ou seja, perigosa e má. Nenhuma das duasopiniões é correta. Assim, por um lado, vemos a ciência prolongando a vida por meiode fabulosas conquistas da medicina, e, por outro lado, colocando-se como aliada naprodução de armas para guerras.

Este é um mundo de transformações, e nele o lugar da ciência é privilegiado. Hoje,uma mensagem escrita pode ser enviada, quase instantaneamente, a um pontoqualquer do planeta, por fax ou correio eletrônico. A nossa maneira de viver émodificada pela miniaturização dos sistemas de computação. Livros são impressos em

CD, com som e imagem. Novos produtos químicos são pesquisados.Portanto, é importante uma criteriosa aplicação dos conhecimentos da ciência.Verifique na habilidade 8 os seguintes assuntos: Petróleo, Etanol, Biodiesel, Gás

Natural, Metalurgia e Siderurgia.

olím ros

Os plásticos são materiais relativamente recentes, pois muitos deles foramdesenvolvidos no século XX. Tomaram parte da vida cotidiana rapidamente e fica difícilimaginar as atividades sem eles. Os plásticos são um tipo de polímeros.

PolímerosSão moléculas formadas pela união de moléculas menores (monômeros).

Polímeros de adiçãoA reação de polimerização forma o polímero como único produto.

nA → AnExemplo

n H2C —— CH2 → … — H2C — CH2 — CH2 — CH2 — …etileno polietileno

“monômero”

“polímero”

190

Avaliar métodos, processos ou procedimentos dasciências naturais que contribuam para diagnosticar ousolucionar problemas de ordem social, econômica ouambiental.

(QUÍMICA)



Polímeros de condensaçãoAlém da formação do polímero, ocorre a eliminação de pequenas moléculas (H2O,

NH3, HCl).Exemplo

PlásticosSão polímeros que podem ser moldados.Polímeros termoplásticos – amolecem quando aquecidos, podendo ser

moldados novamente. As cadeias poliméricas estão ligadas apenas por forçasintermoleculares (van der Waals e ponte de hidrogênio). Exemplos: poliamidas (náilon),poliésteres (dácron), polietileno, PVC.

Polímeros termofixos – não amolecem quando aquecidos e não podem serremoldados. Existem ligações covalentes entre as cadeias poliméricas. Exemplos:baquelite, borracha vulcanizada.

(INEP) – Ao utilizarmos um copo descartável não nos damos conta do longo caminhopelo qual passam os átomos ali existentes, antes e após esse uso. O processo se iniciacom a extração do petróleo, que é levado às refinarias para separação de seuscomponentes. A partir da matéria-prima fornecida pela indústria petroquímica, aindústria química produz o polímero à base de estireno, que é moldado na forma decopo descartável ou de outros objetos, tais como utensílios domésticos. Depois deutilizados, os copos são descartados e jogados no lixo para serem reciclados oudepositados em aterros.

Materiais descartáveis, quando não reciclados, são muitas vezes rejeitados edepositados indiscriminadamente em ambientes naturais. Em consequência, essesmateriais são mantidos na natureza por longo período de tempo. No caso de coposplásticos constituídos de polímeros à base de produtos petrolíferos, o ciclo de existênciadeste material passa por vários processos que envolvem

a) a decomposição biológica, que ocorre em aterros sanitários, por micro-organismosque consomem plásticos com estas características apolares.

b) a polimerização, que é um processo artificial inventado pelo homem, com ageração de novos compostos resistentes e com maiores massas moleculares.

c) a decomposição química, devido à quebra de liga ções das cadeias poliméricas, oque leva à geração de compostos tóxicos ocasionando problemas ambientais.

d) a polimerização, que produz compostos de propriedades e características bemdefinidas, com geração de materiais com ampla distribuição de massa molecular.


OHH HO

N

H

H

n CH2 6 N

H

+ n C CH2 4 C

O O

1,6-diamino-hexano ácido hexanodioico

N CH2 6 N C

H

CH2 4

O

H

C

O

n

+ (2n – 1) H2O

náilon 66 (poliamida)

191



e) a decomposição, que é considerada uma reação química porque corresponde àunião de pequenas moléculas, denominados monômeros, para a formação de

oligômeros.

O polietileno, plástico muito utilizado, é obtido pela polimerização do etileno. Essapolimerização pode ser representada por:

n CH2 = CH2 → —( CH2 — CH2 )—netileno polietileno

(n = número muito grande)

O poliestireno, outro plástico muito utilizado, é obtido pela poli -merização do estireno.

Sabendo-se que a polimerização do estireno é semelhante à do etileno, conclui-se queo poliestireno pode ser representado por


CH2

ne)

n

c) CH — CH

n

b)

CH — CH

nd)

CH — CH2

n

a)

CH CH2

estireno

192

a) ERRADA. Os micro-organismos não consomem esses plásticos.b) ERRADA. Existem polímeros naturais como proteínas, polissacarídeos

(amido, celulose).c) CORRETA. Ocorre a quebra de ligações das cadeias poliméricas gerando

compostos tóxicos, ou seja, ocorre uma decomposição química.d) ERRADA. Ocorre decomposição e não polimerização dos plásticos.e) ERRADA. A decomposição é uma reação química que corresponde à quebra

de moléculas formando moléculas menores.Resposta: C

Comentário

Comparando as duas polimerizações:

Resposta: A

n

— CH2 — CH2 — n CH2 CH2

n

CH — CH2n CH CH2

Comentário



O biodiesel é um combustível renovável, produzido a partir do óleo da mamona, da soja,do dendê, do girassol etc. De acordo com o Governo Federal, o uso comercial do biodieselno Brasil deve chegar em breve aos postos de combustíveis como uma mistura de 2% aodiesel. O uso do biodiesel permitirá ganhos para a economia nacional a partir da reduçãodas importações brasileiras de diesel, da preservação do meio ambiente, da geração deemprego e renda no campo e na indústria de bens e serviços.De acordo com o texto, o uso comercial do biodiesel é interessante porque

a) sua produção gera maior biodiversividade no meio ambiente.b) haverá ganhos para a economia com a redução da importação do diesel.c) tornar-se-á desnecessária a importação de diesel a partir de sua implantação nos

postos.

d) não gera, por ser de origem vegetal, gases poluentes na atmosfera.e) O biodiesel, tal como o diesel, é um combustível não renovável.

As informações abaixo referem-se aos combustíveis álcool e gasolina usados em

automóveis no Brasil.

De acordo com a tabela, a substituição da gasolina pelo álcool apresenta vantagensporque

a) elimina os poluentes lançados no ar.b) aumenta a vegetação natural devido à monocultura.c) oferece menores riscos no transporte de seus derivados.d) aumenta a biodiversidade com o plantio da cana de açúcar.e) não há vantagem nenhuma.



Aspecto consideradoCombustível

Álcool Gasolina

Principais poluentes emi-tidos quando queimadosno motor.

• Gás Carbônico• Acetaldeído

• Gás Carbônico• Monóxido de Carbono• Óxido de Nitrogênio

Impactos ambientais causados pela produção docombustível.

Grandes áreas para oplantio da cana de açúcare redução da biodiversi-dade (monocultura)

Riscos de vazamento du-rante a extração, refino etransporte do petróleo ede seus derivados, pro-vocando sérios acidentes

193

A combustão do biodisel gera gases poluentes na atmosfera; o biodiesel érenovável e, de acordo com o texto, haverá ganhos para a economia comredução da importação do diesel.Resposta: B

Comentário

Tanto o álcool como a gasolina, quando queimados, lançam poluentes no ar. Deacordo com o texto, a utilização do álcool oferece menores riscos no transporte

de seus derivados.Resposta: C

Comentário



1. A Cinemática descreve os movimentos relacionando posição (espaço), velocidade

e aceleração.

Estas três grandezas se relacionam conforme o quadro abaixo.

2. Movimento Uniformea) Equação horária do 1.o grau: s = s0 + Vt

b) Velocidade escalar constante: V =

c) Aceleração escalar nula: γ = 0

(FCMMG) – Sabe-se que o tempo médio de reação entre sentir e agir é da ordem dedois décimos de segundo. Se uma pessoa adulta está lendo, sentada numa cadeira ede repente recebe uma picada de abelha no pé, sua reação é puxar a perna.Sabendo-se que, para executar essa reação, o impulso nervoso vai do pé ao cérebropara depois voltar ao pé, a velocidade escalar média dos impulsos é mais próxima de:a) 240 km/h b) 120 km/h c) 60 km/hd) 30 km/h e) 20km/h


∆s–––∆t

Uma nave espacial, com o sistemade jatos desligados e afastada deoutros corpos celestes, desloca-seem linha reta com velocidade escalar constante, isto é, em movimento

uniforme.

194

Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos departículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.

A distância do pé ao cérebro é da ordem de 1,7m e o tempo gasto é de 0,1s.

Vm = = = 17m/s ⇒ Vm = 17 . 3,6km/h = 61,2km/h

Resposta: C

1,7m–––––

0,1s

∆s–––∆t

Comentário

Competência de área 6 – Apropriar-se de conhe-

cimentos da física para, em situações problema,interpretar, avaliar ou planejar intervenções cientí-fico-tecnológicas.



195

3. Movimento Uniformemente Variado

a) Equação horária do 2.o grau: s = s0 + V0t + t2

b) Velocidade função do 1.o grau: V = V0 + γt

c) Velocidade escalar média: Vm = =

d) Aceleração escalar constante (não nula) : γ =

e) Equação de Torricelli: V2 = V02 + 2 γ ∆s

Um assaltante, após um roubo a banco, está dirigindo seu carro com velocidade demódulo 180km/h quando seus faróis lhe revelam, a uma distância de 150m à suafrente, um tapete de pregos colocado pelos policiais.O assaltante freia o veículo tentando parar o carro antes de chegar ao tapete. Sabe-se que o tempo de reação do assaltante é de 0,6s e que a desaceleração de seu carrotem móduo 10,0m/s2.Admitindo-se que a trajetória do carro do assaltante seja retilínea, podemos concluirque

a) ele conseguirá parar o veículo a uma distância de 5,0m antes do tapete de pregos.

b) ele não conseguirá parar o veículo antes de chegar ao tapete de pregos.c) não há dados suficientes para prevermos se o assaltante conseguirá parar o veículoantes de chegar ao tapete de pregos.

d) o assaltante conseguirá parar o veículo a uma distância de 10,0m antes do tapetede pregos.

e) o tempo de reação não influirá na distância que o assaltante conseguirá parar oseu carro.

γ–––2

∆s–––∆t

V0 + V––––––

2


∆V–––∆t

1)Cálculo do tempo de frea-da:V = V

0

+ γ t

0 = 50,0 – 10,0tf

⇒

2) ∆s = Área (V x t)

D = (5,6 + 0,6) (m) = 155m

O assaltante não conseguirá parar o carro antes de chegar ao tapete de

pregos.Resposta: B

t (s)

V (m/s)

50,0

0 0,6 T

tf = 5,0s T = 5,6s

50,0–––––

2

Comentário



Em uma roda gigante cada pessoa

tem movimento circular e uniforme. A velocidade vetorial da pessoa temmódulo constante porém varia emdireção o que implica a existência deuma aceleração centrípeta.

196

4. Movimento Circular e Uniforme

a) Posição Angular: ϕ =

b) Velocidade angular:ω = =

c) Frequência e período: f =

d) Relações fundamentais: ω = = 2 π f

V = = 2 π f R

e) Aceleração centrípeta: acp = = ω

2 R

Em Astronomia, uma estrela dupla é formada por duas estrelas, A e B, que gravitamem movimentos circulares e uniformes em torno do centro da massa (CM) do sistema.Sabe-se ainda que o raio da circunferência descrita é inversamente proporcional àmassa da estrela e que os períodos de translação (tempo para dar uma volta com-pleta) são iguais.

A massa da estrela A é o dobro da massa da estrela B.Com base no texto apresentado e em seus conhecimentos de Cinemática, você pode

concluir que a razão entre os módulos das velocidades das estrelas B e A vale:

a) b) c) 1 d) 2 e) 4

s–––R

1––4

1––2

VB –––VA

∆ϕ

–––∆t

V–––R

B A

V A

VB

r A r B

CM


V2

–––R

2 π R–––––T

2 π

–––T

1–––T

ωA = ωBV

A

= ωA

rAVB = ωB rB Resposta: D

VB rB mA–––– = –––– = –––– = 2V

ArA

mB

Comentário



O super-herói que voa sem o auxíliode asas ou de jato, é uma aberraçãoque viola o princípio da inércia. Por quê? Porque ele não pode, por si mesmo, mudar sua velocidade, por mais forte que ele seja.

A luva age no rosto e o rosto reage

na luva.

197

(UFLA-MG) – Um engenheiro projeta a curva circular de uma estrada e, para efeitode segurança, prevê que o veículo ao percorrê-la pode sofrer uma acelereçãocentrípeta máxima de módulo 2g, ou seja, duas vezes o módulo da aceleração dagravidade. Considerando-se o raio da curva R, pode-se afirmar que a velocidade escalarmáxima de segurança prevista pelo engenheiro para um veículo nessa curva é dadapela expressão:

a) 2gR b) 2gR c) (2gR)2

d)e) gR

5. Leis de Newtona) Princípio da inércia

Uma partícula livre da ação de forças ou está em repouso ou está emmovimento retilíneo e uniforme.

b) Princípio fundamental da dinâmica

F→

R = m a→

F→

R é a força resultante

m é a massa

a→ é a aceleração vetorial

c) Ação e ReaçãoA toda força de ação F

→

correspondente uma força de reação – F→

com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos.Ação e reação são forças trocadas entre dois corpos; nunca estão

aplicadas ao mesmo corpo e nunca se equilibram.

6. Força de atritoa) atrito estático: Fat ≤ µE FN

b) atrito dinâmico: Fat = µD FN

µE = coeficiente de atrito estáticoµD = coeficiente de atrito dinâmico


R–––2g

acp =

2g =Resposta: B

Vmáx = 2gR

Vmax2

––––––R

V2

–––R

Comentário



Quando um carro se movimenta em um plano horizontal, desprezando-se a resistênciado ar, a força resultante que acelera o carro é a força total de atrito que o solo aplicaaos pneus do carro.Se o carro não derrapar, este atrito será estático e a força de atrito em cada pneu teráintensidade máxima F dada por:

F = µE FN

µE = coeficiente de atrito estático entre os pneus e o chão

FN = intensidade da força normal trocada entre o pneu e o chão.

Considere um carro com tração dianteira e admita que, com o carro em movimento,

do peso total do carro com o seu conteúdo ficam concentrados nas rodas

dianteiras.Considere µE = 0,60 e a aceleração da gravidade com módulo g = 10,0m/s2.Considere o carro partindo do repouso e acelerando durante 10,0s com sua aceleraçãomáxima e despreze, neste intervalo de tempo, a resistência do ar.A velocidade final atingida pelo carro, após os 10,0s, terá módulo igual a:

a) 80 km/h b) 100 km/h c) 120 km/h d) 144 km/h e) 180 km/h

Dados:∆V

• F = ma • a = ––– • 1m/s = 3,6 km/h∆t

• A força de atrito nas rodas não motrizes é desprezível.

2–––3


198

1) De acordo com o texto:

Fat = µE FN = µE . Mg

PFD: F = Ma

µE Mg = Ma ⇒ a = µE g = . 0,60 . 10,0 (m/s2) ⇒

2) a = ⇒ 4,0 =

V = 40,0 m/s = 40,0 . 3,6 km/h ⇒

Resposta: D

V = 144 km/h

V – 0–––––10,0

∆V–––∆t

a = 4,0m/s22––3

2––3

2––3

2–––3

Comentário



7. Plano inclinado

Componentes do peso:

(VUNESP) – Um dos fatores que mostram a educação, o respeito para com o serhumano e o nível de cidadania de uma sociedade é a existência, em hospitais, ruas edemais locais públicos, de rampas de acesso que facilitem a locomoção de portadoresde deficiências físicas dependentes de cadeiras de rodas.

Considere que uma pessoa numa cadeira de rodas esteja parada numa rampa de 4,0mde compri mento, que permita uma elevação vertical de 0,4m.Desprezando-se o atrito, adotando-se g = 10 m/s2 e considerando-se a massa doconjunto cadeira-pessoa igual a 80 kg, a força necessária para mantê-la parada narampa tem intensidade igual a:

a) 20 N b) 40 N c) 80 N d) 400 N e) 800 N


Pt = mg sen θ

PN = mg cos θ

Pt

PN

P

Um plano inclinado, com frequência,é utili zado para erguer um corpo.

199

sen θ = = 0,1

F = Pt = P senθ

F = 80 . 10 . 0,1 (N)

Resposta: C

F = 80N

Pt

F

0,4–––4,0

0,4m4,0m

Comentário



8. Força centrípeta

Nas trajetórias curvas:Fcp = = m ω

2R

m = massa do corpo

V = velocidade linear

ω = velocidade angular

R = raio da curva

(FUVEST) – Numa brincadeira de parque de diversões, as

pessoas vestem um macacão, entram em um cilindro ocoque pode girar em torno de seu eixo vertical e encostam-se na parede, em pé sobre um piso, conforme a figura aolado. O cilindro começa a girar e, em um dado momento,o piso desce, mas as pessoas não, porque ficam“grudadas” na parede do cilindro. O coeficiente de atritoestático entre uma pessoa e a parede do cilindro é igual a0,5 e o raio do cilindro é 3,2m. Para que a pessoa nãoescorregue, o módulo de velocidade dos pontos dasuperfície do cilindro tem de ser, no mínimo, de

a) 8,0 m/s b) 4,0 m/s c) 3,0 m/s d) 2,0 m/s e) 1,0 m/sAdote g = 10,0 m/s2

9. Trabalho

a) Definição:τ = | F

→

| | d→

| cos θ

F

d


mV2

–––––R

Quando a nave está em órbita cir-cular, a força gravitacional aplicada pela Terra faz o papel de força cen-trípeta; as pessoas ficam flutuandodentro da nave em uma eternaqueda livre.

No momento de sua arremetida, oavião su persônico está dotado de grande ener gia cinética, o que per-

mite sua decolagem.

200

1) Fat = P = mg

2) FN = Fcp =

3) Fat ≤ µE FN ⇒ mg ≤ µE

V2 ≥ ⇒ V≥

Vmín = = (m/s)

Resposta: A

R

C

Fat

FN

P

gR–––µE

gR–––µE

Vmín = 8,0 m/s

10,0 . 3,2–––––––––

0,5

gR

–––µE

mV2

–––––R

mV2

–––––R

Comentário



b) Método gráfico:

c) Teorema de Energia Cinética:

τtotal = ∆Ecin = (Vf2 – V0

2)

m = massa do corpo Vf = velocidade final V0 = velocidade inicial

10. Potência

a) Potência média: τ = trabalho realizado∆t = tempo gasto

b) Potência instantânea

F = módulo da forçaV = módulo da velocidade

Uma equipe de resgate em cavernas é chamada para levantar um espeleólogo feridoque está no fundo de um buraco com profundidade total de 30,0m. O salvamento seráfeito em três etapas, cada uma correspondendo a um deslocamento vertical de 10,0m.Um cabo é preso ao espeleólogo e puxado verticamente para cima pela ação de ummotor.

As três etapas do salvamento estão descritas a seguir:

1.a etapa: o espeleólogo parte do repouso e é acelerado uniformemente até atingir avelocidade escalar de 1,0m/s.

2.a etapa: o espeleólogo é levantado com velocidade escalar constante de 1,0m/s.

3.a etapa: o espeleólogo tem movimento uniformemente retardado até voltar aorepouso ao atingir a superfície.

Despreze o efeito do ar e adote g = 10,0m/s2.

A massa do espeleólogo é de 80,0kg.

A potência média útil desenvolvida pelo motor que aciona o cabo, nesta operação, foide:

a) 0,10kW b) 0,20kW c) 0,30kW d) 0,48kW e) 0,50kW

d

F

O

PotF = FVF V

τ

Potm = –––∆t


m–––2

201



Um elevador de carga tem massa total de 1200kg e deve ser levantando partindo dorepouso e voltando ao repouso. O contrapeso do elevador tem massa de 950kg eportanto o motor do elevador deve ajudar no seu levantamento. O elevador deve subir54,0m em 3,0min. Pretende-se determinar a potência média que o motor do elevadordeve fornecer neste procedimento.Teoria necessária para a resolução:1) Teorema da Energia Cinética.

O trabalho total realizado é dado pela variação da energia cinética do sistema.2) A potência média é a razão entre o trabalho realizado e o tempo gasto:

τPotm = –––∆t


Motor

Elevador CP

M = 1200 kgE

M = 950 kgCP

g

(10,0m/s )2

Para a rápida ascensão do elevador,é neces sária a implementação de grande potência por parte dos mo-tores que o tracionam.

202

1) TEC: τtotal = ∆Ecin τmotor + τP = 0 ⇒ τmotor – mgH = 0

τmotor = m g H = 80,0 . 10,0 . 30,0 (J) ⇒

2) Cálculo do tempo gasto:

1.a etapa: = ⇒ = ⇒

2.a etapa: V = ⇒ 1,0 = ⇒

3.a etapa: = ⇒ = ⇒

3) Potm = = kW = 0,48kW

Resposta: D

10,0–––––

T2

24,0–––––50,0

τmotor–––––––

∆t

T = T1 + T2 + T3 = 50,0s

T3 = 20,0s1,0 + 0––––––2

10,0–––––T3

V0 + V––––––2

∆s–––∆t

T2 = 10,0s∆s–––∆t

T1 = 20,0s0 + 1,0––––––

2

10,0–––––

T1

V0 + V––––––

2

∆s–––∆t

τmotor = 24,0 . 103J = 24,0kJ

Comentário



A potência média do motor, no levantamento do elevador, vale:

a) 375W b) 400W c) 700W d) 750W e) 800W

11. Energia Mecânicaa) Energia cinética

m = massaV = velocidade escalar

b) Energia potencial de gravidade

m = massa do corpog = módulo da aceleração da gravidadeh = altura do corpo

c) Energia potencial elástica

k = constante elásticax = deformação

d) Energia Mecânica

e) Conservação da Energia Mecânica1) Ação exclusiva da força da gravidade

2) Corpo escorregando livremente sem atrito nem resistência do ar3) Movimento de um pêndulo sem resistência do ar

A massa total de um alpinista com seu equipamento é de 90kg e ele vai escalar oMonte Everest partindo do nível do mar e atingindo uma altura de 8850m. Admita quea energia gasta pelo alpinista em sua subida seja apenas o suficiente para vencer aforça gravitacional.Considere ainda que uma barra de chocolate forneça uma energia de 1,25MJ.Para suprir a energia gasta na subida, o número mínimo de barras de chocolate é:

a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 10Adote: g = 10m/s2

kx2

Ee = ––––––2


mV2

Ec = ––––––2

Ep = mgh

Em = Ec + Ep

203

1) TEC : τtotal = ∆Ecin

τmotor + τP(elevador) + τP(contrapeso) = 0

τmotor – MEgH + MCPgH = 0

τmotor = (ME – MCP)gH = 250 . 10,0 . 54,0 (J) = 1,35 . 105J

2) Potm = = ⇒

Resposta: D

Potm = 750W1,35 . 105J––––––––––

3,0 . 60s

τmotor–––––––

∆t

Comentário



(UFPE) – Um carrinho de supermercado, de massa 20kg, encontra-se desacom -

panhado no alto de uma rampa, com velocidade escalar de 1,0m/s (ver figura). Omódulo da aceleração da gravidade vale 10m/s2. Qual a quantidade de energiamecânica do carrinho dissipada a partir desse instante pelas forças dissipativas (atritose resistência do ar), de modo que, ao atingir o ponto mais baixo da rampa, a velocidadedo carrinho se anule? Para efeito de cálculo, considere o carrinho como uma partícula.

a) 380J b) 390J c) 400J d) 410J e) 420J

12. Quantidade de Movimento

a) Definição:m = massa do corpo

V→

= velocidade vetorial

b) Impulso de uma força

F→

= força

∆t = tempo de ação da força→

I =→

F ∆t


H = 2,0m

g

→

Q = m→

V A quantidade de movimento de umveículo é uma grandeza vetorial quede pende da massa do veículo e de sua velocidade vetorial. Veículos demassas diferentes com velocidades

diferentes podem ter quantidadesde movimento iguais.

204

E = mg H = 90 . 10 . 8850(J) = 7,965 . 106

JE = n E1

7,965 . 106 = n . 1,25 . 106

n ≅ 6,4 ⇒

Resposta: B

nmín = 7

Comentário

Como o carrinho para na parte mais baixa da rampa, a sua energia mecânicainicial que foi dissipada corresponde à sua energia cinética inicial mais o móduloda variação da sua energia potencial gravitacional, isto é:

Edis = mv2 /2 + mgH = 10J + 400J = 410J

Resposta: D

Comentário



c) Teorema do Impulso

O impulso é medido pela variação daquantidade de movimento

d) Conservação da Quantidade de MovimentoOcorre nos sistemas isolados de forças externas.Os principais exemplos são problemas envolvendo uma explosão ou uma colisão.

(UNESP) – Um carrinho de supermercado, com massa total igual a 10 kg, está a umavelocidade

→V, quando colide frontalmente com outro carrinho, de massa 50 kg,

inicialmente em repouso. Suponha que, imediatamente após a colisão, os doiscarrinhos fiquem encaixados um ao outro, deslocando-se com velocidade de módulo0,50 m/s. Desprezando-se os atritos, determine o módulo da velocidade

→V antes da

colisão.a) 1,0 m/s b) 1,5 m/s c) 2,0 m/s d) 2,5 m/s e) 3,0 m/s

→

I = ∆

→

Q

→

Qapós =→

Qantes

mA V→

’A + mB V→

’B = mA V→

A + mB V→

B


m = 10kg A

A v

m = 50kgB

BB

repouso

B A+B

v = 0,50m/sf

O chute do atleta provoca umavariação da quantidade de movi-mento da bola. O im pulso da forçaaplicada é igual à variação da quan-tidade de movimento da bola.

205

No ato da colisão, os carrinhos formam um sistema isolado e a quantidade demovimento total do sistema permanece constante.

Qfinal = Qinicial

(mA + mB) Vf = mAVA ⇒ 60 . 0,50 = 10 . V ⇒

Resposta: E

V = 3,0m/s

Comentário



13. Leis de Kepler

1.a

lei (lei das órbitas)A órbita dos planetas em torno do Sol tem a forma de uma elipse e o Solocupa um dos focos da elipse.

2.a lei (lei das áreas)A área varrida pelo raio vetor de um planeta é diretamente proporcional

ao tempo gasto.

A = área varrida pelo raio vetor∆t = tempo gastoK = velocidade areolar do planeta

3.ª lei (lei dos períodos)Sendo R o raio médio da órbita e T o período de translação do planeta, vale a

relação:

(UFLA-MG) – Em um dos sistemas planetários da constelação Oberon da Galáxia NGC

5632-4R, um planeta A descreve uma trajetória circular de raio RA em um tempo TA,enquanto um planeta B descreve uma trajetória circular de raio RB = 4RA, em umtempo TB. Pode-se afirmar que a relação TA/TB é:

a) 1/128 b) 1/64 c) 1/8 d) 1/4 e) 1/2


R3

––– = K (constante)T2

A = k ∆t

( t ) 1 ( t ) 2 A1 A2

A

B

C

D

Sol

A1 ___A2

= ___t1t2

Quanto mais afastado se encontra o planeta do Sol, maior será seu pe-ríodo de translação, ou seja, seu ano solar.

206

= (3a. Lei de Kepler)

2

=

3

=

3

⇒

2

= ⇒

Resposta: C

TA 1–––– = –––

TB 8

1––––

64

TA––––

TB

RA–––––

4RA

RA––––

RB

TA––––

TB

RA3

–––––T

A2

RB3

–––––T

B2

Comentário



(INEP) – O Bungee Jump é um esporte radical no qual uma pessoa pula de uma alturamuito grande, presa a um elástico. Para que o praticante não corra risco, um dosfatores importantes é que o elástico preso a ele possa ser esticado com facilidade,adquirindo um comprimento relativamente grande.Indique qual alternativa explica este fato do ponto de vista físico:

a) O elástico deve ter uma constante elástica nula para conseguir segurar a pessoa.b) O tipo de elástico a ser utilizado neste esporte deve permitir que a pessoa caia

livremente.c) O elástico faz aumentar o tempo da variação da quantidade de movimento da

pessoa e diminuir a força aplicada na pessoa.d) Com o elástico, a pessoa não tem variação da quantidade de movimento, pois

sua velocidade é constante durante a queda.e) Com o elástico, a pessoa sofre um impulso menor para ser levada ao estado de

repouso.


208

FG = = mg

g = (1) g0 = (2)

: =

2

⇒ g = 10 .

2

(m/s2)

g = (m/s2) = (m/s2) ⇒

Resposta: E

g = 9,6m/s210

––––––

1,04

10––––––

(1,02)2

R––––––1,02RR

––––––R + hg

––––g0

(1)––––(2)

G M––––––

R2

G M––––––––(R + h)2

G Mm––––––––(R + h)2

Comentário

De acordo com o teorema do impulso, temos:→IR = ∆

→Q

Inicialmente, a pessoa é acelerada adquirindo uma quantidade de movimento→Q1; em seguida, a pessoa é freada até o repouso.

Nessa fase de freada, ela recebe um impulso resultante→IR = –

→Q1

O valor do impulso é dado pelo produto da força resultante média pelo intervalode tempo necessário para frear a pessoa:→Fm ∆t = –

→Q1

Os valores de→IR e ∆

→Q são fixos e o papel do elástico é aumentar ∆t e reduzir

→Fm

para que a pessoa não se machuque.

Resposta: C

Comentário



A Mecânica é a parte da Física para a qual convergem as explicações dos fenô-menos naturais, uma vez que o movimento é a manifestação mais visível e significativapara a percepção do Universo que nos cerca. Entretanto, o mundo tecnológico, em que

vivemos, permite a explicação de vários processos, recorrendo diretamente aosconhecimentos termodinâmicos e eletromagnéticos.

Enunciado para as questões de 1 a 3.O motor de um automóvel éconstituído, basicamente, porum conjunto de pistões móveis,dentro de cilindros, que acio -nam um eixo de manivelas paramovimentar a caixa de marchase as rodas.A movimentação dos pistões

pode ser feita pela utilização devapor d’água sob pressão oupela queima de gasolina ouóleo diesel. O motor a gasolinade quatro tempos pode ter seufuncionamento resumido daseguinte maneira:

Fenômenos climáticos podem ser explicados por conceitos termodinâmicos eeletromagnéticos.

As máquinas térmicas como o motor doautomóvel e a geladeira fazem parte denossa vida cotidiana.

É quase impossível imaginar a vida semos aparelhos eletrônicos que facilitam ascomunicações e tornam nossas vidasmais confortáveis.

209

Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar pro-

cessos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto

da Termodinâmica e(ou) do Eletromagnetismo.



210

O ciclo Otto dos motores a gasolina tem a seguinte representação no diagramapressão x volume:

A eficiência do motor é avaliada por duasgrandezas:• Potência (P), medida em kW, que relaciona o

trabalho realizado pelo ciclo ( τ) com afrequência com que os ciclos são produzidos(f).

Em geral, automóveis que atingem velo-cidades com módulo acima de 180km/h têm τ e f elevados.

•• Torque (T), medido em N.m, relaciona a força que a explosão da gasolina aplicasobre as alavancas do eixo de manivelas. Torque de alto valor, em baixasrotações, representa um carro que acelera facilmente e retoma velocidadesrapidamente (0 a 100km/h em menos de 10s) .Para melhorar o desempenho dos motores, os enge nheiros têm as seguintespossibilidades:

• Cilindrada – um grande volume dos cilindros produz potência e torque altos,embora o consumo de gasolina aumente.

• Número de válvulas – mais de duas válvulas por cilindro aumentam a

potência, mas o torque cresce somente em altas rotações, por falta de pressãona admissão.

• Turbo alimentação – uma turbina movida pelos gases do escapamentopressiona fortemente a mistura ar-gasolina, aumentando o torque e a potência,apesar de diminuir a vida útil do motor.

Considere as afirmações a seguir:I. O movimento de sobe e desce dos pistões produz um movimento circular do

eixo de manivelas.

II. Uma oscilação completa do pistão relaciona-se com a área interna do cicloOtto, que é numericamente igual ao trabalho realizado pelo sistematermodinâmico.

III. Um aumento do número de rotações por minuto (RPM) do motor diminui apotência desenvolvida por ele.

IV. Na transformação adiabática AB, o volume aumenta e a energia interna diminui.Estão corretas apenas as afirmações:

a) I, III e IV. b) II, III e IV. c) I, II e IV. d) II e III. e) I e II.


P =τ

. f

I. CORRETA II. CORRETA III. INCORRETA IV. CORRETA

Resposta: C

Comentário



No ciclo Otto, uma transformação de trabalho nulo e outra de compressão de volumesão, respectivamente:

a) AB e BC b) BC e CD c) AB e CD d) DA e AB e) AB e DA

A figura a seguir representa um motor de reduzido consumo, alta potência e torqueelevado, em baixas rotações, produzido no Brasil.

Assinale a alternativa que apresenta asespecificações que mais se aproximam dopropulsor citado anteriormente:

a) Grande cilindrada e quatro válvulas porcilindro com turbo alimentação.

b) Pequena cilindrada e duas válvulas porcilindro sem turbo alimentação.

c) Grande cilindrada e quatro válvulas porcilindro sem turbo alimentação.d) Grande cilindrada e duas válvulas por

cilindro com turbo alimentação.e) Pequena cilindrada e quatro válvulas

por cilindro com turbo alimentação.

Enunciado para os testes de 4 e 5.

O funcionamento de um refrigerador baseia-se no fato de que um gás, quandose expande rapidamente, absorve calor de sua vizinhança.

Se você soprar sua mão com força, sentirá imediatamente uma sensação de frio.

Para provocar a expansão rápida do fluido refrigerante dentro do refrigerador,devemos produzir o ciclo termodinâmico descrito a seguir:



211

• Pequena cilindrada = baixo consumo• Quatro válvulas por cilindro = mais potência em alta rotação

• Turbo alimentação = mais torque a baixas rotaçõesResposta: E

Comentário

Resposta: B

Comentário



213

Considere as afirmativas a seguir:I. No refrigerador, o fluido refrigerante é comprimido na bomba, resfriado no

condensador, onde se liquefaz, vaporiza-se no orifício afunilado e transfere-separa o congelador a baixa temperatura.

II. A retirada do calor do interior da geladeira é feita diretamente pelo condensador.III. Alguns indivíduos secam pequenas peças de roupas na geladeira; o melhor lugar

para colocá-las é sobre a bomba (compressor).IV. Os tubos em ziguezague diminuem a área de contato com o ambiente no

condensador e no evaporador.Estão corretas apenas as afirmativas:

a) I e III b) I e IV c) II, III e IV d) I e II e) II e III

Dentro da bomba, o volume é constante e a velocidade média das moléculas do gásaumenta. Essa transformação é

a) uma expansão isobárica. b) um aquecimento isométrico.c) uma expansão isométrica. d) um resfriamento isométrico.e) um aquecimento isobárico.

Enunciado para os testes de 6 a 8:

Os receptores de rádios portáteis apresentam, normalmente, duas escalas de frequência: AM e FM.A amplitude modulada (AM), como o nome sugere, éresultado de uma variação da amplitude da onda portadoratransmitida por uma emissora. Como a faixa de variação dafrequência de AM é de apenas 10kHz, ela torna-se adequada

para transmitir as frequências da voz humana (de 100Hz a500Hz).



I. CORRETA.II. INCORRETA. Ocorre no congelador.III. CORRETA.IV. INCORRETA. Aumenta a área de contato.Resposta: A

Comentário

A velocidade média das móleculas aumenta ⇒ aquecimentovolume constante ⇒ isométrico

Resposta: B

Comentário



215

Uma pessoa sintoniza uma emissora de FM em seu veículo e percebe que à medidaque se distancia da antena transmissora, a intensidade do som diminui, principalmenteem viagens intermunicipais. Essa variação pode ser assim representada:

Considere as afirmações a seguir:I. As transmissões de FM permitem a recepção de som de alta qualidade.II. A intensidade do sinal (I) recebida pela pessoa é inversamente proporcional ao

quadrado da distância a que ela se encontra da emissora (d).III. Para compensar a perda de intensidade, a pessoa deve usar o botão de volume

do seu receptor.Está/Estão correta(s) a(s) afirmação(ões):

a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e II, apenas.d) I e III, apenas. e) III, apenas.

No painel mostrador do receptor de rádio (dial) apresentado no enunciado, podemosver os seguintes intervalos de frequências:• FM: de 88 a 107MHz• AM: de 540 a 1600kHz

Observe também as representações das ondas portadoras A e B e assinale aalternativa correta:



I

d (distância)

(Intensidade)

I

d 2d 3d

I9

I4

I. CORRETA. II. CORRETA. III. CORRETA.IV. INCORRETA. O transístor amplifica o sinal.Resposta D

Comentário

I. CORRETA II. CORRETA III. CORRETA

Resposta: A

Comentário



a) As ondas de FM possuem comprimento de onda maior que o das ondas deAM.

b) O período das ondas de AM é menor que o das ondas de FM.c) A amplitude varia nas ondas de FM.d) No ar, as velocidades de propagação das ondas de AM e FM têm o mesmo

módulo,e) Uma emissora de AM que opera na frequência de 840kHz produz 840

oscilações por segundo nos elétrons da antena do receptor.

Observe, a seguir, algumas situações cotidianas relacionadas com a transmissão decalor:

I. O calor propaga-se da extremidade quente do espeto para a extremidade fria.


216

Resposta: D

Onda de FM Onda de AM

Frequência Maior Menor

Comprimento de onda Menor Maior

Amplitude Constante Variável

Comentário



II. Correntes cíclicas aquecem a massa líquida.

III. Ondas de infravermelho aquecem o corpo do gato.

Os fenômenos I, II e III são, respectivamente:

a) condução, convecção e radiação.b) condução, convecção e convecção.c) radiação, convecção e convecção.d) condução, condução e radiação.e) condução, convecção e condução.

217

A transmissão de calor envolve conceitos termodinâmicos e eletromagnéticos.

Resposta: A

Comentário



As ondas eletromagnéticas também chamadas de radiações eletromagnéticas sãogeradas por partículas eletrizadas que sofrem uma variação de velocidade.

Elas são formadas por um conjunto de dois campos: um elétrico →E e outro magnético→B que são perpendiculares entre n de tal forma que a variação do campo elétrico

→E gera

o campo magnético→B gera o campo elétrico

→E.

Todas as radiações eletromagnéticas se propagam no vácuo com a mesmavelocidade de módulo C = 3,0 . 108m/s e se distinguem uma da outra pelas suasfrequências.

A frequência f da radiação, o seu comprimento de onda e a velocidade depropagação V se relacionam segundo a equação:

Quando a radiação passa de um meio para outro os valores de V e se alteramporém a frequência da radiação é sempre a mesma.

O conjunto de frequências das radiações eletromagnéticas é denominado espectroeletromagnético e é apresentado a seguir.

V = f

218

Compreender fenômenos decorrentes da interação

entre a radiação e a matéria em suas manifestações

em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas

implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambien-

tais.



A energia E associado ao fóton da radiação é dada pela expressão:

h = constante de Planckf = frequência da radiação

Em seguida fazemos uma análise das principais ondas eletromagnéticas:

A) Radiofrequência: usadas para as transmissões de rádio e televisão.

A sua frequência é baixa chegando até a faixa de 109Hz e o comprimento de ondaé elevado variando de 0,3m a alguns quilômetros.

B) Micro-ondas: usada em telecomunicações, mensagens telefônicas que usam ossatélites e também em sistemas de radar.

A sua frequência varia entre 109Hz e 3,0 . 1011Hz.C) Infravermelho: usada em aplicações medicinais e também para identificação de

corpos em ausência de luz visível.

A sua frequência varia entre 3,0 . 1011Hz e 4,0 . 1014Hz.

D) Luz visível: são as únicas radiações eletromagnéticas capazes de sensibilizar nossaretina permitindo a visão dos objetos.

A sua frequência varia entre 4,0 . 1014Hz e 4,0 . 7,6 . 1014Hz.

E) Ultravioleta: são responsáveis pelo bronzeamento de nossa pele. Os fótons deradiação ultravioleta têm energia elevada e a exposição prolongada a tal radiaçãopode causar queimaduras.

A camada de ozônio que envolve a Terra limita a quantidade de radiaçãoultravioleta proveniente do Sol e o buraco na camada de ozônio é um problemagrave para a humanidade e para a vida em geral na Terra.

A sua frequência varia entre 7,6 . 1014Hz e 3,0 . 1017Hz.

F) Raios X: tem grande aplicação na medicina, porém a exposição prolongada podeprovocar graves problemas para a pessoa.

Sua frequência varia de 3,0 . 1017Hz a 5,0 . 1019Hz.

G) Raios γ: são radiações produzidas por substâncias radioativas presentes nosreatores nucleares.

A sua manipulação exige cuidados especiais, pois a sua absorção pode provocaralterações nos núcleos dos átomos.

Sua frequência varia de 3,0 . 1018Hz a 3,0 . 1022Hz.

(INEP) – Qual dos aparelhos abaixo não funciona baseado na produção de ondaseletromagnéticas?

a) Micro-ondas. b) Rádio FM. c) Telefone Celular.d) Bússola. e) Televisão.


E = h f

219

A bússola tem seu funcionamento ligado à interação com o campo magnéticocriado pela Terra.Resposta: D

Comentário



220

(INEP) – Quando buscamos sintonizar uma rádio que gostamos, temos que selecionaruma opção como 89,1MHz, 102,1MHz ou 107,3MHz. Estes valores fazem referênciaa qual característica física das ondas eletromagnéticas?

a) Comprimento de onda. b) Velocidade de propagação.c) Frequência, d) Amplitude.e) Intensidade.

(INEP) – Existem usos benéficos da energia nuclear em diversos setores, como, porexemplo, na medicina que realiza terapias com fontes de radiação. Uma das maisconhecidas é a Radioterapia, utilizada no tratamento do câncer. Neste caso, sãoutilizadas fontes radiativas, que emitem radiação e destroem as células de tumores,uma vez que estas são mais sensíveis à radiação do que os tecidos normais (sãos).

Fonte: Disponível em:<http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/aplica.pdf>.Acesso em: 25/8/2008.

Numa pessoa que faz radioterapia para tratamento contra o câncer, é correto afirmarque:a) ficará contaminada, pois foi exposta às fontes radiativas.b) ficará radiativa, passando a emitir radiações como as fontes de radiação.c) foi apenas irradiada, e não ficará contaminada, pois não teve contato com a fonte

radiativa.d) foi irradiada e ficará radiativa, devendo ficar isolada por algum tempo para não

contaminar outras pessoas.e) não ficará afetada em nada pela radiação.

(UFG) – Em 1947, Willard F. Libby descobriu que a quantidade de carbono-14 nostecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do tempo Assim,a medição dos valores de carbono-14 em um objeto nos dá pistas muito seguras sobresua idade. Essa técnica é aplicável à madeira, carvão vegetal, sedimentos orgânicos,ossos, conchas marinhas, ou seja, todo material que conteve carbono em alguma de

suas formas. A atividade devida ao carbono-14 em organismos vivos é deaproximadamente 15,3 desintegrações por minuto. Sendo a meia vida do carbono-14




A unidade Hz (hertz) bem como seus múltiplos e submúltiplos, se referem àgrandeza física frequência.

Resposta: C

Comentário

A pessoa não ficará contaminada porque não teve contato direto com a fonteradiativa, porém como foi irradiada poderá sofrer alguns efeitos colaterais.Resposta: C

Comentário



de 5.730 anos, a descoberta de certo fóssil, por um arqueólogo, cujo carbono-14apresenta 1,91 desintegrações por minuto, terá a provável idade de

a) 2865 anos b) 5730 anos c) 11470 anosd) 17190 anos e) 22920 anos

(UFMS) – Uma das tecnologias renováveis de geração de energia elétrica é a célula

fotovoltaica que, sob a ação da luz solar que incide sobre ela, gera a ejeção de elétronsque podem ser coletados na forma de corrente elétrica, veja a Figura 1. Por outro lado,um outro dispositivo, com função inversa, é a tela de osciloscópios semelhante às deTV, que, sob a ação de um feixe de elétrons que incide sobre ela, gera a emissão deluz, veja a Figura 2. Com fundamento nesses dois fenômenos, analise as proposiçõesa seguir

(1) Quando a luz colide na célula fotovoltaica, os fótons são transformados emelétrons.

(2) Quando o feixe de elétrons colide na tela do osciloscópio, os elétrons perdem suascargas e transformam-se em fótons.

(3) Os fótons de luz mais energéticos correspondem à luz de menores comprimentosde onda.


221

1) N =

1,91 =

2n = 8 ⇒ n = 3 (quantidade de meias vidas)

2) ∆t = n T

∆t = 3 . 5730 anos ⇒

Resposta: D

∆t = 17190 anos

15,3____2n

N0____2n

Comentário



222

(4) A luz emitida pela tela do osciloscópio na faixa do espectro visível, é provenientede transições de elétrons entre as camadas eletrônicas dos átomos que compõem

a tela.(5) O processo que ocorre na tela do osciloscópio é chamado de efeito fotoelétrico.

Estão corretas, apenas:a) 3 e 4 b) 1, 3 e 4 c) 2 e 5 d) 4 e 5 e) 1 e 2

O físico escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), nascido em Edimburgo, desen-volveu estudos teóricos fundamentais, ao considerar a existência das ondas eletromag-néticas. Essas ondas surgem como consequência de dois efeitos: um campo magnéticovariável induz um campo elétrico, e um campo elétrico variável induz um campomagnético. Dentre a diversidade de ondas que compõem o espectro eletromagnético,têm-se, hoje, como exemplo, as ondas de rádio, TV, micro-ondas, a luz, os raios X,dentre outras. A respeito destas informações, analise as proposições a seguir.

I. As denominações “ondas longas”, “ondas médias” e “ondas curtas”, de quegeralmente ouvimos falar, referem-se aos valores dos comprimentos de ondas, ou seja,λ(onda longa) > λ(onda média) > λ(onda curta).

II. A razão entre o maior e o menor comprimento de onda de uma onda de rádio quetransmite na faixa de frequências de 90 MHz a 180 MHz é 2.

III. As ondas eletromagnéticas usadas pelas emissoras de TV têm as mesmascaracterísticas das ondas de rádio. Entretanto, elas apresentam frequências maiselevadas do que aquelas normalmente usadas pelas estações de rádio.


01 (F) O elétron absorve a energia do fóton e se projeta para fora do metalvencendo a energia de ligação com o núcleo do átomo.

02 (F)

03 (V) E = hf =

04 (V)

05 (F) O efeito fotoelétrico é o fenômeno descrito na figura 1.

Resposta: A

h c__λ

Comentário

James Clerk Maxwell



A partir da análise feita, assinale a alternativa correta:

a) Apenas I e II são verdadeiras. b) Apenas I e III são verdadeiras.c) Apenas II e III são verdadeiras. d) Todas as proposições são verdadeiras.e) Apenas I é verdadeira.

(INEP) – Telefones celulares e a Internet sem fio são avanços recentes que dispensamo uso de fios para a comunicação entre pessoas. Isso é possível devido:

a) às ondas eletromagnéticas de alta energia, como os raios-X.b) às ondas eletromagnéticas de baixa energia, como as de rádio.c) aos raios ultravioleta, similares àqueles provenientes do Sol.d) às ondas eletromagnéticas do espectro da luz visível.e) aos raios infravermelhos.


223

(I) VERDADEIRA.

(II) VERDADEIRA.

V = λf λ1 90 = λ2 180

Da qual:

(III) VERDADEIRA.

Resposta: D

λ1–––– = 2

λ2

c = λ1 90 c = λ2 180

Comentário

Telefones celulares e Internet usam ondas eletromagnéticas de baixa frequênciae elevado comprimento de onda: as ondas de rádio.A energia do fóton de uma onda eletromagnética é proporcional a suafrequência e, por isso, as ondas de rádio de baixa frequência têm fótons debaixa energia.

Resposta: B

Comentário



Na geração de energia elétrica ocorrem sempre impactos ambientais de modo

que devemos sempre procurar processos alternativos que nos possibilitem ampliar aprodução de energia e minimizar os efeitos nocivos ao meio ambiente.Apresentamos em seguida uma relação dos tipos de usinas elétricas e seus impactosnocivos ao meio ambiente.

(1) Usina termelétrica: com a queima de combustíveis fósseis há produção de CO2intensificando o efeito estufa e há contaminação da atmosfera, do solo e daságuas. Os óxidos liberados agravam enfermidades dos habitantes que residemnas proximidades da usina.

(2) Usina hidrelétrica: provoca inundações de regiões habitadas obrigandodeslocamento de populações, além de afetar a fauna e flora.

(3) Usina termonuclear: emissão de CO2 agravando o efeito Estufa; efeito nocivo àbiodiversidade com o aquecimento de rios e cursos d’água usados no processo darefrigeração e, principalmente, o problema do lixo atômico com produtosaltamente tóxicos responsáveis por uma atividade radioativa que pode durarmilhares de anos.

(4) Usina eólica: produz poluição sonora que pode afetar a audição das pessoas quevivem nas redondezas da usina.

Com relação à usina nuclear, considere um lixo atômico formado por materiaisradioativos com as meias vidas indicadas na tabela a seguir:

Material Meia vida (anos)

A 30

B 20

C 2

D 1


224

Avaliar possibilidades de geração, uso ou transforma-

ção de energia em ambientes específicos, consi-

derando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou

econômicas.



225

Sabe-se ainda que a radioatividade do material torna-se inócua ao ser humano apósum intervalo de tempo correspondente a vinte vezes a sua meia vida.

Considere, ainda, que tenhamos inicialmente 100g de cada um dos materiais citadosna tabela.

Assinale a opção corretaa) Daqui a 60 anos a massa do material A será de 50g.b) Daqui a 40 anos o material B se tornará inócuo.c) A usina eólica provoca a intensificação do efeito estufa.d) A usina hidrelétrica provoca a intensificação do efeito estufa.e) Daqui a 40 anos a massa do material B será de 25g.

As usinas nucleares não contribuem para o agravamento do efeito estufa, porém, osresíduos radioativos inerentes à fissão do urânio constituem o perigoso lixo atômicocapaz de parar uma atividade radioativa por um período muito longo.A tabela a seguir apresenta produtos de fissão do urânio e as respectivas meias vidas(tempo necessário para que a atividade radioativa se reduza à metade).

O material radioativo somente torna-se não prejudicial à saúde após um intervalo detempo igual a vinte vezes a sua meia vida.Dos produtos citados, após um intervalo de tempo de 100 anos, tornam-se inócuos:

a) todos eles.b) nenhum deles.c) apenas o rutênio-106.

d) apenas o césio-134.e) apenas o rutênio-106 e o césio-134.


Produto da fissão Meia vida (anos)

Estrôncio-90 29

Rutênio-106 1

Césio-134 2

Césio-137 30

a) (F) São duas meias vidas: em cada meia vida a massa se reduz à metade eserá, ao final de 60 anos, de 25g.

b) (F) O material B será inócuo daqui a 400 anos (20 vezes a meia vida)

c) (F)

d) (F) As usinas hidrelétrica e eólica não liberam CO2.

e) (V) São duas meias vidas e a massa se reduz a um quarto do valor inicial.

Resposta: E

Comentário



Relacionamos, a seguir, algumas modalidades de usinas que se destinam a produzirenergia elétrica e os principais impactos ambientais que elas produzem.

(1) Usina hidroelétrica: alagamento de regiões extensas afetando a biodiversidadee provocando graves problemas para as populações atingidas.

(2) Usina termoelétrica: produção de gás carbônico (CO2) pela queima decombustíveis fósseis.Contaminação da atmosfera e do solo agravando problemas pulmonares ecardíacos das populações em suas vizinhanças.

(3) Usina termonuclear: emissão de gás carbônico (CO2), problemas da destinaçãodo lixo atômico e aumento da temperatura da água usada em sua refrigeraçãocom reflexos na fauna e na flora.

(4) Usina eólica (energia do vento): poluição sonora.

Se pensarmos apenas no agravamento do efeito estufa.As usinas mais adequadas para evitá-lo são:

a) hidroelétrica e termoelétrica.b) hidroelétrica e nuclear.c) hidroelétrica e eólica.d) termoelétrica e eólica.

e) nuclear e eólica.


226

Estrôncio-90: inócuo após 580 anos.Rutênio-106: inócuo após 20 anos.Césio-134: inócuo após 40 anos.Césio-137: inócuo após 600 anos.Resposta: E

Comentário

As usinas hidroelétrica e eólica não emitem CO2 e, portanto, não contribuempara o aumento do efeito estufa.Resposta: C

Comentário



Compostos Inorgânicos

1. Conceito de ácido segundo a teoria de ArrheniusÁcido é toda substância que, em solução aquosa, libera como cátion somente

íons H+ (ou H3O+). O íon H3O+ é o HIDROXÔNIO ou HIDRÔNIO.

• apresentam sabor azedo;

• tornam róseo o papel de tornassol azul.

2. Conceito de base de ArrheniusArrhenius definiu as bases: base é toda substância que, colocada

em água, libera como ânion exclusivamente íon hidróxido, OH–.

H2O

NaOH → Na+ + OH–

H2O + HA → H3O+ + A–

+ ++ -

227

Utilizar códigos e nomenclatura da química para carac-

terizar materiais, substâncias ou transformações quí-

micas.

-- -

--+

+

+

+ +

--

+

++

+++

+

moléculas de H O atacandoo ânion

2 moléculas de H Oatacando o cátion

2

H O2

Competência de área 7 – Apropriar-se de conheci-

mentos da química para, em situações problema,interpretar, avaliar ou planejar intervenções cientí-fico-tecnológicas.

Os ácidos tornam róseo o papel detornassol azul.

As bases tornam azul o papél róseode tornassol.



Fórmula geral das basesA grande maioria das bases segue a fórmula M(OH)

x

, na qual M é um metal e xé a valência (carga) do cátion formado por M.

• apresentam sabor adstringente;

• tornam a pele lisa e escor regadia;

• conduzem a corrente elétrica em solução aquosa.

• tornam azul o papel róseo de tornassol.

3. Reação de neutralização e salÉ a reação entre um ácido e uma base que origina um sal e água.

+ → +

4. Reação de neutralização (Arrhenius)ácido + base → sal + águaDiminuição da acidez estomacal (HCl ) por leite de magnésia (Mg (OH)2).2HCl + Mg(OH)2 → MgCl2 + 2H2O

5. Reações de dupla-troca (sal com ácido)I) AgNO3 + HCl → ↓AgCl + HNO3

solúvel insolúvel

II) K2S + 2HCl → 2KCl + H2Sforte fraco

III) 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl

fixo∆

volátil

ÁCIDO BASE SAL ÁGUA

M1+ (OH)1– : NaOH KOH

M2+ (OH)21– : Mg(OH)2 Ca(OH)2

M3+ (OH)31– : Al(OH)3 Fe(OH)3

228

HCl

solução aquosa decloreto de hidrogênio(HC ) ou ácidoclorídrico:HC H + C -

l

l l +

NaOH

H O2

aquecimentosólido

branco de NaCl solução aquosa dehidróxido de sódio(NaOH):NaOH Na + OH+ - HC + NaOH NaC + H O

sal

l l 2



IV)Diminuição da acidez estomacal por bicarbonato de sódio (NaHCO3).HCl + NaHCO

3

→ NaCl + H2

O + CO2

6. Reações de dupla-troca (sal com base)No tratamento de água utiliza-se hidróxido de alumínio para flocular as impurezas

em suspensão. O hidróxido de alumínio é preparado reagindo-se sulfato de alumíniocom água de cal.

1Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 3CaSO4 + 2Al(OH)3

7. Reações de deslocamento (simples-troca)

Alcalinos, alcalinoterrosos Al Zn Fe … Cu Hg Ag Pt Au←→ ←→

mais reativos (menos nobres) menos reativos(mais nobres)

F2 > O2 > Cl2 > Br2 > I2

I) Zn0 + Cu2+SO4 → Zn2+SO4 + Cu0

A reação ocorre porque o potencial de redução do Cu2+ é maior que o potencialde redução do Zn2+.

0 1– 1– 0II) Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

III) A reação de metais alcalinos com água2K + 2HOH → 2KOH + H2

8. Reações de oxidorreduçãoReações em que ocorre transferência de elétron e consequentemente variação de

número de oxidação. Na siderurgia, o minério de ferro é reduzido pelo monóxido decarbono.

9. Reações dos óxidos básicos e óxidos ácidosI) Na2O + HOH → 2NaOH

II) CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O

III) CO2 + H2O →← H2CO3

IV)SO3 + H2O → H2SO4

V) 2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O

VI)Formação da chuva ácida

Fe2O

3 + 3 CO 2Fe + 3CO

2

+2 +4oxidante

redutor

+30

redução

oxidação

H

A reação de potássio com águaforma hidróxido de potássio (quetorna a fenolftaleína vermelha) e

hidrogênio (que sofre combustão).

229



Um combustível fóssil (carvão, petróleo) tem enxofre como impureza.

1/2O2 H2OS + O2 → SO2 → SO3 → H2SO4

O2 H2ON2 + O2 → 2NO → 2NO2 → HNO3

10. Compostos OrgânicosIntroduçãoQuímica Orgânica é a química dos compostos do elemento

químico carbono. Os elementos mais frequentes em compostosorgânicos são C, H, O, N que são chamados de elementosorganógenos. A tetravalência do átomo de carbono, a capacidadede formar cadeias, a formação de ligações simples, duplas e triplas

e a ligação do carbono com elementos mais ou menos eletro-negativos explicam o enorme número de compostos orgânicos.

Funções orgânicasHidrocarbonetos: CxHy

a) Alcano: CnH2n + 2CH4 (metano), H3C — CH3 (etano)

b) Alceno: CnH2nH2C —— CH — CH3 (propeno)

c) Alcino: CnH2n – 2

H — C ——— C— CH — CH3 (3-metilbut-1-ino)|CH3

d) Alcadieno: CnH2n – 2H2C —— CH — CH —— CH — CH3 (penta-1,3-dieno)

e) Ciclano: CnH2nCH2

H2C CH — CH3 (metilciclopropano)

f) Cicleno: CnH2n – 2

(ciclobuteno)

g) Hidrocarbonetos aromáticos:HC CH

HC CH

HC CH ou (benzeno)

HC CH2

HC CH2

230



Álcool : — OH em C saturadoH

3

C — CH2

— CH2

— OH (propan-1-ol)

Fenol: — OH em C de núcleo benzênico

| | |Éter: — C — O — C —

| | |

H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 (etoxietano)

Aldeído: — C — H||O

O(etanal)

H3C — C (aldeído acético)

H

| |Cetona: — C — C — C —

| || |

OH3C — C — CH2 — CH2 — CH3 (2 pentan-2-ona)||O

O||

Ácido carboxílico: — C — O — HO

(ácido etanoico)H3C — C (ácido acético)

O — H

O

|| IÉster: — C — O — C —

O|| (propanoato

H3C — CH2 — C — O — CH3 de metila)

Amina: R — NH2, R — NH — R, R — N — R|R

H3C — N — CH2 — CH3 (etilmetilamina)|H

OH hidroxibenzeno

231

Etanol



O||

Amida: — C — N —|

O||

H3C — C — NH2 (etanamida)

Reações orgânicasa) Combustão:

C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

b) Oxidação de álcool:H

3

C — CH2

— OH + [O] →

O[O]

H2O + H3C — C → H3C — COOH

H

c) Esterificação:H3C — COOH + HO — CH2 — CH3 →

← H3C — COO — CH2 — CH3 + H2O

d) SaponificaçãoH3C — COO — CH2 — CH3 + NaOH → H3C — COONa + HO — CH2 — CH3

11. SoluçõesDefiniçãoSolução é qualquer mistura homogênea.

Coeficiente de solubilidade (Cs) ou solubilidade (S)Cs é a maior massa de soluto que pode ser dissolvida em uma dada massa de

solvente, a uma dada temperatura.

Classificação das soluções• Solução saturada é aquela cuja massa de substância dissolvida é igual a C s,

naquela temperatura.

• Solução insaturada é aquela cuja massa de substância dissolvida é menor queo Cs, naquela temperatura.

• Solução supersaturada é uma solução instável, que contém dissolvida umamassa de soluto maior que o Cs, naquela temperatura.

12. Curvas de Solubilidade

Curva de solubilidade mostra a variação do Cs em função da temperatura. Substânciasdiferentes apresentam curvas de solubilidade diferentes.

Observação: Excesso de soluto, em relação ao valor do Cs, não se dissolve, econstituirá o corpo de fundo.

232

t °C

Na SO2 4

Ce (SO )2 4 3

C (g/100g H O)s 2 A

N a S O

. 1 0 H

O

2

4

2

KNO3



13. Solubilidade de Gases em Líquidos

A solubilidade dos gases em líquidosdepende da temperatura e da pressão.

Concentração Fórmula Indica Unidade

gramas por litrog/L

msolutoC = –––––––––Vsolução

Massa do soluto,em gramas, dissol-vida em 1L desolução

g/L

mols por litromol/L nsoluto

M = –––––––––Vsolução

Quantidade emmols do soluto

dissolvidos em 1L desolução

mol/L

Título ( τ) eporcentagemem massa de

soluto (p)

msoluto τ = –––––––––

msolução

p = τ . 100

Massa do soluto,em gramas, dis-solvida em 100g desolução

adimensional

Partes pormilhão (ppm)

msoluto (mg)ppm = ––––––––––––

msolução (kg)

Massa do soluto,em gramas, dissol-vida em 106g desolução

adimensional

Em temperatura constante, a solubilidade de um gás em um líquido édireta mente pro porcional à pressão do gás acima do líquido (Lei deHenry).

A solubilidade de um gás em umlíquido diminui com o aumentoda temperatura.

233



Uso de água sanitária para desinfetar a água para beber

• Para desinfetar 1000 litros de água, adicione cinco colheres de sopa de água sanitária, e misture bem. Após trinta minutos, a água pode ser consumida.

• Para desinfetar 20 litros de água, adicione uma colher das de chá de água sanitária, e espere trinta minutos para usá-la.

• Para um litro, use duas gotas.

Com base nessas instruções, a água de um poço foi tratada com água sanitária daseguinte maneira:

– Para cada 10 litros de água foram adicionadas 10 gotas de água sanitária.Analisando a descrição do procedimento sobre o tratamento de água de poço comágua sanitária, pode-se afirmar que

a) o procedimento foi correto.b) foram colocadas 10 gotas de água sanitária a mais.c) foram colocadas 10 gotas de água sanitária a menos.d) foram colocadas 20 gotas a menos.e) foram colocadas 5 gotas de água sanitária a menos.

Muitas pessoas associam a palavra ácido a substâncias químicas que corroem

materiais e que são prejudiciais à saúde. Para mostrar que tal associação éequivocada, basta lembrar que são classificados como ácidos

a) vinagre e suco de laranja. b) bicarbonato de sódio e vaselina.c) sal de cozinha e açúcar. d) sabão e detergente.e) vinagre e sabão.

No vinagre existe o ácido acético (ou etanóico) enquanto o suco de laranjacontém ácido cítrico.Bicarbonato de sódio, sabão e detergente têm caráter básico ou alcalino,enquanto vaselina, sal de cozinha e açúcar têm caráter neutro.

Resposta: A

Comentário


O procedimento correto seria:1L de água ––––––– 2 gotas de água sanitária

10L de água ––––––– xx = 20 gotas de água sanitáriaPortanto, foram colocadas 10 gotas de água sanitária a menos.Resposta: C

Comentário


234



Para retirar a camada de ferrugem (óxido hidratado) que se forma sobre objetos deferro, eles podem ser mergulhados em uma solução diluída de ácido sulfúrico (incolor),por alguns minutos, e, em seguida, lavados em água corrente para retirar a soluçãosalina amarelada e o ácido que ainda resta.

A representação que melhor resume a reação que ocorre na limpeza desses objetos,segundo o enunciado, é:

a) óxido + ácido → sal. b) base + ácido → óxido.c) sal + óxido → ácido. d) sal + ácido → base.e) óxido + ácido → base.

Receita de pão caseiro salgado Ingredientes

– 2 tabletes de fermento biológico

– ½ copo de água morna

– 1 colher de sopa de açúcar

– 1 pitada de sal

– 2 colheres de sopa de óleo

– 1 ovo

– farinha de trigo para dar consistência à massa

Observe que a receita é de pão salgado e, ainda assim, ela leva açúcar. Isto se justifica porque o açúcar

a) diminui o sabor mais forte que o fermento dá ao pão.b) é a fonte energética para os micro-organismos.c) contribui para dar sabor ao pão.d) aumenta a acidez do pão.e) mata os micro-organismos.

Como o fermento é biológico, uma levedura produz uma enzima que catalisaa decomposição do açúcar em álcool e gás carbônico.

leveduraC6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2 + energia

Portanto, o açúcar é fonte energética para os micro-organismos.Resposta: B

Comentário


Pelo enunciado, a ferrugem (óxido) reage com ácido sulfú rico formando sal. Areação rigorosa é:

óxido + ácido → sal + águaResposta: A

Comentário


235



Cachaça, vinho e cerveja são bebidas muito apreciadas que têm coloração, sabor earoma característicos. Na produção dessas bebidas, sob a ação de micro-organismos,os carboidratos da cana de açúcar, da uva e do malte são convertidos em etanol emconcentrações que variam de bebida para bebida.O conjunto de transformações que leva à obtenção do etanol com liberação de CO2é conhecido como

a) alcoolização. b) fermentação. c) pasteurização.d) condensação. e) saponificação

Suponha que um agricultor esteja interessado em fazer uma plantação de girassóis.Procurando informação, leu a seguinte reportagem:

Solo ácido não favorece plantio Alguns cuidados devem ser tomados por quem decide iniciar o cultivo do girassol. Aoleaginosa deve ser plantada em solos descompactados, com pH acima de 5,2 (que

indica menor acidez da terra). Conforme as recomendações da Embrapa, o agricultor deve colocar, por hectare, 40 kg a 60 kg de nitrogênio, 40 kg a 80 kg de potássio e40 kg a 80 kg de fósforo.O pH do solo, na região do agricultor, é de 4,8. Dessa forma, o agricultor deverá fazer a "calagem".

(Folha de S. Paulo)

Suponha que o agricultor vá fazer calagem (aumento do pH do solo por adição de calvirgem – CaO). De maneira simplificada, a diminuição da acidez se dá pela interaçãoda cal (CaO) com a água presente no solo, gerando hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), quereage com os íons H+ (dos ácidos), ocorrendo, então, a formação de água e deixandoíons Ca2+ no solo.

Considere as seguintes equações:

I. CaO + 2H2O → Ca(OH)3 II. CaO + H2O → Ca(OH)2III. Ca(OH)2 + 2H+ → Ca2+ + 2H2O IV. Ca(OH)2 + H+ → CaO + H2O

O processo de calagem descrito acima pode ser representado pelas equações:

a) I e II b) I e IV c) II e III d) II e IV e) III e IV

A interação de cal virgem, CaO, com a água presente no solo pode ser descritapela equação II: CaO + H2O → Ca(OH)2A diminuição da acidez (aumento do pH) pela reação do hidróxido de cálciocom os íons H+ presentes no solo é descrita na equação III:Ca(OH)

2+ 2H+ → Ca2+ + 2H

2O

Resposta: C

Comentário

O carboidrato, sob a ção de enzima fabricada por micro-organismos, sedecompõe formando etanol (álcool comum) e gás carbônico. Exemplo:C6H12O6 → 2 C2H6O + 2 CO2A esse processo dá-se o nome de fermentação alcoólica.Resposta: B

Comentário



236



Mol e Massa Molar

1. Mol

Dessa maneira, podemos dizer que:

• 1 mol de átomos = 6,02 . 1023 átomos

• 1 mol de moléculas = 6,02 . 1023 moléculas

• 1 mol de elétrons = 6,02 . 1023 elétrons

Exemplos

2. Massa molar (M)

A unidade é g/mol.

Exemplo

MH2O = 18g/mol

É a massa em gramas de um mol, isto é, 6,02 . 1023 partículas.

Um mol de água (H2

O) significa um mol de moléculas de H2

O, ou seja,6,02 . 1023 moléculas de H2O.

Um mol de carbono (C) significa um mol de átomos de C, ou seja,6,02 . 1023 átomos de C.

Cada 6,02 . 1023 partículas contam 1 mol.

Mol é a unidade de quantidade de matéria que con tém 6,02 . 1023 partículas(átomos, moléculas, íons etc. ...)

237

Caracterizar materiais ou substâncias, identificando

etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais,

econômicas ou ambientais de sua obtenção ou

produção.

1 mol deágua

18 gramas

6,02 x 1023 moléculas



3. Quantidade de matéria ou de substância (n)

1 mol –––––––––––––––––––– Mn mol –––––––––––––––––––– m

ExemploSe temos 27g de água, e sabendo que sua massa molar é 18g/mol, temos:

27gn = –––––––– = 1,5 mol (de moléculas de água)

18g/mol

4. Equação de estado do gás

É uma equação que relaciona P, V, T e n.

ou

P = pressão do gás

V = volume do gás

n = quantidade de matéria do gás

T = temperatura em kelvin

5. Volume molar (VM)

É o volume ocupado por um mol de substância (qualquer estado físico).

Condições normais de temperatura e pressão (CNTP)

6. Hipótese de Avogadro

Volumes iguais de gases diferentes contêm igual número de moléculasnuma mesma pressão e temperatura.

P = 1 atm = 760 mmHgT = 273K ou t = 0°C

O volume molar no estado gasoso e nas CNTP é igual a 22,4L/mol.

Indica a quantidade de partículas em mols numa determinada massade substância.

T = t + 273

mPV = ––– RT

M

PV = n R T

mn = –––

M

238

6,02.1023

moléculas

moléculas3,01.10

23

18g1 mol

9g0,5 mol

1,5 mol de água



Cálculo estequiométrico – Estequiometria

1. Finalidade dae Estequiometria em uma reação química

2. Proporção doscoeficientes de uma equação química

Considere a reação química entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio produzindoamônia gasosa.

Observe que a proporção entre as moléculas participantes é 1 : 3 : 2.

A equação química do processo é:

Calcular as quantidades dos reagentes ou produtos de uma reação química.

nH2= nCO2

VPT VPT

H2 CO2

239



Propriedades Coligativas das Soluções

1. Pressão máxima de vapor (PMV)

Exemplos

H2O(l) →← H2O(v) Pv = 17,5 mmHg (20°C)

O vapor d’água exerce uma pressão igual a 17,5 mmHg a 20°C.

O vapor d’água exerce uma pressão igual a 17,5 mmHg a 20°C.

1N2 + 3H2 → 2NH3

1, 3, 2 = coeficientes

A proporção dos coeficientes de uma equação química pode serrepresentada pelas seguintes grandezas:

maior Pv → mais volátil o líquido

Pv = 17,5mmHg

água

vácuo

20°C

Pressão de vapor de um líquido é a pressão que o vapor exerce quando em equi-líbrio com o líquido correspondente.

2CO(g) + 1O2(g) → 2CO2(g)

mols 2 mols 1 mol 2 mols

massa 2 . 28g 1 . 32g 2 . 44g

volume nas CNTP2 . 22,4L ou2 . 22, 4dm3

1 . 22,4L ou1 . 22,4dm3

2 . 22,4L ou2 . 22, 4dm3

240

éter

vácuo

°C

Pv = 442 mmHg



Ao nível do mar (760 mmHg):

éter: PE = 35°C

água: PE = 100°C

2. Propriedade coligativa de uma solução

Principais efeitos coligativos (EC)

natureza do líquidoPv depende da

{ temperatura

Um líquido entra em ebulição quando a sua pressão de vapor se iguala àpressão atmosférica.

Efeitos Adição de soluto não-volátil ao solvente

Tonoscópico Diminuição da pressão de vapor (Pv) do solvente

Ebulioscópico Aumento do ponto de ebulição (PE) do solvente

Crioscópico Diminuição do ponto de congelação (PC) do solvente

Depende apenas do número de partículas de soluto e não da natureza dosoluto.

Pv (mmHg)

é t e r

d i e

t í l i c

o

á g u a

760

35° 100° t (°C)

241



3. Intensidade dos efeitos coligativos (EC)A intensidade dos efeitos coligativos depende do número de partículas

dispersas do soluto (np), número esse que é expresso em mol/L.

Exemplos

Solução aquosa 0,1 mol/L de C6H12O6Soluto não se dissocia, np = 0,1 mol/LSolução aquosa 0,1 mol/L de NaCl

Soluto dissocia-se

NaCl → Na+ + Cl–

0,1 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/Lnp = 0,2 mol/L

4. Pressão osmótica

Membrana semipermeável é aquela que permite a passagem do solventee não permite a passagem do soluto.

maior np → maior EC

Comparando-se duas ou mais soluções, a que

menor Pvtiver maior np terá } maior PE

menor PC

242

1L

adição de 1molde açúcar

á g u a p u

r a

Pv (mmHg)

t (°C)25°

á g u a

+ a ç ú c a r

23,8

23,4

água pura

água ferve a 100°C (PE = 100°C)água congela a 0ºC (PC = 0°C)

adição de 1mol de açúcar

1L

água + açúcar (solução)

água ferve acima de 100°C (PE = 100,52°C)água congela abaixo de 0°C (PC = -1,86°C)

AO NÍVEL DO MAR

molécula de açúcar

molécula de água

água puramais volátil

evapora mais

25°C Pv = 23,8mmHg

1L

água + açúcar (solução)menos volátil

evapora menos

25°C Pv = 23,4mmHg

1L



243

MSP

águapura

solução

Osmose reversa.

O fluxo de água é mais intenso no sentido da solução. Quando os fluxos de águase igualarem, não haverá alteração externa nos níveis dos líquidos.

A pressão osmótica (π) é a pressão que deve ser exercida sobre a soluçãopara evitar a entrada do solvente.

Quanto maior a pressão osmótica, maior a tendência do solvente para entrarna solução.

A pressão osmótica (propriedade coligativa) depende da concentração, em mol/Ldo número total de partículas dispersas do soluto ( M) e da temperatura em kelvin dasolução (T).

em que R é a constante universal dos gases ideais

Dinâmica das Transformações Químicas

1. DefiniçãoCinética química é o capítulo que estuda a velocidade (rapidez) com que uma

reação química se realiza.

2. Velocidade média

É calculada para um dos participantes da reação.

em que:

∆n = variação da quantidade em mols do participante∆t = intervalo de tempo

3. Condições para ocorrer reaçãoa) Energia de ativação ( Ha)

Energia necessária para a reação começar.b) Orientação no choque

Existe maior probabilidade de formar o complexo ativado, se o choque tiver umaorientação privilegiada.

H O2

H O2

MSP

águapura

solução5% de açúcar 95% de água (

tempo

MSP

águapura

solução maisdiluída(

Osmose é a passagem do solvente (água) pela membrana semiper -meável (MSP).

∆nvmédia = –––– t

π

= R T



Uma molécula de hidrogênio em colisão com uma molécula de iodo, com energia cinética su ficiente eorientação apropriada, combinam-se para formar o complexo ativado H 2I 2. A energia da colisão provoca

distensão das ligações I –– I e H –– H e suas rupturas, com a formação de duas moléculas de HI.

4. Tipos de reações químicas→

reagentes produtos

a) Exotérmica ( H < 0)

A + B C + D

H +I2 2 2HI

244

(produtos menos energéticos quereagentes)

Quanto maior a energia de ativação(∆H

a

), menor a velocidade da reação.

b) Endotérmica (∆ H > 0)(produtos mais energéticos que

reagentes)

H>0

Energia

Ha

A+B

C+D

Caminho da reação

Energia

Ha

A+B

C+DH<0

Complexoativado

Caminho da reação



5. Fatores que alteram a velocidade das reações

a) Estado de agregaçãoOs gases originam reações mais rápidas.

b) Superfície de contatoSólidos pulverizados reagem mais rapidamente.

c) TemperaturaQuanto mais alta, maior a velocidade. Regra de van’t Hoff: um aumento de 10oC

faz dobrar (ou triplicar) a velocidade da reação.

d) Catalisador

Substância que, adicionada ao sistema, aumen-ta a velocidade da reação, sem ser consumida.

O catalisador diminui a energia de ativação.

e) Concentração dos reagentesQuanto maior a concentração, maior o número de choques e maior a velocidade.

6. Determinação experimentalda equação que rege a velocidade da reação

Lei de Guldberg-Waage:

aA + bB → cCv = k . [ A ]x . [ B ]y

Os expoentes x e y são determinados experimentalmente, ou são obtidos na etapa

mais lenta do processo.

Exemplo:A + 2B → AB2 (lenta)AB2 + B → AB3 (rápida) +–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

vA + 3B → AB3 (equação global)

v = k [ A ]1 [ B ]2

Ordem da reação com relação a A : 1

Ordem da reação com relação a B : 2

Ordem total da reação: 1 + 2 = 3

E n e r g

i a R

Caminho da reação

P

245



Transformações Químicas e Equilíbrio

1. Reação reversível

É uma reação que pode realizar-se em ambos os sentidos.reação direta

aA + bB →← cC + dDreação inversa

2. Conceito de equilíbrio

Todo sistema que reage de maneira reversível procura espontaneamente oequilíbrio.

Seja a reação reversível:v1

aA + bB →← cC + dD

v2

Quando a velocidade da reação direta v1 se igualar à velocidade da reação inversav2, dizemos que foi atingido o equilíbrio.

As concentrações dos reagentes e produtos variam à medida que o tempo passaaté atingir o equilíbrio químico.

3. Características do equilíbrio

• A velocidade da reação direta v1 é igual à velocidade da reação inversa v2.• O equilíbrio é dinâmico, ambas as reações continuam ocorrendo com

velocidades iguais.• As concentrações de todas as substâncias presentes no equilíbrio não variam

mais.• As propriedades macroscópicas do sistema não mais se alteram.• A energia armazenada pelo sistema é a menor possível, daí o equilíbrio ser

procurado espontaneamente.

246

Velocidades

Tempo0

v = 21 vv1

v2

teq

A

B

D

C

Tempoteq

mol/L

Ínício Equilíbrio

H2 I2

H2

I2

HI



4. Constantes de Equilíbrio

a) Kc – constante de equilíbrio em termos de unidades de concentrações emquantidade de matéria (mol/L).É dada pelo quociente

De sua expressão, não participam substâncias que apresentam concentraçãoconstante como, por exemplo, um sólido, e o seu valor varia com a temperatura.

Exemplo

aA(g) + bB(g) →← cC(g) + dD(g)

b) Kp – constante de equilíbrio em termos de unidades de pressões parciais

(atm ou mmHg).É dada pelo quociente

De sua expressão, só participam substâncias gasosas, e o seu valor também variacom a temperatura.

Exemplo

aA(g) + bB(g) →← cC(g) + dD(g)

5. Deslocamento de equilíbrio

É regido pelo princípio de Le Chatelier:“Quando uma força atua sobre um equilíbrio, este se desloca no sentido

de fugir da ação da força.”No equilíbrio temos v1 = v2. Deslocar um equilíbrio é fazer com que v1 fique

diferente de v2.

6. Fatores que deslocam equilíbrios

aumentando a temperatura → favorece a endotérmicaAumentando a pressão→ vai para o menor volume

(pC)c . (pD)d

Kp = ––––––––––––(pA)a . (pB)b

(Pprodutos)pKp = ––––––––––

(Preagentes)r

[C]c . [D]dKc = –––––––––––

[A]a . [B]b

[Produtos]pKc = ––––––––––––

[Reagentes]r

247



Aumentando a concentração → vai para o lado oposto à adiçãoexo

Exemplos: N2(g) + 3H2(g) →← 2NH3(g)

endo

• Aumentando a temperatura, desloca o equilíbrio para a formação de reagentes.• Aumentando a pressão, desloca o equilíbrio para a formação de produtos.• Aumentando a concentração do N2, desloca o equilíbrio para a formação de

produtos.• Diminuindo a concentração do N2, desloca o equilíbrio para a formação de

reagentes.

7. Equilíbrio iônico

a) Constante de ionização (Ki)

HCl + H2O →← H3O+ + Cl–

8. pH e pOH das soluções aquosas

a) Produto iônico da água

HOH →← H+ + OH– ou

HOH + HOH →← H3O+ + OH–

Kw = [H+] [OH–] = [H3O+] . [OH–]

∴ (a 25oC)

b) Caráter das soluções aquosas (a 25°C)

• Solução ácida:

[H+] > 10–7 mol/L e [OH–] < 10–7 mol/L

• Solução básica:

[H+] < 10–7 mol/L e [OH–] > 10–7 mol/L

• Solução neutra:

[H+] = 10–7 mol/L e [OH–] = 10–7 mol/L

c) pH e pOH

e a 25°CpH = – log [H+] pOH = – log [OH–] pH + pOH = 14

[H+] . [OH–] = 1,0 . 10–14

Observações: – Ki depende da temperatura.– quanto maior o Ki, mais forte é o ácido ou a base.

[H3O+] [Cl –]Ki = ––––––––––––

[HCl ]

248



d) pH e pOH das soluções aquosas a 25oC:

• Solução ácida: pH < 7 e pOH > 7• Solução básica: pH > 7 e pOH < 7

• Solução neutra: pH = 7 e pOH = 7

Os seres humanos têm enfrentado o problema da preservação de alimentos porséculos. Confira algumas soluções encontradas:

I. os egípcios e os romanos envolviam pedaços de carne em uma quantidade de sal

extraído da água do mar;II. os índios americanos amarravam fatias de bisão e de veado no alto de uma tenda

fechada, sobre uma fogueira colocada no centro da tenda;III. os colonos americanos armazenavam alimentos perecíveis em cavernas e fontes.

Comparando estas soluções com os métodos modernos de preservação dos alimentos,pode-se considerar que

a) os métodos modernos não incorporaram nenhuma das soluções apontadas em I,II ou III.

b) embora com mais tecnologia e apesar de usarmos outros métodos, ainda hoje

recorremos à refrigeração, conforme já faziam os colonos americanos.c) apesar de usarmos outros métodos, ainda hoje fazemos o mesmo que os índios

americanos, mas abandonamos o princípio de conservação usado pelos egípcios.d) a despeito do nosso avanço tecnológico, não foram introduzidos métodos de

conservação baseados em princípios diferentes dos utilizados nos exemplosapresentados.

e) os métodos modernos não incorporam apenas a solução apontada em I.

Os métodos modernos incorporaram as três soluções apontadas em I, II e III.I – A salga (adição de grandes quantidades de cloreto de sódio, facilmente

extraído da água do mar) de carnes permite conservá-las por muito maistempo. O excesso de sal faz as células dos micro-organismos que poderiamdeteriorar esses alimentos perderem água por osmose, num processo queacaba por matá-los.

II – A defumação é uma técnica de preservação de carnes que consiste naexposição ao calor da fumaça. A fumaça da queima da madeira contémmetanal (aldeído fórmico) que destrói as bactérias.

III – Nas cavernas e fontes a temperatura é mais baixa. Diminuindo atemperatura, diminui a velocidade com que o alimento deteriora.

Portanto, embora com mais tecnologia, ainda hoje recorremos à refrigeração,conforme já faziam os colonos americanos.Resposta: B

Comentário


249



O brometo de metila, H3CBr , é um gás que age como inseticida e fumigante, utilizadopara tratamento de solo, controle de formigas e fumigação de produtos de origemvegetal. O Brasil está implantando um programa que pretende eliminar o uso desseproduto na agricultura, pois, de acordo com pesquisas, o brometo de metila contribuipara a diminuição da camada de ozônio. O efeito do brometo de metila é devido aofato de que

a) essa substância acelera a capacidade de fotossíntese dos vegetais, o que aumentao consumo de ozônio na atmosfera.

b) essa substância, em contato com o vapor de água, produz metanol, que reagecom o ozônio para formar água e dióxido de carbono.

c) suas moléculas são decompostas pela radiação solar em átomos de bromo livres(Br•), que transformam o ozônio em oxigênio gasoso.d) essa substância, ao atingir a estratosfera, provoca o deslocamento do ozônio para

camadas mais baixas, por ser um gás muito estável.e) essa substância, na troposfera, provoca o deslocamento do ozônio para camadas

mais altas.

A deterioração de um alimento é resultado de trans formações químicas que decorrem,na maioria dos casos, da interação do alimento com micro-organismos ou, ainda, dainteração com o oxigênio do ar, como é o caso da rancificação de gorduras. Paraconservar por mais tempo um alimento deve-se, portanto, procurar impedir ou retardarao máximo a ocorrência dessas transformações.Os processos comumente utilizados para conservar alimentos levam em conta osseguintes fatores:I. micro-organismos dependem da água líquida para sua sobrevivência.II. micro-organismos necessitam de temperaturas adequadas para crescerem e se

multiplicarem. A multiplicação de micro-organismos, em geral, é mais rápida entre25°C e 45°C, aproximadamente.


O ozônio se forma na estratosfera de acordo com as reações:luz

O2 → 2OO + O2 → O3

Ele se decompõe da seguinte maneira:O3 + O → 2O2

As moléculas de CH3Br se decompõem pela radiação solar em átomos de bromo(Br•). Estes catalisam a decomposição do ozônio.

luzH3C Br → H3C + Br

Br + O3 → BrO + O2

BrO + O → Br + O2Resposta: C

Comentário


250



III. transformações químicas têm maior rapidez quanto maior for a temperatura e asuperfície de contato das substâncias que interagem.

IV. há substâncias que acrescentadas ao alimento dificultam a sobrevivência ou amultiplicação de micro-organismos.

V. no ar há micro-organismos que encontrando alimento, água líquida e tem -peraturas adequadas crescem e se multiplicam.Em uma embalagem de leite "longa-vida", lê-se:

"Após aberto é preciso guardá-lo em geladeira"

Caso uma pessoa não siga tal instrução, principalmente no verão tropical, o leite sedeteriorará rapidamente, devido a razões relacionadas com

a) o fator I, apenas. b) o fator II, apenas.

c) os fatores II ,III e V , apenas. d) os fatores I,II e III, apenas.e) os fatores I, II ,III , IV e V.

No processo de fabricação de pão, os padeiros, após prepararem a massa utilizandofermento biológico, separam uma porção de massa em forma de “bola” e amergulham num recipiente com água, aguardando que ela suba, como pode serobservado, respectivamente, em I e II do esquema abaixo. Quando isso acontece, amassa está pronta para ir ao forno.

Um professor de Química explicaria esse procedimento da seguinte maneira:“A bola de massa torna-se menos densa que o líquido e sobe. A alteração dadensidade deve-se à fermentação, processo que pode ser resumido pela equação

C 6

H 12

O 6

→ 2 C 2

H 5

OH + 2 CO 2

+ energia.

glicose álcool comum gás carbônico


O leite se deteriorará mais rapidamente quando aberto e não guardado emgeladeira devido aos seguintes fatores:II. A multiplicação de micro-organismos, em geral, é mais rápida acima de 25°C.III. Quanto maior a temperatura, maior a rapidez das transformações químicas

que causam a deterioração do leite.V. No ar há micro-organismos que, encontrando alimento, água líquida e

temperaturas adequadas, crescem e se multiplicam.

Resposta: C

Comentário

251



Considere as afirmações abaixo.I. A fermentação dos carboidratos da massa de pão ocorre de maneira espontânea

e não depende da existência de qualquer organismo vivo.II. Durante a fermentação, ocorre produção de gás carbônico, que se vai acumulando

em cavidades no interior da massa, o que faz a bola subir.III. A fermentação transforma a glicose em álcool. Como o álcool tem maior densidade

do que a água, a bola de massa sobe.

Dentre as afirmativas, apenas:

a) I está correta.b) II está correta.c) I e II estão corretas.

d) II e III estão corretas.e) III está correta.

A adaptação dos integrantes da seleção brasileira de futebol à altitude de La Paz foimuito comentada em 1995, por ocasião de um torneio, como pode ser lido no textoabaixo.

“A seleção brasileira embarca hoje para La Paz, capital da Bolívia, situada a

3.700 metros de altitude, onde disputará o torneio Interamérica. A adaptaçãodeverá ocorrer em um prazo de 10 dias, aproximadamente. O organismohumano, em altitudes elevadas, necessita desse tempo para se adaptar,evitando-se, assim, risco de um colapso circulatório.”

(Adaptado da revista Placar )

A adaptação da equipe foi necessária principalmente porque a atmosfera de La Paz,quando comparada à das cidades brasileiras, apresenta:

a) menor pressão e menor concentração de oxigênio.b) maior pressão e maior quantidade de oxigênio.c) maior pressão e maior concentração de gás carbônico.

d) menor pressão e maior temperatura.e) maior pressão e menor temperatura.


I. Falsa.O processo da fermentação de carboidratos se dá devido à presença deenzima sintetizada por micro-organismos presentes no meio.

II. Correta. No processo de fermentação, ocorre a produção de gás carbônico quese acumula no interior da massa, diminuindo a densidade da mesma. Quandoessa densidade fica menor que a da água, a bola de massa sobe.

III. Falsa. Embora a densidade do álcool seja menor que a da água somente essasubstância não torna a bola de massa suficiente para adquirir densidade menor

que da água e subir.Resposta: B

Comentário

252



A chuva em locais não poluídos é levemente ácida. Em locais onde os níveis depoluição são altos, os valores do pH da chuva podem ficar abaixo de 5,5, recebendo,então, a denominação de “chuva ácida”. Este tipo de chuva causa prejuízos nas mais

diversas áreas: construção civil, agricultura, monumentos históricos, entre outras.A acidez da chuva está relacionada ao pH da seguinte forma: concentração de íonshidrogênio = 10–pH, sendo que o pH pode assumir valores entre 0 e 14.Ao realizar o monitoramento do pH da chuva em Campinas (SP) nos meses de março,abril e maio de 1998, um centro de pesquisa coletou 21 amostras, das quais quatrotêm seus valores mostrados na tabela:

A análise da fórmula e da tabela permite afirmar que:I. da 6.a para a 14.a amostra ocorreu um aumento de 50% na acidez.II. a 18.a amostra é a menos ácida dentre as expostas.III. a 8.a amostra é dez vezes mais ácida que a 14.a .IV. as únicas amostras de chuvas denominadas ácidas são a 6.a e a 8.a .

São corretas apenas as afirmativasa) I e II. b) II e IV. c) I, II e IV.

d) I, III e IV. e) II, III e IV.

I. Errada.

6.a amostra pH = 4 ⇒ [H+] = 10–pH ∴ [H+] = 10–4 mol/L

14.a amostra pH = 6 ⇒ [H+] = 10–6 mol/L

A acidez (concentração de íons hidrogênio) diminuiu 100 vezes, de 10–4 (6.a

amostra) para 10–6 (14.a amostra).

II. Correta.

Quanto maior o valor do pH, menor a concentração de íons hidrogênio e,

portanto, menor a acidez.

A 18.a amostra é a menos ácida dentre as citadas.

Comentário

Mês Amostra pH

Março 6.a 4

Abril 8.a 5

Abril 14.a 6

Maio 18.a 7


Quanto maior for a altitude de uma região, mais rarefeito será o ar e,consequentemente, menor será sua pressão e também menor será a pressãoparcial (tensão) do oxigênio livre.Resposta: A

Comentário

253



“Dê-me um navio cheio de ferro e eu lhe darei uma era glacial” , disse o cientista JohnMartin (1935-1993), dos Estados Unidos, a respeito de uma proposta de inter vençãoambiental para resolver a elevação da temperatura global; o americano foi recebidocom muito ceticismo. O pesquisador notou que mares com grande concentração deferro apresentavam mais fitoplâncton e que essas algas eram capazes de absorverelevadas concentrações de dióxido de carbono da atmosfera. Esta incorporação degás carbônico e de água (H2O) pelas algas ocorre por meio do processo de fotossíntese,

que resulta na produção de matéria orgânica empregada na constituição da biomassae na liberação de gás oxigênio (O2). Para essa proposta funcionar, o carbono absorvidodeveria ser mantido no fundo do mar, mas como a maioria do fitoplâncton faz parteda cadeia alimentar de organismos marinhos, ao ser decomposto devolve CO2 àatmosfera.

Os sete planos para salvar o mundo.Galileu, n. 214, maio 2009. (com adaptações).

Considerando que a ideia do cientista John Martin é viável e eficiente e que todo o gáscarbônico absorvido (CO2, de massa molar igual a 44 g/mol) transforma-se embiomassa fitoplanctônica (cuja densidade populacional de 100 g/m2 é representada por

C6H12O6, de massa molar igual a 180 g/mol), um aumento de 10 km2

na área dedistribuição das algas resultaria na

a) emissão de 4,09 x 106 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como noconsumo de toneladas de gás oxigênio da atmosfera.

b) retirada de 1,47 x 106 kg de gás carbônico da atmosfera, além da emissão diretade toneladas de gás oxigênio para a atmosfera.

c) retirada de 1,00 x 106 kg de gás carbônico da atmosfera, bem como na emissãodireta de toneladas de gás oxigênio das algas para a atmosfera.

d) retirada de 6,82 x 105 kg de gás carbônico da atmosfera, além do consumo detoneladas de gás oxigênio da atmosfera para a biomassa fitoplanctônica.

e) emissão de 2,44 x 105 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como na

emissão direta de milhares de toneladas de gás oxigênio para a atmosfera a partirdas algas.


III. Correta.

8.a amostra: pH = 5 ⇒ [H+] = 10–5 mol/L

14.a amostra: pH = 6 ⇒ [H+] = 10–6 mol/L

[H+]8.a amostra = 10 . [H+]14.a amostra

IV. Correta.

Como são denominadas chuvas ácidas aquelas cujo pH é menor que

5,5 (de acordo com o texto), temos como amostras de chuvas ácidas a

6.a (pH = 4) e a 8.a (pH = 5).

Resposta: E

Comentário

254



255

Considerando a ideia de John Martin viável e eficiente e que todo o CO2

absorvidoseja transformado em glicose, C6H12O6 , temos:

1km = 103m

1km2 = 106m2

10km2 = 107m2

1m2 ––––– 100g de C6H12O6

107m2 –––––– x

x = 109g de C6H12O6

Equação da fotossíntese:

6 CO2 + 6H2O→ C6H12O6 + 6O2

↓ ↓

6 mol –––––––––– 1 mol

6 . 44g –––––––––– 180gy –––––––––– 109g

y = 1,47 . 10 9 g = 1,47 . 10 6 kg

O aumento de 10km 2 na área de distribuição das algas resultaria na retirada de1,47 . 10 6kg de CO2 da atmosfera e na emissão de toneladas de O2 para aatmosfera.

Resposta: B

Comentário

Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econô-

micas na produção ou no consumo de recursos

energéticos ou minerais, identificando transformações

químicas ou de energia envolvidas nesses processos.

Combustíveis fósseisO petróleo, o carvão mineral e o gás natural são combustíveis não renováveis, isto

é, a natureza demora muito tempo para fabricá-los.A utilização de combustíveis fósseis produz implicações na natureza conforme visto

em outras habilidades.Uma das implicações é aumento do efeito estufa que provoca aquecimento global,

pois o dióxido de carbono resultante da combustão é o principal causador do efeitoestufa.

Outra implicação é a formação de poluentes como o monóxido de carbono, óxidosde nitrogênio (NOx) e óxidos de enxofre (SOx) que são gases venenosos. Além disso,

forma-se a chuva fortemente ácida que contém ácido nítrico (HNO3) e ácido sulfúrico(H2SO4).



Uma outra implicação é o “smog” fotoquímico, formação de ozônio natroposfera, onde ele é poluente.

A poluição também é um dos causadores da diminuição da camada de ozônio naestratosfera, onde o ozônio absorve luz ultra-violeta proveniente do Sol, sendo umdos fatores da existência de vida no planeta.

Transformações Químicas e Energia Calorífica

1. Entalpia de um sistema (H)É o conteúdo energético do sistema.Variação de entapia (∆H)

∆H = HP – HR

2. Reação exotérmica(Libera calor): ∆H < 0

1H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) + 68kcal

1H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l)

∆H = – 68kcal

3. Reação endotérmica(Absorve calor): ∆H > 0

H2(g) + I2(s) + 12kcal → 2HI(g)

H2(g) + I2(s) → 2HI(g) – 12kal

H2(g) + I2(s) → 2HI(g)

∆H = + 12kcal

4. Lei de Hess ou daaditividade dos calores de reação

A variação de energia térmica em um processo químico é a mesma se o processose realiza em um ou em diversos estágios, pois a variação de energia depende somentedas propriedades das substâncias iniciais e finais.

Cálculo do ∆H utilizando a Lei de Hess

Dados:a) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g)

∆H = – 58kcalb) C(s) + 2H2(g) → CH4(g)

∆H = – 18kcal

c) C(s) + O2(g) → CO2(g)∆H = – 94kcal

→

∆H

R P

256

A C

B

q

q2q

1

q = q + q1 2



CalcularCH

4

(g) + 2O2

(g) → CO2

(g) + 2H2

O(g)∆H = ?

Resolução:

Inverter a equação b; manter a equação c, multiplicar a equação a por 2; somar:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ∆H = – 116kal

CH4(g)→ C(s) → 2H2(g) ∆H = + 18kcal

C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = – 94kcal

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

∆H = – 192kcal

Transformações Químicas e Energia Elétrica

As pilhas e baterias que contêm íons de metais pesados (Pb2+, Cd2+, Hg2+)provocam implicações terríveis na natureza. A deposição dessas pilhas no solo provocaa contaminação do solo e consequentemente da água. Esses íons ligam-se às proteínasprovocando a sua desnaturação.

1. EletroquímicaÉ a parte da Química que estuda a relação entre a energia química e a elétrica.

2. Potencial de oxidação (Eoxi)Cada metal tem uma capacidade para ceder elétrons diferente. A medida dessa

capacidade é chamada potencial de oxidação.O valor numérico do potencial de oxidação é medido pela voltagem da pilha do

metal com o gás hidrogênio (Eoxi = 0).A voltagem da pilha Zn e gás hidrogênio fornece o potencial de oxidação do zinco.Metais mais reativos que o hidrogênio: Eoxi > 0Metais nobres: Eoxi < 0Quanto maior o Eoxi, maior a capacidade para ceder elétrons.

Alguns exemplos:

Al → 3e– + Al3+ 1,66V

H2 → 2e– + 2H+ 0,00V

Cu → 2e– + Cu2+ – 0,34V

3. Potencial de reduçãoÉ o potencial de eletrodo padrão.Mede a capacidade da espécie para receber elétrons.

Alguns exemplos:

Cu2+ + 2e– → Cu + 0,34V

2H+

+ 2e–

→ H2 0,00VAl3+ + 3e– → Al – 1,66V

257



Quanto maior o potencial de redução, maior a tendência da espécie química parareceber elétron. Pela tabela vemos que o cátion Cu2+ tem tendência para receber

elétron maior (+ 0,34V) que o cátion Al 3+ (–1,66V).

4. Pilha de DaniellPilhas eletroquímicas são sistemas que produzem corrente contínua e baseiam-se

nas diferentes tendências para ceder e receber elétrons das espécies químicas.A pilha de Daniell é constituída de uma placa de Zn em uma solução de ZnSO4 e

uma placa de Cu em uma solução de CuSO4. As duas soluções são ligadas por umaponte salina, ou por uma parede porosa.

❑ Sentido dos elétronsOs elétrons circulam do eletrodo de maior potencial de oxidação para o de menor

potencial de oxidação. No caso da pilha de Daniell os elétrons vão do zinco para ocobre.

❑ Polos da pilhaPolo positivo – o de menor potencial de oxidação – Cu.Polo negativo – o de maior potencial de oxidação – Zn.

❑ Catodo e anodoCatodo – placa de menor potencial de oxidação – Cu. Onde ocorre redução.Anodo – placa de maior potencial de oxidação – Zn. Onde ocorre oxidação.

❑ Variação de massa nas placasPlaca de maior potencial de oxidação – diminui – Zn.Placa de menor potencial de oxidação –aumenta – Cu.

5. Cálculo da voltagem (∆V ou ∆E)de uma reação de oxidorreduçãoA voltagem é dada pela fórmula:

∆V = Eoxi – Eoxi(cede) (recebe)

Anodo Catodo

Paredeporosa

Zn2+SO

2-4 Cu

2+

- +Zn Cu

=

++ =

++

++

++

++

++

==

++

e-

e-

SO2-4

258



ou ∆V = Eoxi + Ered(cede) (recebe)

ou ∆V = Ered – Ered(recebe) (cede)

São dados os potenciais de oxidação:Zn0 →

← Zn2+ + 2e– + 0,76VCu0 →

← Cu2+ + 2e– – 0,34V

Calcular a voltagem da reação abaixo:

∆V = EoxiZn – EoxiCu

(cede) (recebe)

∆V = + 0,76 – (– 0,34)∆V = + 1,10 volt

Observações:

A voltagem também pode ser calculada pela soma das semirreações. A semirre -ação de menor potencial deve ser invertida, se a reação for espontânea.

6. Eletrólisea) ConceitoDecomposição de uma substância pela corrente elétrica.

b) CaracterísticasCátions se dirigem ao catodo sofrendo redução.Ânions se dirigem ao anodo sofrendo oxidação.Exemplo:catodo: H+ + e–→ 1/2H2anodo: 2OH–→ 2e– + H2O + 1/2O2

c) Eletrólise ígneaMaterial é fundido

oxidação

Zn0 → Zn2+ + 2e– + 0,76V

redução +Cu2+ + 2e– → Cu0 + 0,34V––––––––––––––––––––––––––––––––––Zn0 + Cu2+ → Zn2+ + Cu0 + 1,10V

Zn0 + Cu2+ → Zn2+ + Cu0

redução recebe e

oxidação: cede e

259



g) Previsão dos produtos de eletrólise em solução aquosaA previsão de quais reações ocorrerão nos eletrodos não é fácil de ser realizada.

Podem ocorrer a oxidação e redução do solvente (água) e dos íons do soluto. Aredução do cátion ou da água e a oxidação do ânion ou da água dependem dafacilidade de ocorrerem essas reações. Analisemos as reações mais comuns.

7. Exemplo de eletróliseEletrólise de solução aquosa de CuSO4

8. Equação de FaradayO cálculo pode ser feito utilizando as semirreações.Exemplo: Ag+ + 1e–→ Ag1 mol de elétrons produz 1 mol de prata

❑ Constante de Faraday (F)

RadioatividadeÉ o fenômeno da emissão de radiações por núcleos instáveis.As radiações emitidas por elementos radioativos naturais são:1) Partículas alfa: núcleos de hélio (2 prótons e 2 nêutrons):

+24α

2) Partículas beta: elétrons formados na desintegração de nêutrons:–10β

3) Ondas eletromagnéticas gama: 0

0

γ

Quando um átomo emite uma partícula alfa, o número atômico diminui duasunidades e o número de massa diminui quatro unidades.

Quando o átomo emite uma partícula beta, o número atômico aumenta umaunidade e o número de massa fica constante.

Meia-vida (t1/2) é o tempo necessário para metade da amostra desintegrar-se.m

–––2

t1/2

m →

23490

Th →

–10β + 234

91Pa

23892

u→

+24α

+ 23490

Th

Q = 96 500C1F

1 mol de e– = 6,02 . 1023 e–

CuSO4 → Cu2+(aq) + SO42–(aq)

Catodo: Cu2+(aq) + 2e–→ Cu(s)

Anodo: H2O(l ) → 1/2O2(g) + 2H+(aq) + 2e–

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––H2O(l ) + Cu2+(aq)

→

1/2O2(g) + 2H+(aq) + Cu(s)

261

Michael Faraday



Fissão nuclear: quebra de núcleos grandes com formação de núcleos menores.

Fusão nuclear: união de núcleos pequenos com formação de núcleo maior.

Esses dois processos poderão substituir a queima de combustíveis fósseis, mas asua utilização deve ser feita com muito cuidado. Há ainda o problema do descarte dolixo nuclear.

As chuvas ácidas que causam danos às plantações, lagos e monumentos históricossão causadas pelos gases SOx e NOx.Os gráficos ao lado mostram as emissões de óxidos de enxofre (SOx) e nitrogênio (NOx),produzidos na geração de 1000 megawatts de energia pelas usinas. Elas utilizam: car-vão, gás natural, petróleo residual, madeira e material radioativo.

GOLDEMBERG, José. Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento.

Dentre as usinas, a que mais contribui para o agravamento do fenômeno das chuvasácidas é a que utilizaa) carvão mineral. b) petróleo residual.

c) madeira. d) material radioativo.e) gás natural.

Em um combustível fóssil (carvão e petróleo) existe enxofre como impureza. Oenxofre queima formando óxidos de enxofre (SOx).

S + O2 → SO2

SO2 + ½O2 → SO3

O SO3 reage com a água da chuva formando H2SO4.

SO3 + H2O → H2SO4

Na queima de qualquer combustível formam-se óxidos de nitrogênio que formamno final ácido nítrico.

temperatura águaN2 + O2 → NOX → HNO3elevada

Portanto, a que mais contribui para o agravamento do fenômeno das chuvas ácidasé a que utiliza carvão mineral (vide gráficos).

Resposta: A

Comentário


21H +

13H →

42He + 1

0n + energia

23592U + 0

1n →

14156Ba + 92

36Kr + 2 10n + energia

262

70

60

50

40

30

20

10

0

C a r v ã o

G á s n

a t u r a l

P e t r ó

l e o r e s i d

u a l

M a d

e i r a

N u c l e

a r

Emissão de SO(mil toneladas/ano)

x

Emissão de NO(mil toneladas/ano)

x

C a r v ã o

G á s n

a t u r a l

P e t r ó

l e o r e s i d

u a l

M a d

e i r a

N u c l e

a r

25

20

15

10

5

0



Com a expansão da telefonia celular aumentaram as vendas de aparelhos celulares.Esse aumento pode tra zer problemas pelo descarte das baterias descarregadas, quecontêm metais pesados como níquel e cádmio, prejudiciais à saúde.Considere as seguintes situações:I. contaminação da atmosfera;II. contaminação de rios próximos aos lixões;III. contaminação de águas subterrâneas;IV. aumento do teor destes metais no solo dos lixões.Implicações ambientais do descarte das baterias no lixo comum estão descritas apenasema) I e III. b) I e IV. c) II e III.

d) II, III e IV. e) I, II, III e IV

Há diversas situações em que é necessário o uso residencial de dispositivos geradoresde energia elétrica como alternativa à rede de distribuição pública. Alguns dessesdispositivos são:I. Geradores a óleo dísel ou gasolina: convertem a energia térmica da queima de

combustíveis em energia elétrica.II. Geradores eólicos: a energia do vento é convertida em energia elétrica.III. Geradores hidráulicos: uma roda d’água é acoplada a um dínamo, que gera

energia elétrica.IV. Geradores eletroquímicos (pilhas e baterias): reações químicas geram energia

elétrica. Alguns podem ser recarregáveis; outros não.O uso de cada um desses dispositivos tem vantagens e desvantagens. Identifique alinha da tabela abaixo que associa corretamente os dispositivos às suas características.

opçãogeram resíduospoluidores osdispositivos

não geramresíduos

poluidores osdispositivos

funcionam da mesma forma,independentemente do local,tempo, clima e época do ano,

os dispositivos

a II e III I e IV II e III

b II e III I e IV I e IV

c I e IV II e III I e IV

d I e IV II e III II e III

e I e II III e IV I e II


Como níquel e cádmio são sólidos, o descarte das baterias no lixo comum nãoprovoca impacto ambiental na atmosfera.Resposta: D

Comentário


263



O pH informa a acidez ou a basicidade de uma solução. A escala abaixoapresenta a natureza e o pH de algumas soluções e da água pura, a 25°C.

Uma solução desconhecida estava sendo testada no laboratório por umgrupo de alunos. Esses alunos decidiram que deveriam medir o pH dessasolução como um dos parâmetros escolhidos na identificação da solução. Osresultados obtidos estão na tabela a seguir.

Aluno Valor de pH

Carlos 4,5

Gustavo 5,5

Simone 5,0

Valéria 6,0

Paulo 4,5

Wagner 5,0

Renata 5,0

Rodrigo 5,5

Augusta 5,0

Eliane 5,5


Os dispositivos: geradores a óleo dísel e geradores eletroquímicos geram resíduospoluídores (I e IV).Os dispositivos: geradores eólicos e geradores hidráulicos não geram resíduospoluidores (II e III).Os dispositivos: geradores a óleo dísel e geradores eletroquímicos funcionam damesma forma, independentemente do local, tempo, clima e época do ano (I e IV).Resposta: C

Comentário

264



Da solução testada pelos alunos, o professor retirou 100mL e adicionou água atécompletar 200mL de solução diluída. O próximo grupo de alunos a medir o pH deverá

encontrar para o mesmo:

a) valores inferiores a 1,0. b) os mesmos valores. c) valores entre 5 e 7.d) valores entre 5 e 3. e) sempre o valor 7.

Na música “Bye, bye, Brasil” , de Chico Buarque de Holanda e Roberto Menescal, osversos

“puseram uma usina no mar

talvez fique ruim pra pescar”

poderiam estar se referindo à usina nuclear de Angra dos Reis, no litoral do Estado doRio de Janeiro.No caso de tratar-se dessa usina, em funcionamento normal, dificuldades para a pescanas proximidades poderiam ser causadasa) pelo aquecimento das águas, utilizadas para refrigeração da usina, que alteraria a

fauna marinha.b) pela oxidação de equipamentos pesados e por detonações que espantariam os

peixes.c) pelos rejeitos radioativos lançados continuamente no mar, que provocariam a morte

dos peixes.d) pela contaminação por metais pesados dos processos de enriquecimento do urânio.e) pelo vazamento de lixo atômico colocado em tonéis e lançado ao mar nas

vizinhanças da usina.

Para a refrigeração da usina coleta-se água do mar. Esta é devolvida ao maraquecida. O aumento da temperatura da água diminui a solubilidade do ar naágua. A diminuição da quantidade de O2 e CO2 dissolvidos afeta o fitoplâncton,que passa a realizar menos fotossíntese. Ocorrendo diminuição da população defitoplâncton, toda a cadeia alimentar sofrerá alteração.

Resposta: A

Comentário


O valor do pH determinado pelo primeiro grupo de alunos está por volta de 5. Éuma solução ácida, pois o pH é menor que 7.Quanto maior a concentração de íons H+, maior a acidez e, portanto, menor o pH.Diluindo a solução, diminui a concentração de íons H+, diminui a acidez e,portanto, aumenta o pH, isto é, fica maior que 5.

O pH continua menor que 7, pois a solução é ácida.Portanto, o próximo grupo de alunos deverá encontrar para o pH valores entre 5e 7.Resposta: C

Comentário

265



Tudo o que o ser humano toca, come, deve-se à química: matérias plásticas, ligasmetálicas, cerâmicas, componentes eletrônicos, papel, adubos, detergentes, vidros,filmes etc. No campo da medicina, químicos isolaram os antibióticos, sintetizaramdrogas para o tratamento da hipertensão, diabete, artrite, problemas mentais.

“Produto químico” é qualquer material em cuja obtenção tenha ocorrido umatransformação química controlada pelo homem.

Portanto, a química não pode ser intrinsecamente má, pois é fruto da atividaderacional do ser humano.

Devemos admitir que nem todos os efeitos da química têm sido positivos. Oquímico contribuiu para o aprimoramento de armas (do napalm às bombas nucleares),gases de combate, medicamentos para coagir indivíduos. A acidez das águas de chuvacresce, a taxa de dióxido de carbono na atmosfera aumenta (o que poderá modificaro clima), os detergentes poluem as águas dos rios, acidentes com produtos petrolíferosdestroem a fauna e a flora de dezenas de quilômetros de costa, os clorofluorcar-bonetos ajudam a diminuir a camada de ozônio.

Deve-se, no entanto, salientar que a Química contribui para esses problemas, mastambém ajuda a controlá-los. A maior parte das pesquisas visando ao controle e àprevenção da poluição é desenvolvida por químicos.

Vejamos alguns exemplos de intervenções no meio ambiente aplicandoconhecimentos químicos:

1) Prevenção, eliminação e tratamento de resíduos industriais tornaram-se umfator a ser levado, em conta.

O SO2 formado na queima de combustíveis fósseis é absorvido por substânciasde caráter básico. Os efluentes de uma indústria sofrem tratamento antes de seremadicionados a um rio.

2) Os CFC (clorofluorcarbonos), que eram usados em aerossóis, geladeiras etc e

um dos responsáveis pela diminuição da camada de ozônio, estão sendo substituídos.3) Aplicação dos três erres: reduzir o consumo; reutilizar o material usado tantas

vezes quanto possível; reciclar o material quando já não for útil.

Em geral, os plásticos não são atacados por bactérias, ou seja, a sua degradaçãoé lenta. A sua reciclagem já é utilizada. Atualmente estão sendo fabricados plásticosbiodegradáveis.

Muitos materiais são reciclados atualmente: metais, papel, plásticos etc.

4) Pilhas e baterias contendo íons de metais pesados (cádmio, chumbo e mercúrio)devem ser entregues aos estabelecimentos que as comercializam ou à rede deassistência técnica autorizada pelas indústrias.

5) Utilização de fontes de energia alternativas aos combustíveis fósseis: energia

eólica (energia dos ventos), energia solar, biocombustíveis (etanol, biodiesel).… e muitas outras intervenções.

266

Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente

aplicando conhecimentos químicos, observando riscos

ou benefícios.

DNA – A molécula da vida. A química estuda a estrutura dasmoléculas.



Com a expansão da telefonia celular, aumentaram as vendas de aparelhos celulares.Esse aumento pode trazer problemas, pelo descarte das baterias descarregadas, quecontêm metais pesados como níquel e cádmio, prejudiciais à saúde.Para evitar futuros problemas ambientais decorrentes do descarte de baterias noslixões, o consumidor deveria ser orientado a

a) devolvê-las para as fábricas para reciclagem.b) queimá-las, evitando a contaminação do solo.c) enterrá-las, evitando a ação da chuva.d) abri-las e retirar os metais de dentro.e) abri-las e enterrá-las.

Tem sido desenvolvida no Brasil tecnologia para a produção de plásticos biode -gradáveis, ainda que em pequena escala. Entre esses plásticos, estão os

polihidroxialcanoatos (PHA), que são polímeros produzidos por certas bactérias dosolo a partir de carboidratos como o açúcar de cana. Algumas características dessespolímeros estão descritas a seguir.• Sua durabilidade no ambiente é de alguns meses, que é pouco tempo, quando

comparado aos polímeros derivados do petróleo, que chega a uma centena deanos.

• O custo é maior do que o dos polímeros obtidos do petróleo, pois a escala deprodução ainda é pequena. Entretanto, quando surgiram, os polímeros derivadosdo petróleo também tinham custo maior do que os dos materiais que substituíram.Considerando essas características, pode-se prever que, em um futuro próximo,se houver aumento da escala de produção, os PHA poderão substituir, de formavantajosa, os polímeros atualmente utilizados na fabricação de diversos produtos,

como, por exemplo,

a) sacos de lixo e embalagens descartáveis.b) para-choques e estofamentos de veículos.c) lentes e armações de óculos corretivos.d) tintas e vernizes para fachadas de residências.e) sacos de lixo e estofamentos de veículos.

É importante que os sacos de lixo e embalagens descartáveis sofram degradaçãono menor tempo possível. Para os demais materiais citados nas alternativas, éimportante que sofram degradação depois de um longo tempo.

Resposta: A

Comentário

O consumidor deveria ser orientado a devolvê-las para as fábricas parareciclagem.Resposta: A

Comentário



267



A combustão da gasolina nos motores de automóveis produz uma série de gases comodióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos.Na camada mais baixa da atmosfera, ou seja, na troposfera, tais gases participam dediversas reações químicas que geram outras substâncias poluentes, como o ozônioque é gerado a partir de hidrocarbonetos e de óxidos de nitrogênio.Com o uso de conversores catalíticos (catalisadores) nos escapamentos, todos essesgases são convertidos em dióxido de carbono, vapor de água e nitrogênio. Sendoassim, o emprego desses conversores

a) diminui a formação de ozônio na troposfera.b) elimina a emissão de gases-estufa para a atmosfera.

c) diminui os buracos da camada de ozônio da estratosfera.d) elimina a poluição do ar causada por veículos automotores.e) diminui a emissão de CO2 para a atmosfera.

A água é um recurso natural essencial para nossa sobrevivência e a de todas as espéciesque habitam a Terra.A ameaça de falta de água permanente, em níveis que possam inviabilizar até a simplesexistência, pode parecer exagero, mas não é. Por isso, é preciso contribuir para o usoracional desse bem precioso. Mesmo pequenas medidas podem, quando adotadaspor todos, contribuir para o uso racional da água.Considere as seguintes recomendações para diminuir o consumo de água tratada nascidades.I. Dispor nas residências e edifícios de um sistema de coleta e armazenamento da

água da chuva para ser usada em descargas de sanitários, limpeza de pisos e

lavagem de automóveis.II. Trocar as válvulas de descarga por caixas de descarga nos banheiros, que limitam

a quantidade de água utilizada em cada acionamento.III. Diminuir o tempo de banho de chuveiro, pois os chuveiros, quando abertos,

consomem muita água.Estão corretas as afirmativas

a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas.d) I, II e III. e) III, apenas.

Para diminuir o consumo de água tratada nas cidades todas as recomendações

citadas são válidas.Resposta: D

Comentário

De acordo com o texto, para a formação do ozônio na troposfera são neces-sários hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio. Com o uso de conversores ca-talíticos esses gases são transformados em dióxido de carbono, vapor de águae nitrogênio. Portanto, diminui a formação de ozônio na troposfera.Resposta: A

Comentário



268



O botulismo, intoxicação alimentar que pode levar à morte, é causado por toxinas produzidas por certas bactérias, cuja reprodução ocorre nas seguintes condições: éinibida por pH inferior a 4,5 (meio ácido), temperaturas próximas a 100°C,concentrações de sal superiores a 10% e presença de nitritos e nitratos como aditivos.

A ocorrência de casos recentes de botulismo em consumidores de palmito em

conserva levou a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) a implementar

normas para a fabricação e comercialização do produto.

No rótulo de uma determinada marca de palmito em conserva, encontram-se as

seguintes informações:

I. Ingredientes: Palmito açaí, sal diluído a 12% em água, ácido cítrico;

II. Produto fabricado conforme as normas da ANVISA;III. Ecologicamente correto.

As informações do rótulo que têm relação com as medidas contra o botulismo estãocontidas em:

a) II, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas.d) II e III, apenas. e) I, II e III.

A caixinha utilizada em embalagens como as de leite “longa vida” é chamada de

“tetra brick ”, por ser composta de quatro camadas de diferentes materiais,

incluindo alumínio e plástico, e ter a forma de um tijolo (brick , em inglês).

Esse material, quando descartado, pode levar até cem anos para se decompor.

Considerando os impactos ambientais, seria mais adequado

a) utilizar soda cáustica para amolecer as embalagens e só então descartá-Ias.

b) promover a coleta seletiva, de modo a reaproveitar as embalagens para

outros fins.

c) aumentar a capacidade de cada embalagem, ampliando a superfície de

contato com o ar para sua decomposição.

d) constituir um aterro específico de embalagens “tetra brick ”, acondicionadas

de forma a reduzir seu volume.

e) proibir a fabricação de leite “longa vida”, considerando que esse tipo de

embalagem não é adequado para conservar o produto

Seria mais adequado promover a coleta seletiva, de modo a reaproveitar omaterial das embalagens para outros fins.

Resposta: B

Comentário


A conservação do palmito em água, contendo 12% de sal dissolvido e ácidocítrico, para redução do pH, está de acordo com as normas de preservação doalimento, segundo a ANVISA.

Resposta: C

Comentário


269



As espécies vegetais e animais estão adaptadas ao meio ambiente em que vivem.Assim, no Brasil, podem ser observados vários biomas, tais como as florestas, ocerrado, a caatinga, o pantanal etc. Cada espécie apresenta em consequência umasérie de adaptações que permitem a sua sobrevivência nesses ambientes.

“Eu carrego um sertão dentro de mim, e o mundo no qual vivo é também o sertão.As aventuras não têm tempo, não têm princípio nem fim. E meus livros são aventuras,para mim são a minha maior aventura. Escrevendo, descubro sempre um novo pedaçodo infinito. Vivo no infinito, o momento não conta”.

(João Guimarães Rosa)

Guimarães Rosa identifica-se com o sertão, região de baixa pluviosidade, cujos vegetaispossuem, como características adaptativas,

a) folhas com superfície reduzida, evitando grande perda de água, cutícula delgadaque permite trocas gasosas e sistema radicular desenvolvido, facilitando a captaçãode água e nutrientes.

b) folhas largas com estômatos em criptas, que reduzem a incidência de raios lumi -nosos, cutícula espessa, reduzindo a transpiração cuticular, caules suberosos,evitando os efeitos da elevada temperatura.

c) folhas com estômatos na região ventral, evitando a incidência de raios luminosos,com predominância de caules claros que refletem os raios luminosos, e raízesfasciculadas que diminuem a perda de água.

d) folhas com estômatos pequenos e em pequeno número, parênquima amilíferoque supre as necessidades energéticas e raízes com pneumatóforos e grandepressão osmótica, facilitando absorção de água.

e) folhas transformadas em espinhos, reduzindo a perda de água por transpiração,parênquima aquífero e raízes cobrindo grandes superfícies, que contribuem paraarmazenamento e absorção de água.


Associar características adaptativas dos organismos

com seu modo de vida ou com seus limites de

distribuição em diferentes ambientes, em especial emambientes brasileiros.

Competência de área 8 – Apropriar-se de conheci-

mentos da biologia para, em situações problema,interpretar, avaliar ou planejar intervenções cientí-fico-tecnológicas.

Cerrado.

Caatinga.

271



Analise o texto a seguir:“O caramujo africano, Achatina fulica, é um espécie exótica, nativa do leste e nordesteda África e chegou ao Brasil na década de 1980, no estado do Pará. Foi importadoilegalmente, como uma alternativa econômica ao caramujo comestível tradicional“Escargot ”. No entanto, os negócios fracassaram e, como se reproduzemrapidamente, os criadores começaram a soltá-los em rios, terrenos baldios, lixões etc.Hoje, o caramujo está presente em 22 estados brasileiros, estando incluído na listadas maiores causas de perda de biodiversidade do planeta. Além das doenças quepode transmitir, destrói plantações e entra em competicão por espaço e alimentoscom outros animais da fauna nativa.”Assinale a alternativa que explica a expansão exagerada desse molusco, nas diferentes

regiões brasileiras.a) Grande capacidade de adaptação e reprodução assexuada.b) Falta de um predador natural e grande capacidade de adaptação.c) Reprodução por hermafroditismo e ocupação de diferente nível trófico dos

moluscos nativos.d) Grande oferta de alimentos e reprodução assexuada.e) Clima e predadores naturais semelhantes aos da África.

A atividade pesqueira é antes de tudo extrativista, o que causa impactos ambientais.Muitas espécies já apresentam sério comprometimento em seus estoques e, paradiminuir esse impacto, várias espécies vêm sendo cultivadas. No Brasil, o cultivo dealgas, mexilhões, ostras, peixes e camarões vem sendo realizado há alguns anos, comgrande sucesso, graças ao estudo minucioso da biologia desses espécies.

Os crustáceos decápodes, por exemplo, apresentam, durante seu desenvolvimentolarvário, várias etapas com mudança radical de sua forma.


A introdução de uma espécie exótica pode provocar distúrbios ecológicosimportantes, entre eles:– a espécie passa a ocupar um novo nicho ecológico;– apresenta uma grande capacidade de adaptação ao novo ambiente;– a espécie não tem um predador, o que leva a uma proliferação exagerada.Resposta: B

Comentário

São características de plantas adaptadas ao ambiente árido:•folhas reduzidas ou transformadas em espinhos.•estômatos numerosos, rápidos no mecanismo de abertura e fechamento,

abrem-se à noite e podem aparecer em criptas epidérmicas.•cutículas espessas.•parênquimas aquíferos.•raízes com grande superfície.•vacúolos muito concentrados.Resposta: E

Comentário


272



Não só a sua forma muda, mas também a sua alimentação e hábitat. Isso faz comque os criadores estejam atentos a essas mudanças, porque a alimentação ministrada

tem de mudar a cada fase.Se, para o criador, essas mudanças são um problema, para a espécie em questão, essametamorfose apresenta uma vantagem importante para sua sobrevivência, pois

a) aumenta a predação entre os indivíduos.b) aumenta o ritmo de crescimento.c) diminui a competição entre os indivíduos da mesma espécie.d) diminui a quantidade de nichos ecológicos ocupados pela espécie.e) mantém a uniformidade da espécie.

As condições climáticas da Terra variam em diferentes regiões geográficas. As plantasdesenvolveram adaptações morfológicas e fisiológicas para sobreviver em diferentescondições ambientais. Essas adaptações geralmente são refletidas na estrutura dasfolhas. Com base na relação vegetal-água, as plantas são classificadas como xerófitas,mesófitas e hidrófitas.Assinale abaixo a opção que não contempla caracteres xerofíticos.

a) As folhas são, muitas vezes, bastante espessas e coriáceas, com uma cutícula bemdesenvolvida.

b) Maior densidade do sistema vascular e dos estômatos.c) Presença de numerosos tricomas e esclerênquima abundante.d) Redução dos tecidos de sustentação e numerosos espaços intercelulares grandes,

que estão presentes entre as células do mesófilo.e) Presença de tecido armazenador de água (parênquima aquífero).

As xerófitas são plantas adaptadas a ambientes áridos e apresentam estruturasdestinadas a evitar a perda excessiva de água por transpiração. Assim, apresença de espaços presentes entre as células das formas (mesófilo) tende afavorecer a perda de água por transpiração.

Resposta: D

Comentário

Formas diferentes em cada muda, hábitats e alimentação diversos evitam acompetição entre indivíduos da mesma espécie.Resposta: C

Comentário


273



1. ClonagemUm clone é uma cópia idêntica. Clonar significa fazer uma ou mais cópias de

alguma coisa. Em biologia, o termo clone pode referir-se tanto a um organismo quantoa um gene. Gêmeos idênticos, por exemplo, são clones genéticos um do outro.Chamamos de biblioteca gênica à coleção de fragmentos de DNA clonados querepresentam a receita genética completa de um organismo.

2. GenomaGenoma é a totalidade do material genético de um organismo. No caso da espécie

humana, é constituído pelo sequenciamento das base do DNA existentes nos 46cromossomos, contidos no núcleo da célula.

A combinação de técnicas de biologia molecular e transferência de genes se constituinuma ferramenta poderosa para introduzir novas características em um determinadoorganismo (transgênico). Apesar de toda a polêmica, sua importância é reconhecida,em alguns casos.Sobre a importância dos transgênicos, é incorreto afirmar que

a) auxiliam estudos de função e regulação da expressão de diferentes genes emeucariontes.

b) diminuem o tempo necessário para a transferência de genes usados nomelhoramento genético.

c) permitem a obtenção de proteínas utilizadas no tratamento de doenças da espéciehumana, a um baixo custo financeiro.

d) propiciam a produção de organismos geneticamente idênticos a partir de umaúnica célula.

e) permitem a obtenção de indivíduos com características vantajosas, como aprodução de substâncias de interesse para o homem.

Em 1997, foi noticiado pela mídia o produto de clonagem de mamíferos, uma ovelhaque recebeu o nome de Dolly. O processo de clonagem consiste basicamente em


A produção de organismos geneticamente idênticos a partir de uma única célulacorresponde a um processo de clonagem.Resposta: D

Comentário


274

Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam

seres vivos, analisando implicações para o ambiente,

a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou

produtos industriais.



a) retirar o núcleo de uma célula somática e colocá-lo em um citoplasma de umóvulo sem núcleo e induzir o desenvolvimento do embrião.

b) retirar o núcleo de um espermatozoide e colocá-lo no citoplasma de um óvulosem núcleo e induzir o desenvolvimento do embrião.

c) retirar o núcleo de um óvulo e colocá-lo no citoplasma de um espermatozoidesem núcleo e induzir o desenvolvimento do embrião.

d) retirar o núcleo de um espermatozoide e colocá-lo no citoplasma de uma célulasomática sem núcleo e induzir o desenvolvimento do embrião.

e) retirar o núcleo de um óvulo e colocá-lo no citoplasma de uma célula somática semnúcleo e induzir o desenvolvimento do embrião.

Venter se refere ao genoma como o sistema operacional da célula, pois correspondea um conjunto de instruções que coordenam o desenvolvimento e o funcionamentode todos os seres vivos. Os genomas são constituídos de

a) ácidos nucleicos capazes de determinar quando e quais polipeptídeos uma célulasintetiza.

b) um conjunto de enzimas que realizam todas as reações químicas que ocorrem nascélulas.

c) ácidos ribonucleicos que sintetizam todas as enzimas presentes nas células.d) um conjunto de proteínas capazes de armazenar toda a informação hereditária.e) ácidos desoxirribonucleicos que catalisam as reações químicas que ocorrem na

célula.

No artigo “Retrato molecular do Brasil” (Ciência Hoje, 2001), Sérgio Penna, pesqui -sador da Universidade Federal de Minas Gerais, revelou que a contribuição dos euro -peus na composição genética do povo brasileiro fez-se basicamente por meio deindivíduos do sexo masculino, enquanto a contribuição genética de povos indígenase africanos deu-se por meio das mulheres. Tais conclusões são possíveis com base emestudos moleculares, respectivamente, do DNA do cromossomo

a) X e de autossomos. b) Y e de autossomos. c) Y e do cromossomo X.d) Y e mitocondrial. e) X e mitocondrial.

O DNA presente no cromossomo Y é herdado exclusivamente da linhagempaterna. O DNA mitocondrial é herdado da linhagem materna, por estar

presente apenas no citoplasma do óvulo.Resposta: D

Comentário

Os genomas são constituídos de DNA e RNA codificadores de proteínas.Resposta: A

Comentário

Na clonagem de Dolly o núcleo de uma célula somática foi implantado numóvulo anucleado que, induzido, originou o embrião.

Resposta: A

Comentário



275



– Saneamento básico: conjunto de medidasutilizadas para tratamento de esgotos, pre-

venindo dessa maneira a transmissão dedoenças veiculadas por elementos infecciososcontidos na água.

– Higiene: regra práticas e importantes na ma-nutenção da saúde individual e coletiva.

– Consciência a respeito dos principais tipos dealimentos benéficos para a saúde.

– Divulgação dos prejuízos provocados pelo usode álcool, cigarro e medicamentos (autome-

dicação).

Projeto obriga escola a ter só merenda “saudável”.Proposta na Câmara dos deputados, em Brasília, abrange ensino infantil efundamental, público ou privado e incentiva as escolas a consumir alimento saudável.Assim, coxinhas, balas e refrigerantes podem ficar no passado do lanche nas escolas.Para o Conselho Federal de Nutricionistas, alimentos com muito sal, gordura ou açúcare principalmente os industrializados deveriam ser vetados. (Folha de S. Paulo,30/08/2009)

Analise os itens a seguir referentes à “merenda saudável”.I. Os alunos devem consumir mais leguminosas, derivados de cereais e frutas, pois

esses alimentos proporcionam fibras e vitaminas.II. As fibras vegetais melhoram o trânsito do alimento no tubo digestório,

protegendo-o contra certos tipos de câncer.III. O excesso de alimentos energéticos (açúcares e gorduras) e a pequena atividade

física podem levar à obesidade, o que pode acarretar doenças cardíacas e diabetes.IV. A redução do consumo de sal contribui para a prevenção da hipertensão arterial,

responsável por muitas mortes.Estão corretas as frases:

a) apenas I, II e III. b) apenas II, III e IV. c) apenas III e IV.d) apenas I, III e IV. e) I, II, III e IV.


276

Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo,

identificando aquelas que visam à preservação e a

implementação da saúde individual, coletiva ou do

ambiente.



Um fumante que consome vários cigarros por dia acaba com o tempo adquirindo umadoença muito grave, entre outras, conhecida como “enfisema pulmonar”, que secaracteriza pela substituição de tecido normal por grandes formações císticas quecontêm ar, destruindo, portanto, os alvéolos pulmonares. Que consequências podemsurgir dessa situação?

a) Ocorre maior absorção de CO2 que O2, prejudicando a respiração mitocondrial;b) Fica comprometido o processo de hematose, prejudicando consideravelmente a

oxigenação dos tecidos;

c) Os pulmões passam a absorver maior quantidade de nitrogênio molecular,prejudicando a síntese de aminoácidos;

d) O fumante passa a ter tosse crônica, porém a hematose ocorre normalmente seminterferir na respiração celular;

e) Aumento da hematose, diminuindo a troca de sangue venoso pelo arterial.

“Matéria publicada em jornal diário discute o uso de anabolizantes(apelidados de “bombas”) por praticantes de musculação. Segundo o jornal, “os anabolizantes são hormônios que dão uma força extra aos

músculos. Quem toma consegue ganhar massa muscular mais rápido que normal-mente. Isso porque uma pessoa pode crescer até certo ponto, segundo sua herançagenética e independentemente do quanto ela se exercite. Um professor de musculaçãodiz: ‘Comecei a tomar bomba por conta própria. Ficava nervoso e tremia. Fiqueiimpotente durante uns seis meses. Mas como sou lutador de vale-tudo, tenho detoma.”

O enfisema pulmonar caracteriza-se pela destruição da parede dos alvéolos eperda da elasticidade dos pulmões. A consequência dessa doença é umadiminuição da capacidade da realização das trocas gasosas entre o sangue e osalvéolos. O sangue passa a apresentar baixa oxigenação prejudicando aatividade respiratória das células do organismo.Resposta: B

Comentário



Todos os itens são corretos. Uma pessoa deve ingerir uma dieta equilibrada comalimentos em proporções adequadas. Assim, deve ingerir os alimentos plásticos,energéticos e reguladores.Os alimentos plásticos são aqueles que fornecem as substâncias necessáriaspara a manutenção estrutural do organismo. Esses alimentos são ricos emproteínas (leite e seus derivados, peixes, carnes e ovos).Os alimentos energéticos fornecem energia para o organismo. São oscarboidratos e os lipídios.Os alimentos reguladores são imprescindíveis para as reações químicas queocorrem no interior das células. São as vitaminas e os sais minerais.Resposta: E

Comentário

277



A respeito desta matéria, dois amigos fizeram os seguintes comentários:

I. O maior perigo da automedicação é seu fator anabolizante, que leva à impotênciasexual.

II. O crescimento corporal depende tanto dos fatores hereditários quanto do tipo dealimentação da pessoa, se pratica ou não esportes, se dorme as 8 horas diárias.

III. Os anabolizantes devem ter mexido com o sistema circulatório do professor demusculacão, pois ele até ficou impotente.

IV. Os anabolizantes são mais perigosos para os homens, pois as mulheres, além denão correrem o risco da impotência, são protegidas pelos hormônios femininos.

Tomando como referência as informações da matéria do jornal e o que se conhece dafisiologia humana, pode-se considerar que estão corretos os comentários:

a) I, II, III e IV; b) I, II e IV, apenas; c) III e IV, apenas;d) II e III apenas; e) I, II e III, apenas.

Anabolizantes são substâncias que promovem o anabolismo, isto é, aconstrução no organismo de compostos químicos complexos a partir decompostos mais simples. A testosterona, hormônio masculino, encontrado empequenas quantidades nas mulheres, é produzido em grandes quantidades naadolescência. Nos homens, é um anabolizante natural, responsável peladiferenciação das características físicas masculinas ante as do sexo feminino,sendo o hormônio que determina, por exemplo, o aumento de massa muscularno menino em relação à menina.O uso artificial da testosterona (por meio de anabolizantes esteroides) é extre-mamente prejudicial ao organismo. O excesso de testosterona bloqueia a açãoda hipófise, acarreta diminuição da produção de espermatozoides, atrofia dostestículos e impotência sexual. Além disso, a testosterona em excesso sofre umareação química, com várias consequências danosas ao organismo, entre asquais: o coração pode aumentar de tamanho, predispondo-o ao infarto; os rinse o fígado ficam sobrecarregados, levando ao aparecimento de tumores.Nas mulheres, os efeitos androgênicos também são acentuados. A distribuiçãoda gordura corporal muda e o corpo fica mais parecido com o dos homens.Cresce o clítoris, aparecem pelos por todo o corpo, a voz fica mais grave, há

aumento da agressividade, fortes tonturas, dores de cabeça, entre muitos outrosefeitos.Resposta: D

Comentário

278



Maravilha da Amazônia“Alimento básico do nortista. Os índios comem com farinha há milênios. Na décadade 1980, surfistas do sul descobriram seu valor energético e nutritivo. Fala-se do açaí,fruto do açaizeiro, uma palmeira que se espalha pela Amazônia, mais nas margens dosrios. Sua fruta, dizem os estudiosos, parece que foi criada em laboratório sobencomenda da ‘geração saúde’.”

(Mylton Severiano. Adaptado)Informações sobre a composição química e o valor nutricional do açaí.

(1)Matéria seca; (2)Cálculo por diferença. (http://sistemaproducao.cnptia.embrapa.br)

O açaí é um alimento de alto valor calórico. Os dados da tabela permitem afirmar queessa propriedade deve-se à presença de

a) proteínas, que são convertidas em energia.b) açúcares, que favorecem a absorção de calor.c) vitaminas, que aceleram a degradação das fibras brutas.d) lipídeos, que geram energia por oxidação dos ácidos graxos.e) minerais, que deixam resíduos quando submetidos à combustão.


Os lipídios são compostos orgânicos ricos em energia, pois podem ser oxidadosdurante a respiração celular mitocondrial, liberando, por unidade de massa,maior quantidade de energia do que os açúcares e as proteínas.Resposta: D

Comentário

COMPOSIÇÃO UNIDADE QUANTIDADE

Proteína g/100 g(1) 13,00

Lipídios totais g/100 g(1) 458,00

Açúcares totais g/100 g(1) 1,50

Fibras brutas g/100 g(1) 34,00

Cinzas g/100 g(1) 3,50

Vitamina B1 mg/100 g(2) 0,25

Vitamina E mg/100 g(2) 45,00

Energia kcal/100 g 66,30

279

1. ciências da natureza

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