2007 física e química a 1.ª fase resolução
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Exame de Fisica Quimica 2007 1ªFase ResoluçãoTRANSCRIPT
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2007, 1. fase
2007, 1. fase58
1. Leia atentamente o seguinte texto.
Os cientistas no tm dvidas: o Sol morrer. Mas podemos estar descansados
s daqui a cerca de cinco mil milhes de anos que a nossa estrela se
transformar numa imensa nebulosa planetria. Antes disso, ir expandir-se, com
diminuio da temperatura da sua parte mais superficial, dando origem a uma
gigante vermelha. Neste processo, a temperatura no interior da estrela aumentar
de tal modo que permitir que, a partir da fuso nuclear de tomos de hlio, se
produza carbono e oxignio.
No final das suas vidas, as estrelas gigantes vermelhas tornam-se instveis e
ejectam as suas camadas exteriores de gs, formando ento as chamadas
nebulosas planetrias.
Viso, n. 729, 2006, p.81 (adaptado)
1.1. Explique em que consiste uma reaco de fuso nuclear como a que referida no texto.
1.2. A cor de uma estrela indica-nos a sua temperatura superficial, existindo uma relao deproporcionalidade inversa entre a temperatura de um corpo e o comprimento de onda para o
qual esse corpo emite radiao de mxima intensidade.
Seleccione a opo que contm os termos que devem substituir as letras (a), (b) e (c),
respectivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmao seguinte.
Se, no espectro contnuo de uma estrela predominar a cor _____(a)
e, no espectro de uma outra
estrela predominar a cor _____(b)
, ento a primeira ter uma _____(c)
temperatura superficial.
(A) ... vermelha azul maior
(B) amarela vermelha menor
(C) azul vermelha maior
(D) violeta vermelha menor
V.S.F.F.
715.V1/7
2. A Terra possui uma atmosfera que maioritariamente constituda por uma soluo gasosa comvrios componentes, como o dixido de carbono e o vapor de gua, que, embora no sendo
predominantes, so cruciais para a existncia de vida na Terra.
No entanto, o aumento exagerado do teor de CO2atmosfrico, a destruio da camada de ozono
e a qualidade da gua que circula na atmosfera e cai sobre a superfcie terrestre so problemas
graves, interligados e resultantes, principalmente, da actividade humana.
2.1. O dixido de carbono, CO2(M = 44,0 g mol1), o componente minoritrio de maior concen-
trao no ar atmosfrico.
Considere V o volume de uma amostra de ar, m a massa de CO2nela contida e V
mo volume
molar de um gs.
Seleccione a alternativa que permite calcular a percentagem em volume de dixido de
carbono no ar atmosfrico.
Vm
(A) %(V/V) = 100
(B) %(V/V) = 100
V
(C) %(V/V) = 100
Vm
(D) %(V/V) = 100
2.2. O problema da destruio da camada de ozono tem vindo a assumir cada vez maiorrelevncia, tendo-se tornado um motivo de preocupao universal.
Descreva, num texto, como os CFC provocam a diminuio da camada de ozono, referindo as
transformaes qumicas que ocorrem nesse processo.
V
44
m
Vm
44
m
V Vm
m
44
V
m
44
715.V1/8
1.1.1. Consiste na reaco entre dois ncleos de pequena massa (de hlio, por exemplo)
originando ncleos de maior massa e libertao de elevada quantidade de energia.
1.2. (C)A temperatura da superfcie de uma estrela est relacionada com o c.d.o. da radiao mais intensa emitida pela estrela.No espectro visvel, a sequncia de cores a seguinte, do menor c.d.o. para o maior c.d.o.: violeta, azul, verde, amarelo, vermelho. A radiao azul tem, pois, menor comprimento de onda que a radiao vermelha. Como a temperatura diminui medida que aumenta o c.d.o., a nica alternativa correcta a C.
2. 2.1. (A)
volume V
m, massa de CO2 novolume V de ar M = 44,0 g/mol, massa molar do CO2
por definio de percentagem em volume, tem-se:
portanto, a percentagem de CO2 em volume vale:
qual a quantidade n de CO2...? E o respectivo volume...?
ou seja, a quantidade n de CO2 :
e o volume desta quantidade n de CO2 , tendo em conta a definio de volume molar:
ar
100volume de arvolume de CO2 #
massa molar do CO quantidade de subst ncia de COmassa de uma amostra de CO
M nm
n Mm
2 22=
=
=
,nm
44 0=
100 , 100volume de arvolume de CO
V
m V44 0 m2 ##
Vm
#=
,
V nm V44 0
CO CO
m
2 2#
#
=
=
V volume molar
quantidade de subst ncia de g svolume de g s
V nV
m
mCO
CO
2
2
=
=
=
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8
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2007, 1. fase
2007, 1. fase 59
2.3. As molculas de gua, H2O, e de dixido de carbono, CO
2, tm estruturas bem definidas, a
que correspondem propriedades fsicas e qumicas distintas.
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmaes seguintes.
(A) Na molcula de CO2, existem quatro pares de electres no ligantes.
(B) Na molcula de H2O, existem dois pares de electres partilhados.
(C) As duas molculas (H2O e CO
2) apresentam geometria linear.
(D) Na molcula de H2O, existe um par de electres no ligantes.
(E) Na molcula de CO2, as ligaes carbono-oxignio tm diferentes comprimentos.
(F) O ngulo de ligao, na molcula de H2O, superior ao ngulo de ligao, na molcula
de CO2.
(G) Na molcula de H2O, existem quatro electres ligantes e quatro no ligantes.
(H) Na molcula de CO2, nem todos os electres de valncia so ligantes.
2.4. As molculas de gua e de dixido de carbono so constitudas, no seu conjunto, por tomosde hidrognio, carbono e oxignio.
Seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) A configurao electrnica do tomo de oxignio no estado de energia mnima 1s2 2s2 2p6.
(B) O raio do tomo de oxignio superior ao raio do tomo de carbono.
(C) A primeira energia de ionizao do oxignio superior do carbono.
(D) O raio do tomo de oxignio superior ao raio do anio O2.
V.S.F.F.
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2. A Terra possui uma atmosfera que maioritariamente constituda por uma soluo gasosa comvrios componentes, como o dixido de carbono e o vapor de gua, que, embora no sendo
predominantes, so cruciais para a existncia de vida na Terra.
No entanto, o aumento exagerado do teor de CO2atmosfrico, a destruio da camada de ozono
e a qualidade da gua que circula na atmosfera e cai sobre a superfcie terrestre so problemas
graves, interligados e resultantes, principalmente, da actividade humana.
2.1. O dixido de carbono, CO2(M = 44,0 g mol1), o componente minoritrio de maior concen-
trao no ar atmosfrico.
Considere V o volume de uma amostra de ar, m a massa de CO2nela contida e V
mo volume
molar de um gs.
Seleccione a alternativa que permite calcular a percentagem em volume de dixido de
carbono no ar atmosfrico.
Vm
(A) %(V/V) = 100
(B) %(V/V) = 100
V
(C) %(V/V) = 100
Vm
(D) %(V/V) = 100
2.2. O problema da destruio da camada de ozono tem vindo a assumir cada vez maiorrelevncia, tendo-se tornado um motivo de preocupao universal.
Descreva, num texto, como os CFC provocam a diminuio da camada de ozono, referindo as
transformaes qumicas que ocorrem nesse processo.
V
44
m
Vm
44
m
V Vm
m
44
V
m
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2.2. A radiao ultravioleta proveniente do Sol ao atingir as molculas de CFC
(clorofluorcarbonetos) presentes na estratosfera originam tomos livres de Cl. Por exemplo, para o diclorodifluormetano a reaco pode ser representada do
seguinte modo:
CF2Cl2
O3
CF2Cl Cl
Cl
+
+ O2ClO +
O3ClO +
radiao UV
2O2Cl +
Por sua vez, os tomos de cloro, que so muito reactivos, reagem com as molculas de ozono igualmente presentes na estratosfera, formando oxignio molecular e xido de cloro:
CF2Cl2
O3
CF2Cl Cl
Cl
+
+ O2ClO +
O3ClO +
radiao UV
2O2Cl +
O xido de cloro tambm muito reactivo e reage com outras molculas de ozono, formando novamente cloro:
CF2Cl2
O3
CF2Cl Cl
Cl
+
+ O2ClO +
O3ClO +
radiao UV
2O2Cl +
E esses tomos de cloro continam a reagir com outras molculas de ozono... O efeito global desta sequncia de reaces , pois, a decomposio de ozono O3
em oxignio molecular O2, reduzindo a concentrao de ozono na estratosfera. Uma nica molcula de CFC pode originar a decomposio de muitos milhares de molculas de ozono.
2.3.
H2O
nmero atmicodo oxignio = 8
nmero atmicodo carbono = 6
H O
CO2
CH O O
O OCH OH
H OH
(A) VerdadeiraDois pares no ligantes por cada tomo de oxignio... logo 4 pares ao todo por cada molcula de CO2.
(B) Verdadeira1 par por cada tomo de H...
(C) FalsaH2O tem geometria angular e CO2 tem geometria linear.
(D) FalsaExistem dois pares de electres no ligantes em cada tomo de oxignio.
(E) FalsaA molcula simtrica... no h qualquer razo para as ligaes terem diferentes comprimentos...
(F) FalsaH2O tem geometria angular (104) e CO2 tem geometria linear (180).
(G) Verdadeira2 + 2 = 4 electres ligantes nos dois tomos de H e 4 electres no ligantes no tomo de O.
(H) VerdadeiraH dois pares no ligantes por cada tomo de O...
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2007, 1. fase60
2.3. As molculas de gua, H2O, e de dixido de carbono, CO
2, tm estruturas bem definidas, a
que correspondem propriedades fsicas e qumicas distintas.
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmaes seguintes.
(A) Na molcula de CO2, existem quatro pares de electres no ligantes.
(B) Na molcula de H2O, existem dois pares de electres partilhados.
(C) As duas molculas (H2O e CO
2) apresentam geometria linear.
(D) Na molcula de H2O, existe um par de electres no ligantes.
(E) Na molcula de CO2, as ligaes carbono-oxignio tm diferentes comprimentos.
(F) O ngulo de ligao, na molcula de H2O, superior ao ngulo de ligao, na molcula
de CO2.
(G) Na molcula de H2O, existem quatro electres ligantes e quatro no ligantes.
(H) Na molcula de CO2, nem todos os electres de valncia so ligantes.
2.4. As molculas de gua e de dixido de carbono so constitudas, no seu conjunto, por tomosde hidrognio, carbono e oxignio.
Seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) A configurao electrnica do tomo de oxignio no estado de energia mnima 1s2 2s2 2p6.
(B) O raio do tomo de oxignio superior ao raio do tomo de carbono.
(C) A primeira energia de ionizao do oxignio superior do carbono.
(D) O raio do tomo de oxignio superior ao raio do anio O2.
V.S.F.F.
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2.5. No mbito de um projecto sobre chuva cida, foram medidos, a uma mesma temperatura, osvalores de pH de duas amostras de gua da chuva: uma amostra da gua que pingava dasagulhas de um pinheiro e outra, da gua que escorria pelo tronco. Os valores obtidos esto
indicados na figura 1.
Fig. 1
2.5.1. Com base na informao dada, seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) A gua da chuva recolhida junto s agulhas do pinheiro mais cida do que a guarecolhida junto ao tronco.
(B) A gua da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor valor de pOH doque a gua recolhida junto s agulhas.
(C) A gua da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor concentrao deies H
3O
+
do que a gua recolhida junto s agulhas.
(D) A gua da chuva recolhida junto s agulhas do pinheiro e a gua da chuvarecolhida junto ao tronco apresentam igual valor de K
w.
2.5.2. Para confirmar o valor do pH da amostra de gua da chuva recolhida junto ao troncodo pinheiro, titulou-se um volume de 100,0 mL daquela amostra com uma soluo
aquosa de concentrao 0,005 mol dm3
em hidrxido de sdio, NaOH(aq).
Calcule o volume de titulante que se gastaria at ao ponto de equivalncia, admitindo
que se confirmava o valor de pH da soluo titulada.
Apresente todas as etapas de resoluo.
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2.4. (C)nmero atmicodo oxignio = 8
1s2 2s2 2p41s2 2s2 2p21s1
nmero atmicodo carbono = 6
no mesmo perodo, C antes de O...
nmero atmicodo hidrognio = 1
H C O
O raio atmico tende a diminuir ao longo de um perodo...A primeira energia de ionizao tende a aumentar ao longo de um perodo...Os ies negativos mono-atmicos tm mais electres que os respectivos tomos, logo devem ter maior raio...
2.5.2.5.1. (D)
mais cida...menor pH... maior pOH...
constante para qualquer soluoaquosa (depende da temperatura)...
K H O OHw 3 #=+ -6 6@ @
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2.5. No mbito de um projecto sobre chuva cida, foram medidos, a uma mesma temperatura, osvalores de pH de duas amostras de gua da chuva: uma amostra da gua que pingava dasagulhas de um pinheiro e outra, da gua que escorria pelo tronco. Os valores obtidos esto
indicados na figura 1.
Fig. 1
2.5.1. Com base na informao dada, seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) A gua da chuva recolhida junto s agulhas do pinheiro mais cida do que a guarecolhida junto ao tronco.
(B) A gua da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor valor de pOH doque a gua recolhida junto s agulhas.
(C) A gua da chuva recolhida junto ao tronco do pinheiro tem menor concentrao deies H
3O
+
do que a gua recolhida junto s agulhas.
(D) A gua da chuva recolhida junto s agulhas do pinheiro e a gua da chuvarecolhida junto ao tronco apresentam igual valor de K
w.
2.5.2. Para confirmar o valor do pH da amostra de gua da chuva recolhida junto ao troncodo pinheiro, titulou-se um volume de 100,0 mL daquela amostra com uma soluo
aquosa de concentrao 0,005 mol dm3
em hidrxido de sdio, NaOH(aq).
Calcule o volume de titulante que se gastaria at ao ponto de equivalncia, admitindo
que se confirmava o valor de pH da soluo titulada.
Apresente todas as etapas de resoluo.
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2.5.2.
volume da soluo cida a titular = 100 mL
pH soluo cida a titular = 3,3
concentrao da soluo cida a titular:
quantidade n de H3O+ em 100 mL da soluo a titular:
no ponto de equivalncia, tem-se:
como o NaOH uma base forte, encontra-se praticamente tododissociado, pelo que a quantidade de OH- igual de NaOH
tendo em conta a concentrao da soluo titulante, podemos calcularo volume do titulante:
volume de titulante = ?NaOH (aq)
concentrao do titulante = 0,005 mol/L
, /
logpH H OH O
mol L
10105 01 10
.
pH3
33 3
4#
=-===
+
+ -
-
-
66
@@
, ,
, ,,,
n Lmol L
molmol
mol
5 01 10 0 100
5 01 10 0 1005 01 10 105 01 10
H O4
4
4 1
5
3# #
# #
# #
#
=
===
-
-
- -
-
+
,
n n
n mol5 01 10H O OH
OH5
3
#
=
= -+ -
-
, ,
,,
,,
,,
,
,
,
Lmol
Vmol
VL
molmol
molmol L
L
L
L
LmL
10 005 5 01 10
10 005
5 01 10
0 0055 01 10 1
0 0055 01 10
5 105 01 10
55 01 10
1 0 1010
5
5
5
5
3
5
2
2
#
#
# #
#
#
#
#
#
=
=
=
=
=
=
==
-
-
-
-
-
-
-
-
( ) ( ) 2 ( )H O aq OH aq H O aq23 ?++ -
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2.5.3. Uma das substncias que contribuem para aumentar a acidez da gua das chuvas odixido de enxofre, SO
2, que, reagindo com o oxignio atmosfrico, se transforma em
trixido de enxofre, SO3. Alm de se dissolver, este composto reage com a gua que
circula na atmosfera, formando solues diludas de cido sulfrico, o que constitui um
dos processos de formao da chuva cida.
Seleccione a alternativa que traduz correctamente a variao do nmero de oxidao
do enxofre (S) na referida reaco de formao do trixido de enxofre.
(A) +2 para +6
(B) +3 para 0
(C) +4 para +6
(D) +6 para +3
3. Numa instalao solar de aquecimento de gua, a energia da radiao solar absorvida na superfciedas placas do colector transferida sob a forma de calor, por meio de um fluido circulante, para a
gua contida num depsito, como se representa na figura 2.
A variao da temperatura da gua no depsito resultar do balano entre a energia absorvida e
as perdas trmicas que ocorrerem.
3.1. Numa instalao solar de aquecimento degua para consumo domstico, os colec-
tores solares ocupam uma rea total de
4,0 m2
. Em condies atmosfricas
adequadas, a radiao solar absorvida por
estes colectores , em mdia, 800 W / m2
.
Considere um depsito, devidamente
isolado, que contm 150 kg de gua.
Verifica-se que, ao fim de 12 horas, durante
as quais no se retirou gua para consumo,
a temperatura da gua do depsito
aumentou 30 C.
Calcule o rendimento associado a este
sistema solar trmico.
Apresente todas as etapas de resoluo.
c (capacidade trmica mssica da gua) = 4,185 kJ kg1 C1
3.2. Numa instalao solar trmica, as perdas de energia podero ocorrer de trs modos:conduo, conveco e radiao.
Explique em que consiste o mecanismo de perda de energia trmica por conduo.
V.S.F.F.
715.V1/11
Fig. 2
2.5.3 (C)2 ( ) ( ) 2 ( )SO g O g SO g2 2 3"+
n. de oxidao do O = -2
nn
n
2 2 04 0
4
#+ - =- =
=
^ h nn
n
3 2 06 0
6
#+ - =- =
=
^ hSO2 SO3
3.3.1.
rea = 4,0 m2
potncia da radiao absorvida pelos colectores de 4,o m2:
em 12 horas, a energia absorvida pelos colectores vale:
energia que a gua recebe para aumentar de temperatura,ao fim de 12 horas:
rendimento do processo:
m = 150 kg
aumento de temperatura = 30 C(ao fim de 12 h)
800 W/m2
4,0 3200m
W m W80022# =
W segundojoules
sJ h s
J s
3200 13200
13200 12 1
3200 12 3600# # #
=
=
Q m c
kg kg CJ C150 4185 30
# #
##
#
O
cc
i=
=
1,38 10 J8#=
1,88 10 J7#=
,,
, %JJ
1 38 101 88 10 100
13 68
7
#
##=
=
100dimren ento energia recebida pelo colectorenergia recebida pela gua
#=
3.2. Conduo trmica: Em todos os objectos, as particulas tm energia cintica, devido aos seus mltiplos
movimentos (nomeadamente de vibrao). Quando uma zona de um objecto aquecida, as partculas aumentam de energia cintica e agitam-se mais intensamente, agitando tambm as partculas vizinhas e transferindo energia para essas partculas.
Esta transferncia de energia de umas partculas para as adjacentes ocorre sem haver transporte de matria e propaga-se ao longo de todo o objecto, sendo a rapidez de propagao dependente da condutividade trmica do material de que feito o corpo.
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vdteodoroPencil
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2007, 1. fase
2007, 1. fase 63
4. A queda de um corpo abandonado, prximo da superfcie terrestre, foi um dos primeirosmovimentos que os sbios da Antiguidade tentaram explicar. Mas s Galileu, j no sc. XVII,
estudou experimentalmente o movimento de queda dos graves e o lanamento de projcteis.
Observe com ateno a figura 3, que mostra uma esfera a cair em duas situaes:
Fig. 3
Na situao I, a esfera, inicialmente em repouso, colocada no ponto A, deslizando sem atritosobre a calha, at ao ponto B. No ponto B, abandona a calha, descrevendo um arco de parbola
at ao ponto C.
Na situao II, a esfera abandonada no ponto E, caindo na vertical da mesma altura, h.Em qualquer das situaes, considere o sistema de eixos de referncia representado na figura, com
origem no solo, desprezando o efeito da resistncia do ar.
4.1. Considere a situao I representada na figura 3.
Determine a altura H, considerando que as distncias BD e DC so iguais a 20,0 m.
Apresente todas as etapas de resoluo.
4.2. Considere a situao II representada na figura 3.
4.2.1. Seleccione o grfico que traduz correctamente a variao da energia potencialgravtica, E
p, da esfera, em funo do tempo de queda, t, at atingir o solo.
4.2.2. Seleccione a alternativa que permite calcular o mdulo da velocidade com que a esferaatinge o solo.
(A)
(B)
(C) 2
(D)2
gh
gh
2gh
2g h
715.V1/12
4.4.1.
20,0 m
20,0 m g = 10 (m/s)/s
velocidade em B = v0
variao de energia potencial + variao de energia cintica = 0
como se admite que no h dissipao de energia, podemos escrever para o percurso AB (considerando o nvel 0 para energia potencial em B):
entre B e C, o corpo move-se como um projctil lanado horizontalmente;no referencial indicado, as equaes do movimento so (considerando queo instante inicial corresponde ao instante em que passa em B):
portanto, a altura H vale:
quando atinge o ponto C, no instante tC, tem-se:
resolvendo o sistema, obtm-se:
acelerao constante, para baixo
O x
y
,
x v t
y y a t
x v t
y t
21
20 0 21 10
x
y
B
0
02
2
=
= +
=
= + -^ h
*
*
,,v t
t20 00 20 0 5
B C
C2
== -)
,
,,
, , /
,
v tt
v tt
v m s
t s
20 0
20 0 520 0
4
220 0 10 0
2 0
BC
C
BC
C
B
C
2
=
=
=
=
= =
=
***
,
,
H gv
m
2
2010 0
5 0
B2
2
=
=
=
m g H m v
m g H m v
m g h m v
g H v
H gv
0 21 0 0
21 0
21
21
2
B
B
B
B
B
2
2
2
2
2
- + - =
- + =
- =-
=
=
^ `h j
H
O esquema no est, evidentemente, escala... (a altura H 1/4 da altura h).
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2007, 1. fase64
4. A queda de um corpo abandonado, prximo da superfcie terrestre, foi um dos primeirosmovimentos que os sbios da Antiguidade tentaram explicar. Mas s Galileu, j no sc. XVII,
estudou experimentalmente o movimento de queda dos graves e o lanamento de projcteis.
Observe com ateno a figura 3, que mostra uma esfera a cair em duas situaes:
Fig. 3
Na situao I, a esfera, inicialmente em repouso, colocada no ponto A, deslizando sem atritosobre a calha, at ao ponto B. No ponto B, abandona a calha, descrevendo um arco de parbola
at ao ponto C.
Na situao II, a esfera abandonada no ponto E, caindo na vertical da mesma altura, h.Em qualquer das situaes, considere o sistema de eixos de referncia representado na figura, com
origem no solo, desprezando o efeito da resistncia do ar.
4.1. Considere a situao I representada na figura 3.
Determine a altura H, considerando que as distncias BD e DC so iguais a 20,0 m.
Apresente todas as etapas de resoluo.
4.2. Considere a situao II representada na figura 3.
4.2.1. Seleccione o grfico que traduz correctamente a variao da energia potencialgravtica, E
p, da esfera, em funo do tempo de queda, t, at atingir o solo.
4.2.2. Seleccione a alternativa que permite calcular o mdulo da velocidade com que a esferaatinge o solo.
(A)
(B)
(C) 2
(D)2
gh
gh
2gh
2g h
715.V1/12
4.2.4.2.1. Neste item h um lapso no exame, uma vez que nenhum dos grficos representa a
resposta correcta.
a energia potencial depende da altura y (considerando onvel 0 de energia potencial na origem do referencial):
como m e y0 so positivos, esta funo do 2. grautem um primeiro termo positivo e um segundo termonegativo (termo do segundo grau, t2), para valores positivos de t;
a funo quadrtica pode ser representada por umaparbola, com concavidade para baixo quando o termodo segundo grau negativo:
O x
y
E m g y
m g y a t
m y t
m y tm y m tm y m t
21
10 21 10
10 510 10 510 50
p
y02
02
02
02
02
#
=
= +
= + -
= -= -= -
`^`
^
jh j
h
Ep
t4.2.2. (B)
variao de energia potencial + variao de energia cintica = 0
como se admite que no h dissipao de energia, podemos escrever para a queda EF (considerando o nvel 0 para energia potencial em F):
E m g hp =
0Ep = E m v21
C2=
0EC =
m g h m v
m g h m v
m g h m v
g h v
v g hv g h
0 21 0 0
21 0
21
21
22
2
2
2
2
2
- + - =
- + =
- =-
=
==
^ `h j
8
8
-
2007, 1. fase
2007, 1. fase 65
4.2.3. Seleccione a alternativa que apresenta os grficos que traduzem correctamente avariao dos valores da velocidade, v, e da acelerao, a, em funo do tempo, t,durante o movimento de queda da esfera.
V.S.F.F.
715.V1/13
4.2.3. (B)
O x
y
g = 10 (m/s)/s
em rigor, nos grficos esto representadas as componentes escalaresda velocidade e da acelerao, respectivamente vy e ay, no eixo Oy
ay
vy
ay
vy
ay
vy
ay
vy
vy sempre negativa (aponta para baixoe a sua magnitude cada vez maior...)
v = 0
v cada vez maior...
ay = - 10 negativa e constante...
N.B.: Se nos grficos estivessem representadas as magnitudes (ou mdulos da velocidade e da acelerao), geralmente simbolizadas respectivamente por v e a, a opo (C) estaria correcta o que no foi o caso, de acordo com a chave indicada pelo Gabinete de Avaliao Educacional (GAVE).
8
-
2007, 1. fase
2007, 1. fase66
5.2. As microondas constituem um tipo de radiao electromagntica muito utilizado nastelecomunicaes.
Indique duas propriedades das microondas que justificam a utilizao deste tipo de radiao
nas comunicaes via satlite.
6. O amonaco, NH3, obtm-se industrialmente atravs do processo de Haber-Bosch, fazendo reagir,
em condies apropriadas, hidrognio e azoto gasosos. Este processo de formao do amonaco
ocorre em sistema fechado, em condies de presso e temperatura constantes, na presena de
um catalisador, de acordo com o equilbrio representado pela seguinte equao qumica:
3 H2(g) + N
2(g) 2 NH
3(g)
6.1. O grfico representado na figura 4 traduz a variao do valor da constante de equilbrio, Kc,
para aquela reaco, em funo da temperatura, T, no intervalo de 700 K a 1000 K.
Fig. 4
Com base na informao dada pelo grfico, seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) O aumento de temperatura favorece o consumo de H2(g) e N
2(g).
(B) A diminuio de temperatura aumenta o rendimento da reaco.
(C) A constante de equilbrio da reaco inversamente proporcional temperatura.
(D) A reaco evolui no sentido inverso se se diminuir a temperatura.
6.2. O sulfato de tetraminocobre(II) mono-hidratado, [Cu(NH3)4] SO
4
.H
2O, (M = 245,6g mol1),
um sal complexo, obtido a partir da reaco entre o sulfato de cobre(II) penta-hidratado,
CuSO4
.5 H
2O, e o amonaco. Esta reaco descrita pela seguinte equao qumica:
CuSO4
.5 H
2O(s) + 4 NH
3(aq) [Cu(NH
3)4] SO
4
.H
2O(s) + 4 H
2O()
A 8,0 mL de uma soluo aquosa de amonaco de concentrao 15,0 mol dm3
adicionaram-
-se 0,02 mol de sulfato de cobre penta-hidratado.
Calcule a massa de sal complexo que se formaria, admitindo que a reaco completa.
Apresente todas as etapas de resoluo.
FIM
V.S.F.F.
715.V1/15
4.3. Considere os tempos de permanncia da esfera no ar, t1e t
2, respectivamente nas situaes I e II.
Seleccione a alternativa que estabelece a relao correcta entre esses tempos.
(A) t1= 2 t
2
(B) t1= t
2
(C) t1= t
2
(D) t2= 10 t
1
5. Nas comunicaes a longas distncias, a informao transmitida atravs de radiaeselectromagnticas que se propagam, no vazio, velocidade da luz.
5.1. Um dos suportes mais eficientes na transmisso de informao a longas distncias constitudo pelas fibras pticas.
5.1.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.
O princpio de funcionamento das fibras pticas baseia-se no fenmeno da
(A) refraco da luz.
(B) reflexo parcial da luz.
(C) difraco da luz.
(D) reflexo total da luz.
5.1.2. Num determinado tipo de fibra ptica, o ncleo tem um ndice de refraco de 1,53, eo revestimento possui um ndice de refraco de 1,48.
Seleccione a alternativa que permite calcular o ngulo crtico, c, para este tipo de fibra
ptica.
(A) =
(B) =
(C) = 1,53 1,48
(D) = 1,53 1,48sin 90
sin c
sin c
sin 90
1,53
1,48
sin 90
sin c
1,53
1,48
sin c
sin 90
1
2
715.V1/14
4.3. (C)O tempo de queda depende apenas da altura. Ou seja, quer na queda vertical EF quer no lanamento horizontal segundo a parbola BC, o tempo de queda o mesmo.
20,0 m
20,0 m g = 10 (m/s)/s
velocidade em B = v0
O x
y
,
,
,
xy y tx
tx
tx
05
00 20 0 5
020 0 5
02 0
02
2
2
== -== -=
=== st
)'''
,,
,,,
,
x v ty y t
v tt
v tt
v tt s
520 00 20 0 520 020 0 520 0
2 0
B
B CF
F
F
F
C
B C
C
B C
C
02
2
2
== -
== -
===
=
))))
O x
y
g = 10 (m/s)/s
v = 0
v cada vez maior...
5.5.1.5.1.1. (D)
A luz que feita incidir no interior da fibra reflecte-se totalmente e sucessivamente na parede da fibra.
5.1.2. (B)
i, ngulo de incidncia (ngulo crtico, c, neste caso)
i
r, ngulo de refraco
ngulo crtico = ngulo de incidncia quando o ngulo de refraco 90
ncleo da fibra
revestimento da fibra
meio transparente 1ndce de refraco 1,53
meio transparente 2ndce de refraco 1,48
,,
,,
,,
sinsin
sinsin
sinsin
ri
1 531 48
90 1 531 48
901 481 53
c
c
i
i
=
=
=
5.2. Nas comunicaes via satlite utilizam-se microondas (ondas electromagnticas
com frequncia da ordem de 1 GHz a poucas centenas de GHz) porque as ondas de algumas destas frequncias no so nem absorvidas nem reflectidas na atmosfera de modo significativo, permitindo a comunicao de sinais dos satlites para a superfcie da Terra.
108
8
10
8
-
2007, 1. fase
2007, 1. fase 67
5.2. As microondas constituem um tipo de radiao electromagntica muito utilizado nastelecomunicaes.
Indique duas propriedades das microondas que justificam a utilizao deste tipo de radiao
nas comunicaes via satlite.
6. O amonaco, NH3, obtm-se industrialmente atravs do processo de Haber-Bosch, fazendo reagir,
em condies apropriadas, hidrognio e azoto gasosos. Este processo de formao do amonaco
ocorre em sistema fechado, em condies de presso e temperatura constantes, na presena de
um catalisador, de acordo com o equilbrio representado pela seguinte equao qumica:
3 H2(g) + N
2(g) 2 NH
3(g)
6.1. O grfico representado na figura 4 traduz a variao do valor da constante de equilbrio, Kc,
para aquela reaco, em funo da temperatura, T, no intervalo de 700 K a 1000 K.
Fig. 4
Com base na informao dada pelo grfico, seleccione a afirmao CORRECTA.
(A) O aumento de temperatura favorece o consumo de H2(g) e N
2(g).
(B) A diminuio de temperatura aumenta o rendimento da reaco.
(C) A constante de equilbrio da reaco inversamente proporcional temperatura.
(D) A reaco evolui no sentido inverso se se diminuir a temperatura.
6.2. O sulfato de tetraminocobre(II) mono-hidratado, [Cu(NH3)4] SO
4
.H
2O, (M = 245,6g mol1),
um sal complexo, obtido a partir da reaco entre o sulfato de cobre(II) penta-hidratado,
CuSO4
.5 H
2O, e o amonaco. Esta reaco descrita pela seguinte equao qumica:
CuSO4
.5 H
2O(s) + 4 NH
3(aq) [Cu(NH
3)4] SO
4
.H
2O(s) + 4 H
2O()
A 8,0 mL de uma soluo aquosa de amonaco de concentrao 15,0 mol dm3
adicionaram-
-se 0,02 mol de sulfato de cobre penta-hidratado.
Calcule a massa de sal complexo que se formaria, admitindo que a reaco completa.
Apresente todas as etapas de resoluo.
FIM
V.S.F.F.
715.V1/15
6.6.1. (B)
temperatura aumenta, Kc diminui, a concentrao dos reagentes aumenta...
temperatura diminui, Kc aumenta, a concentrao do produto e o rendimento aumentam...
temperatura diminui, Kc aumenta, concentraodo produto aumenta (reaco directa)...
falso... a relao inversa mas no inversamente proporcional(para o ser era necessrio que Kc T = constante, o que no o caso)
temperatura aumenta... Kc diminuiconcentrao do produto NH3 (numerador) diminui...e concentrao dos reagentes H2 e N2 (denominador) aumenta...
K H NNH
ce e
e
23
2
32
#= 6 6
6@ @
@
6.2.
o reagente limitante o sulfato de cobre (II) penta-hidratado( necessrio 1 mol por cada cada 4 mol de amonaco e apenas h0,02 mol para 0,12 mol)
se a reaco for completa, a partir de 0,02 mol de sulfato de cobre (II) penta-hidratado forma-se igual quantidade de sal complexo(sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado):
a massa de 0,02 mol de sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado vale:
quantidade de amonaco presente no volume de 8,0 mL:
massa molar = 245,6 g/mol8,0 mL
15,0 mol/dm3
0,02 mol 0,12 mol
1 mol 4 mol 1 mol 4 mol
, , , ,
, ,
,
mLdm
mol dmdm
mol
mol
mol
8 0 15 0 8 0 10001 15 0
10008 0 15 0
0 12
33
3##
#
=
=
=
, , , ,
,
mol molg g
g
0 02 245 6 0 02 245 6
4 9
# #=
=
,
,mol de Cu NH So H O
mol de CuSo H On
mol
n mol1
1 5 0 02
0 023 4 4 2
4 2$
$=
=^ h
8
14
ndice e PrefcioAlgumas sugestes (importantes!) para a resoluo de itens de examesItens dos exames de 2010 a 2006, por Unidade de EnsinoInformaes, tabelas e formulrios das provas2010 - 1. fase2010 - 2. fase2009 - 1. fase2009 - 2. fase2008 - 1. fase2008 - 2. fase2007 - 1. fase2007 - 2. fase2006 - 1. fase2006 - 2. fase