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SOLUÇÕES

QUÍMICA

PREPARAR OS TESTES FÍSICA E QUÍMICA 10

204

1. MATERIAIS

1.1.1. Os materiais são classificados como sintéticos (artificiais) quando são obtidos a

partir dos naturais, através da intervenção humana. 1.2. Materiais sintéticos: Fuel – óleo, Vidro, Fórmica, Lixívia, Xarope para a tosse,

Champô, Óleo lubrificante, Fertilizantes.1.3. Lã e Algodão – vestuário; Arroz – alimentação; Peles – calçado.

2. 2.1. Transportes, Higiene diária, Alimentação, Limpeza, Medicamentos.2.2. Petróleo, Plantas, Animais, Minerais.

3.3.1. Pão, fruta.3.2. Nylon, algodão.3.3. Gasóleo, carvão mineral.3.4. Gás butano, madeira.

4.4.1. Produto A – Sal, vegetais, especiarias. Produto B – Sal.4.2. Os restantes ingredientes.

5.5.1. Material que existe isolado de outros com propriedades próprias.5.2. Dióxido de carbono, sacarose, cobre.5.3. Ar, refrigerante, bronze.

6. A – F … mistura. C – V E – VB – F … mantêm … D – V

7. Misturas: A, B, C, D, F, G, I, J; Substâncias: E,H

8.8.1. Homogéneos: leite, manteiga, chá, café, iogurte com aromas, mel; os restantes

são heterogéneos.8.2.

a) Leite com café, mel com chá, …b) Pão com compota, cereais com leite, …

9.9.1. Papel, giz, tinta correctora.9.2. Lápis, esferográfica, máquina calculadora.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS PÁGS. 15 – 19

MÓDULO INICIAL | MATERIAIS: DIVERSIDADE E CONSTITUIÇÃO

SOLUÇÕES COMPONENTE DA QUÍMICA


205

11.a) … substâncias … misturas.b) … átomos, moléculas … iões.c) … simples … compostas … elementos … .

12.a) NO3

-, S2-, Br-

b) NO3-, H3O+

c) H3O+ – por perda de 1 electrão; Ca2+ – por perda de 2 electrões; Al3+ – por perdade 3 electrões .

13. A – Li+; B – SO42-; C – P3–

14.A – … são…B – … podem ser monoatómicos ou poliatómicos.D – … perdeu… .

15.a) Fusão.b) Material B porque a temperatura permanece constante durante um intervalo de

tempo.

16.16.1.

a) p.f. = 80,0 ºCb) p.e. = 218,0 ºC

16.2 Naftaleno porque é a substância que apresenta o mesmo ponto de fusão e deebulição.

16.3.a) Glicerina.b) Etanol.


Materiais

Substâncias Misturas

Só tem1 fase

HomogéneasHeterogéneas

Tem maisdo que uma fase

Podem ser

Podem serSão sempre

Homogéneas

10.


206

17.

18. a) Pregos e terra.b) Tinta de marcador.c) Água e pimenta.d) Solução de sulfato de cobre.

2. SOLUÇÕES

1.1.1. soluto – cloreto de alumínio; solvente – água.1.2. Cm = 40 gdm-3.1.3. Adicionava mais água à solução.

2.2.1. A Rita diz que gosta dele concentrado e a Ana gosta dele diluído.2.2. soluto – café em pó; solvente – água.2.3. Rita: Cm = 250 gdm-3; Ana: Cm = 200 gdm-3.2.4. Há concordância porque a concentração mássica do café da Rita é superior à

concentração mássica do café da Ana.

3. V = 0,30 dm3 = 300 cm3.

4.4.1. Cm = 32 gdm-3.4.2.

a) Ficará mais concentrada.b) Ficará menos concentrada (diluída).

5. 5.1. Significa que existem 3,6 mg de iões cloreto em cada dm3 de solução (água

mineral).5.2. m(Cl-) = 1,8 * 10-4 g.

6.6.1 Dissolvia 6,0 g de hidróxido de sódio num pouco de água desionizada, usando

um gobelé e vertia a solução para um balão volumétrico de 150 cm3. Lavava 2ou 3 vezes o gobelé, transvasava essas águas para o balão e enchia-o até aotraço de referência. Por fim tapava o balão e homogeneizava a solução.

6.2. Cm = 40 gdm-3

6.3. Cm = 24 gdm-3



Água e álcool

MISTURA

Destilação

Água e azeite Decantação

PROCESSO

Areia e farinha Peneiração


207

7.A – V.B – F … são inferiores a 10-9 m (1 nm).C – F … exprime a composição quantitativa dessa solução.D – VE – F … adicionando mais soluto.F – F … adicionando mais solvente.

8. B.

9.9.1. D. 9.2. C.

10. Não é propícia porque Cm(SO2) = 2 mgdm-3.

11. 11.1. m = 1,6 g.

2. ELEMENTOS QUÍMICOS

1. A – F … o número de protões.B – V.C – F … é igual à diferença entre o número de massa desse átomo e o número ató-

mico do elemento.D – V.

2. A – 1; B – X; C – 2.

3. A = 156.

4.4.1. Estão representados três elementos químicos porque, no quadro, existem três

átomos com diferentes números atómicos.4.2. Z = 74.3. A = 404.4. São isótopos os átomos A e C porque são átomos que têm o mesmo número

de protões e diferente número de neutrões.

5. 5.1. a = 9; b = 9; c = 10; d = 24; e = 12; f = 12; g = 17; h = 35; i = 17.5.2. 19

9 F5.3. 37

17 Cl

6.6.1. Z = 12 e A = 24.6.2. O átomo do elemento Y é constituído por 10 protões, 10 electrões e 10 neutrões.6.3. O catião 24

12 V2+ é constituído por 12 protões, 10 electrões e 12 neutrões.

6.4. 199 U–

6.5. 4120 S e 40

20 W.6.6. 20

10 Y e 199 U– porque Y tem 10 electrões e W também (9+1 = 10 electrões).

Não são isótopos porque Y é um átomo e U– é um ião.




208

7. Esta afirmação significa que a massa média dos átomos de magnésio é 24,3 vezes

superior a da massa do átomo de carbono -12.

8. D, F e G.

9. A afirmação é falsa pois a massa atómica relativa é um número decimal o que signi-fica que o elemento tem isótopos.

10. Ar(Cl) = 35,5

11. Cu – 63: 75% e Cu – 65: 25%

12.A – Elemento químico.B – Número atómico.C – Isótopos.D – Número de massa.E – Símbolo químico.F – Massa atómica relativa.

13. A – VB – F … dispõem-se por ordem crescente do seu número atómico.C – F … grupos.D – F… períodos.E – F…18 grupos e 7 períodos.

14. a) Z = 12; b) 5; c) M; d) A; e) D; f) K; g) L; h) R; i) A, E e L; j) E,I e K; K) G e H; l) M e N; m)grupo – 16 e período – 2.º

15.15.1 O elemento a que o átomo X pertence está situado no grupo 18 e no 3.º período.15.2 Átomo X – Elemento Árgon; átomos Y e Z – Elemento Potássio.

16.16.1. Significado qualitativo – A unidade estrutural da substância dióxido de enxo-

fre é formada pelos elementos enxofre e oxigénio.Significado quantitativo – Cada unidade estrutural da substância é consti-tuída por 1 átomo de enxofre e 2 átomos de oxigénio.

16.2. Significado qualitativo – A unidade estrutural da substância carbonato de po-tássio é formada pelos elementos potássio, carbono e oxigénio.Significado quantitativo – Cada unidade estrutural da substância é consti-tuída por 2 iões potássio e 1 ião carbonato (2 (K+) :1 (CO3

2-).

17. C4H10; NO2; H2SO4; C2H6O

18.

1}12


A B C D E F

3 4 5 6 1 2R:


209

19.A – Na2O D – KCNB – Pb(NO3)2 E – Mg(HO)2

C – Ba3(PO4)2 F – ZnSO3

20.A – Fluoreto de ferro (II).B – Fosfato de cálcio.C – Nitrito de magnésio.D – Brometo de sódio.E – Peróxido de potássio.F – Sulfato de lítio.

21. (Cu2+ e Cl-); (Al3+ e CO32-); (Mg2+ e O2-); (NH4

+ e SO42-)

22.

23.23.1. NH4HO; (NH4)2O2; (NH4)2CrO4; Cu(HO)2; CuO2; CuCrO4; Al(HO)3; Al2(O2)3;

Al2(CrO4)3.23.2. Hidróxido de amónio; Peróxido de amónio; Cromato de amónio; Hidróxido

de cobre (II); Peróxido de cobre (II); Cromato de cobre (II); Hidróxido de alumí-nio; Peróxido de alumínio; Cromato de alumínio.

24.24.1. Mr(H2O2) = 34,0.24.2. Mr(H3PO4) = 98,0.24.3. Mr(C2H6O) = 46,0.24.4. Mr[Al(HO)3] = 78,0.24.5. Mr(CaCl2) = 111,1.24.6.Mr[Fe(CN)6]3– = 211,8.


NOME

Carbonato de ferro (III)

Dicromato de potássio

Acetato de amónio

Nitrato de cálcio

Cu2+ e HO–

IÕES PRESENTES

K+ e Cr2O72–

Li+ e PO43–

Ca2+ e NO3–

Cu(HO)2

FÓRMULA QUÍMICA

Fe2(CO3)3

Li3PO4

NH4CH3COO

AEPTFQ10-P1-14


210

1.1.1. Materiais sintéticos: Contraplacado, Bronze, Barro, Aço, Manteiga, Sabão, Sulfato

de cobre; os restantes são materiais naturais.1.2. Granito, Madeira, Barro, Leite, Calcário, Pirite e Sulfato de cobre.1.3.

2. Farinha – Homogéneo; Água destilada – Substância, Homogéneo; Água do mar –Homogéneo, Solução; Nevoeiro – Homogéneo, Mistura coloidal; Cloreto de sódio –Substância, Homogéneo; Iogurte de aromas – Homogéneo, Mistura coloidal; Ce-vada solúvel – Homogéneo.

3.A – VB – F … é possível obter substâncias simples.C – F … que pertencem a um elemento químico.D – F … nunca pode ser constituída por iões.E – F … composta.F – F … substâncias simples e compostas.

4.A – … homogéneas … heterogéneas … substâncias.B – … misturas coloidais; … soluções.C – … moléculas … iões. D – … átomos … moléculas … iões … carga eléctrica.

5.5.1. a) 3Na, Ca, 5Be. b) O2, NH3, 4H2SO4, 4P4. c) Mg2+, NO3

–, H3O+, PO43–.

5.2. Mg2+ – por perda de 2 electrões.; H3O+ – por perda de 1 electrão.NO3

– – por ganho de um electrão; PO43– – por ganho de 3 electrões.

5.3.A – O2 C – H3O+ E – 4H2SO4 G – NH3

B – 4P4 D – 5Be F – PO43–

6.6.1. Decantação.6.2. Filtração.6.3. Peneiração.6.4. Destilação.

PÁGS. 40 – 43TESTE DE AVALIAÇÃO 1


Bronze, Aço, Barro, Leite, Manteiga, Calcário, Sulfatode cobre

Sabão, Granito, Madeira, Contraplacado

MATERIAIS HOMOGÉNEOS MATERIAIS HETEROGÉNEOS


211

7.7.1. Sulfureto de carbono.7.2. Tetracloreto de carbono.7.3. Anilina.

8.A – … homogéneas … .B – … podem apresentar-se na fase sólida, líquida ou gasosa.C – … dispersas …dispersantes.D – … solvente … .

9.9.1.a) café solúvel e açúcar.b) água (quente).9.2.9.2.1. a) mtotal = 170 g b) mtotal = 280 g9.2.2. a) Cm = 140 gdm-3 b) Cm = 266,7 gdm-3

9.3. A Susana deve escolher o café preparado pela Sofia porque é o mais concen-trado em açúcar (Cm = 140 gdm-3). O Miguel deve escolher o café preparadopelo Rui, pois é o mais concentrado em café (Cm = 266,7 gdm-3).

10.10.1.

a) 5 elementos químicos porque os átomos referidos apresentam 5 númerosatómicos diferentes.

b) 2010 B e 22

12 F porque N = A – Z. O B tem 10 neutrões tal como o F.

c) 157 A e 14

7 E porque têm o mesmo número atómico e diferente número demassa.

10.2. 7 protões, 7 electrões e 8 neutrões.10.3.

a) 147 E3–

b) 4020 D2+

11. Ar (X) = 32,1

12.

13. 13.1. H2O, SO3, NH3 e HBr.13.2.

a) BaSO3 c) Ba3(PO4)2

b) NH4NO3 d) Fe2(CO3)3


DF A G

B E

I

H

C


212

1. ARQUITECTURA DO UNIVERSO

1. A teoria do Universo estacionário de Fred Holey.

2. Descoberta da radiação de fundo ou "radiação fóssil" e a constatação do afasta-mento das galáxias por Edwin Hubble.

3. Investigar as observações realizadas por Edwin Hubble e as conclusões que se po-dem daí retirar.

4. A – 1 e 3 B – 2, 4 e 7 C – 5 e 6

5. A quantidade de matéria originária do "Big Bang".

6. A, C e E.

7. Início do tempo – princípio da contagem do tempo. Início do espaço – considera-seque antes não existia.

8. Fotões, electrões, quarks, neutrinos, gravitões, gluões.

9.A – … permite… foram… .B – … mais… conhecer… .C – … estrelas, átomos… arrefecimento… .

10. Quando a matéria que permite a expansão se esgotar, dar-se-á a contracção da ma-téria até se dar uma implosão, onde se verificará um aumento drástico da densi-dade da matéria e da temperatura; seguidamente voltará a dar-se uma explosãoseguida de expansão e assim sucessivamente.

11.11.1. a) 1,90 * 1015 km b) 61,3 pc c) 1, 26 * 10 7 UA11.2. 200 anos

12.12.1. dT-S = 2.dT-M

12.2. TS = 55,3.TA

12.3. tAC-T = 2,79 * 105.TT-S

13.13.1. 2,5 * 10-6 m 13.4. 2 * 10-6m 13.5. 1,4 * 109 m13.2. 220 * 10-9 m 13.4. 4,880 * 106 m 13.6. 3,2 * 10-10 m13.3. 74 * 10-12 m

14.14.1. 1,0 * 107 k 14.2. 293 k 14.3. 153 k 14.4. 294 k

15.1. 47 * 107 s 15.2. 21,2 * 105 s 15.3. 9,0 * 105 s 15.4 . 7,17 * 107 s


UNIDADE 1 | TEMA B DAS ESTRELAS AO ÁTOMO



213

16. 20 ºC, 4,0 km

17.17.1. A – II; B – I b) acidentais17.2. a) B c) I

18.18.1. 1,25 ºC18.2. 56,25 ºC

19.19.1. Não19.3. 125,3 * 103 m; 125,45 * 103 m; 126 * 103 m19.4. 126 km

20. 20.1. A e C20.2. A – 1,184 * 102 s; B – 1,182 * 102 s; C – 1,201 * 102 s

21.21.2. a) Erros acidentais b) Erros sistemáticos

22.22.1.

22.2. As estrelas têm massas diferentes.

23.23.1. Fase estável, Supergigante, Supernova, Estrela de neutrões ou Buraco negro.23.2. 4 11 H → 4

2 He + g +2 b+ ; 3 42 He → 126C + g ; 12

6C + 42He → 168O + g

23.3. Ne, Mg, Si, S, Ar, Ca

24. Superenxames – Enxame de galáxias – Galáxia – Nebulosas e estrelas – Sistema solar –Planetas.


ESTRELA

Gigante Vermelha Supergigante

Contracção

Estrela de Neutrões

Contracção

NebulosaPlanetária

Anã Branca

Expansãoorigina origina

que sofre

produz

formando

SupernovaNúcleo

que origina

restando

que sofre

originando

sofre

Buraco Negro


214

25. a) … Enxame de galáxias… Galáxia… Estrelas.b) … Sistemas planetários… estrela… planetas.c) … Explosão… Galáxias… Nebulosas.

26. B, C, D.

27. a) 146 C; b) 10

5 B; c) 9236 Kr; d) 42 He

28. Verdadeira – C e D; Falsa – A, B e E.

29. 1 – A e F; 2 – B, C, D e E.

30. B – fusão; A, C e D – fissão.

31.I – 15

8 O → 147 N + 11 H II – 3H2 + N2 → 2NH3 III – 219

86 Rn → 21584 Po + 42 He

32.32.1. Devido à diferente temperatura das camadas.32.2. 4 11H → 4

2He + 2b+ + 2g + 2y ; 126 C + 42 He → 16

8O + g; 13

6 C + 11 H → 147 N + g; 84 B + 42 He → 12

6 C ou 3 42 He → 126 C + g

33. Semelhança – Ocorrem para que as espécies químicas obtenham maior estabili-dade; conservação do número de partículas subatómicas.Diferenças – Energia envolvida; tipo de partículas formadas; não se verifica a con-servação da massa nas reacções nucleares.

34.34.1.Hidrogénio.34.2. Devido ao elevado número de estrelas que o utilizam na síntese de outros

elementos.

35.35.1. Oxigénio.35.2. Gigante vermelha ou supergigante.35.3. 84 B + 42 He → 12

6 C; 146 C + 11 H → 15

7 N; 126C + 42He → 16

8O

36.36.1. Universo – hidrogénio; Terra – Oxigénio36.2. Oxigénio36.3. A matéria constituinte dos planetas provém da morte de estrelas.

2. ESPECTROS, RADIAÇÕES E ENERGIA

1. Sódio.

3. 3.1. I3.2. Os valores das energias emitidas são muito próximos (contínuos) ou afastados

(descontínuos).

4.4.1. Não.




215

5.5.1. Vermelho. 5.2. A cor vermelha. 5.3. O laser considerado é menos energético do que a cor verde.

6. 6.1. 3,53 * 10-19 J a) A segunda lâmpada.6.2. Amarelo b) A primeira radiação.

7.7.1. Violeta. 7.2. 3,0 * 10-19 J; 4,5 * 10-19 J; 4,8 * 10-19 J

8. Ultravioleta, visível e infravermelha, Raios X, Raios g, Microondas, Radiofrequência,Radioastronomia e Radar.

9. Vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta.

10. 1 – D; 2 – E; 3 – F; 4 – A.

11.11.1. Ultravioleta e visível 11.2. Verde, azul e violeta.

12. a) Ondas de rádio. d) Raios gama.b) Raio X. e) Ultravioleta.

13.13.1. Hélio. 13.2. Sim, o hélio e o mercúrio.

14. Análise por via seca.

15.15.1. B e D. 15.2. NaCl; Na2CO3

16.A – … sódio, potássio e bário.B – … igual… bário.C – … diferentes…

17.17.1. A – 2; B – 3; C – 1; D – 3; 17.2. 7,28 * 10-18J.

18. 19.18.1. Lítio e sódio. 19.1. 5,09 * 10-19 J.18.2. Lítio. 19.2. 5,95 * 10-17 J.18.3. Não.

20.20.1. A radiação vermelha não é suficientemente energética para provocar o efeito

fotoeléctrico.20.2. Sim.20.3. Os electrões adquirem maior velocidade à saída dos átomos.



216

21.21.1. Efeito fotoeléctrico. 21.2. Sim.

3. ÁTOMO DE HIDROGÉNIO E ESTRUTURA ATÓMICA

1.1.1. Após a descarga eléctrica numa ampola que contém hidrogénio.1.2. Ultravioleta, visível e infravermelha.1.3. A – n = 1; B – n = 2; C – n = 31.4. 1,94 * 10-18 J

2. 2.1. a) C. b) A.2.2. Emite radiações ultravioletas ou visíveis e ultravioletas.2.3. 1,64 * 10-18 J

3. Lyman – 3 →1 e 5 → 1; Balmer – 5 → 2 e 4 → 2; Paschen – 5 → 3 e 4 → 3

4. O espectro de hidrogénio é descontínuo porque o átomo de hidrogénio só emiteradiações com valores bem determinados de energia: radiações infravermelhas, vi-síveis e ultravioletas.

5.5.1. E2 = – 5,45 * 10-19 J; E3 = – 2,42 * 10-19 J; E4 = – 1,36 * 10-19 J . 5.2. DE = – 4,09 * 10-19 J. A radiação emitida pertence à série de Balmer (radiação

visível).5.3. Correspondem a transições electrónicas de estados de maior energia (n>1)

para o estado fundamental (n = 1).

6. E2 = – 5,40 * 10-19 J (1.º estado excitado).

7.7.1. A – V; B – V; C – V; D – F; E – F; F – F 7.2. O electrão salta para o nível n = 3.

8.8.1. a) A, C, D e E; b) B e F; c) A, B e D; d) C e E 8.2. DE = – 3,03 * 10-19 J

9.9.1. Ei = 2,18 * 10-18 J9.2. Não porque Erad. visível < Ei

9.3. DE = –4,09 * 10-19 J9.4. Erad. inc. = 2,64 * 10-18 J9.5. A transição electrónica a que corresponde emissão de radiação infravermelha

é: n = 4 → n = 3.

10. A – 2; B – 4; C – 1; D – 3

11. n = 2; ¯ = 1; m¯ = –1; ms = + }12} ou n = 2; ¯ = 1; m¯ = 1; ms = +}

12} ou n=2 ;

¯ =1; m¯=0; ms = +}12}

12. D e C.




217

13.13.1. 7N – 1s2 2s2 2p3; 23V – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2.13.2.

14. Crómio.

15.A – F. … ¯ = 1 … . B – V C – F Os electrões de uma mesma orbital são caracterizados por quatro números

quânticos, podendo ser três iguais.D – F. … 5 electrões de valência… .

16. A e C.

17.17.1. III 17.2. I e IV 17.3. II – 1s2 2s2 2p2 17.4. I – Z=17 ou Z = 14

18.PlancK – quantização da energia.Bohr – quantização da energia do electrão no átomo de hidrogénio.Thompson – descoberta do electrão.Rutherford – apresentação do primeiro modelo nuclear.Heisenberg – princípio da incerteza.Schrodinger – caracterização das orbitais pelos números quânticos.

4. TABELA PERIÓDICA – ORGANIZAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS

1. a) Z(Ag) = 47; b) Ar(Mg) = 24,3; c) estado gasoso; d) Pto de fusão(Zn) = 419,73 ºC; e)Pto de ebulição(Br2) = 74,9 ºC; f) R(Li) = 152 pm; g) Ei(Ne) = 3,45 * 10-18 J; h) r(Pb) = 11,40 gcm–3; i) 23V – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2

2. Substâncias elementares – c), d), e) e h). Elementos – a), b), f), g) e i).

3.3.1. A, C e D. 3.2. A, C e D.

4.4.1. 12Mg – 1s2 2s2 2p6 3s2; 11Na – 1s2 2s2 2p6 3s1; 3Li – 1s2 2s1

4.2. Mg – Grupo 2; 3.º Período / Na – Grupo 1; 3.º Período / Li – Grupo 1; 2.º Período 4.3. Na 4.4. Li 4.5. Mg 4.6. Bloco s


E 3d

4s

3p



218

5.A – V D – F. … inferior… .B – F . … grupo… . E – F. … inferior… .C – F. … maior… . F – F. … Y pertence ao bloco p… Z pertence ao bloco s.

6.6.1. É a energia mínima necessária para arrancar o electrão mais externo ao átomo

de Lítio, no estado gasoso e no estado fundamental.6.2.a) O Lítio é mais reactivo do que o Hélio.b)Devido à sua elevada energia de ionização pelo que é muito difícil extrair-lhe o

electrão ±muito pouco reactivo.

7.A – 1,33 * 10-18 J C – 1,31 * 10-18 J B – 2,79 * 10-18 J D – 2,08 * 10-18 J

8. 8.1. 8.2. R(Y) > R(T)A – V D – F 8.3. Ei(X) > Ei(T)B – F E – VC – F F – F

9.9.1. O elemento A pertence ao grupo 14, ao 3.º Período e ao bloco p.9.2. Y = Z(B) = 14 9.3. 11C – 1s2 2s2 2p6 3s1

m¯ = 0

ms = + }12}

9.4. É o átomo C porque os elementos A(Z=14) e C(Z=11) estão situados no mesmo pe-ríodo da TP. O factor determinante ao longo do período, é o aumento da carga nu-clear (este factor é dominante em relação ao factor n.º de electrões de valência quetambém aumenta) ± a força de atracção núcleo – electrões de valência aumenta± a energia necessária para remover o electrão aumenta.

10.10.1. Li 10.3. N3 – 10.5. Mg2+

10.2. F – 10.4. Cl – 10.6. P3-

11.11.1.

n = 3

¯ = 0

adbdc

3s1


15P3-

IÃO

192

RAIO IÓNICO (pm)

17Cl– 181

19K+ 133

20Ca2+ 99


219

11.2. R(P3-) > R(P) 11.3. É o potássio

12.12.1. A – Grupo 14 e 3.º Período; B – Grupo 13 e 3.º Período12.2. R(A) < R(B). Os elementos A e B estão situados no mesmo período da TP. O factor

determinante ao longo do período, é o aumento da carga nuclear (este factorprevalece em relação ao factor n.º de electrões de valência que também au-menta) ± as forças de atracção núcleo – electrões de valência são mais inten-sas ± há contracção da nuvem electrónica ± o tamanho do átomo é menor.

12.3. Ei (A) > Ei (B). Os elementos A e B estão situados no mesmo período da TP. Ofactor determinante ao longo do período é o aumento da carga nuclear (estefactor é dominante em relação ao factor n.º de electrões de valência que tam-bém aumenta) ± a força de atracção núcleo – electrões de valência au-menta ± a energia necessária para remover o electrão aumenta.

13.13.1. a) … inferior … . b) … igual… . c) … superior… . d) … superior… . 13.2. C – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

13.3.

13.4. R(B) < R(C)13.5. Têm carácter não metálico.

14.


D

KP

C

M N B

F

A

L

H D Q

E G

Raio atómico diminui

Energia de ionização aumenta

Raio

ató

mic

o a

um

enta

Ener

gia

de

ion

izaç

ão d

imin

ui

15.15.1. O ponto de ebulição. 15.2. Sim. 15.3. Álcool etílico.

16.16.1. p.f. = -95 ºC; p.e. = 56 ºC 16.3. Acetona.

17.17.2. 158 g.

18.18.1. 7,3. 18.2. Estanho 18.3. Não.O corpo é oco.


220

1.1.1. Big Bang.1.2. Afastamento das galáxias e a identificação da radiação de fundo.1.3. Não dá indicações sobre o limite da expansão do Universo.

2.2.1. a) Conjunto de enxames de galáxias.

b) Conjunto de estrelas, nebulosas, poeiras interestelares, gases.c) Estrela e planetas que giram em seu torno.

2.2.A – Sistema planetárioB – GaláxiaC – Estrela

3. Verdadeira – BA – F… a.l. ou pc.C – F… durante um ano.D – F… UA

4.4.1. 322 K4.2. 3,84 * 108 m 4.3. 2,00 * 1030 kg

5.5.1. 2,2 * 107 km 5.2. 4,5 * 103 h

6.6.1. A – fusão nuclear; B e C – fissão nuclear; D – química 6.2. A

7. A) 11 H B) 4923 V C) +

01 e

8. … ferro… cobalto… hidrogénio… hélio… carbono… oxigénio

9. Indústria, medicina.

10.10.1. Carbono.

11.11.1. A – espectro de absorção: B – espectro de emissão. 11.2. Radiações visíveis. 11.3. Sim, o espectro B.

12.12.2. Não porque Einc< Erem(Cu)± não ocorre efeito fotoeléctrico.12.3. 1,37 * 105 ms-1

13.13.1. Devido ao facto dos iões presentes serem diferentes ± os iões sódio (cor

amarela) e os iões bário (cor verde).13.2. Ião e bário.




221

14.14.1. I – Lyman; II – Balmer.14.2. A – 3 e 2; B – 5 e 2.14.3. 1,94 * 10-18 J.

15.a) B e C b) B e D c) C d) 1215.2. A – 3.º período, grupo 1; B e D – 2.º período, grupo 18; C – 3.º período, grupo 215.3. A, C e E

16.16.1.2.º período, grupo 1a) 1s2 2s1 b)1s2

17. A –2; B – 1; C – 3; D – 4

1. EVOLUÇÃO DA ATMOSFERA

1.1. Dióxido de carbono, vapor de água, metano, amoníaco.1.1. Oxigénio, azoto, hélio.

2. C.

3. B,C, F.

4. Afirmação verdadeira.

5.5.1. Formação de compostos orgânicos e gás utilizado pelos primeiros seres, ori-

ginando a formação de oxigénio.5.2. Gás que permite a existência de vida tal como se conhece. A existência da

grande quantidade de oxigénio obrigou a evolução das espécies primitivas.

6. 3; 2; 5; 4; 6; 1.

7.A – …. água e dióxido de carbono.B – … dióxido de carbono e oxigénio.C – … oxigénio.

8. Azoto – 78,03%; Oxigénio – 20,99%; Árgon – 0,94%; Dióxido de Carbono – 0,033%;Néon – 0,015%; Hélio – 0,000524%; Crípton – 0,00014%; Xénon – 0,000006%.

9. Azoto; Oxigénio; Árgon; Dióxido de carbono; Néon; Hélio; Crípton; Xénon;

10.10.1. CO2 diminuiu 10.2. NH3 diminuiu 10.3. O2 aumentou

11.11.1. Componentes atmosféricos com concentrações muito baixas.11.2. NH3; CH4; SO2; NO2; …


UNIDADE 2 | NA ATMOSFERA DA TERRA: RADIAÇÃO, MATÉRIA E ESTRUTURA



222

12. Poluição, erupções vulcânicas, decomposição orgânica.

13. A – 1,2; B – 2,3; C – 4; D – 4

14. 14.1. Erupções vulcânicas, decomposição de materiais orgânicos, furacões, descar-

gas eléctricas, tempestades de pó e de areia.14.2. Emissão de gases provenientes dos transportes, processos industriais e do-

mésticos, incêndios florestais.

15.15.1. Metano, monóxido de carbono.15.2. Metano – decomposição da matéria orgânica, transportes; Monóxido de car-

bono – Combustões, transportes.

16. Significa Dose Letal, em mg de uma substância, que provoca a morte de 50% dosanimais de uma colónia, por quilograma de massa corporal do animal.

17. A – V

18.18.1. A – 1,7 * 104 mgkg-1; B – 1,7 * 102 mgkg-1

18.2. B porque tem menor DL50.18.3. O animal morreu devido ao facto da sua massa corporal ser menor.

19.19.1. A água oxigenada, porque apresenta menor DL50.19.2. 2100 mg.19.3. Não porque é uma espécie diferente e pode não ter a mesma reacção.

20.20.1. Trióxido de arsénico pois tem menor DL50.20.2. 225 mg.20.3. Afirmação verdadeira desde que a reacção ao trióxido de arsénico seja idên-

tica à dos ratos.

21. Não provoca a morte porque esta só acontece a partir de 156 g. Contudo, altera opoder de concentração e de destreza, entre outros.

22.22.1. 388 mg.22.2. Provavelmente não lhe provocaria a morte.

2. ATMOSFERA: TEMPERATURA, PRESSÃO E DENSIDADE EM FUNÇÃO DA ALTITUDE

3.1. Os constituintes principais em Júpiter, ao contrário dos da Terra, são os gases maisleves.




223

3.2. As atmosferas são diferentes devido aos seguintes factos:– distância relativa dos planetas ao sol;– diferentes características dos planetas, Júpiter é um planeta gasoso e a

Terra é rochoso onde existe água;– existência de vida na Terra.

4.4.1. X – Troposfera; Y – Estratosfera.4.2. A camada X é constituída por azoto, oxigénio, gases raros (gases permanentes),

vapor de água, dióxido de carbono (gases variáveis) e material particulado.4.3. Na camada Y, a temperatura do ar aumenta com a altitude. Este aquecimento

resulta das reacções exotérmicas desencadeadas pela radiação UV prove-niente do Sol e da absorção desta radiação pelo ozono.

4.4. A concentração de ozono é máxima na camada Y.4.5. Na figura deverá constar: Tropopausa – Z – limite superior da Troposfera; Estra-

topausa – W – limite superior da Estratosfera; Mesopausa – T – limite superiorda Mesosfera.

5. A – Troposfera; B – Troposfera; C – Estratosfera; D – Termosfera.

6.6.1. Sobre a superfície terrestre.6.2. Diminui linearmente com a altitude até a3, voltando de seguida a aumentar.6.3. T1>T4>T3

6.4.a) A temperatura diminui devido ao afastamento da superfície terrestre e à dimi-

nuição das radiações infravermelhas.b) A temperatura aumenta devido à interacção radiação-matéria.

7. A – Mesosfera; B – Troposfera; C – Estratosfera; D – Termosfera

8.A – … quantidade química… 6,02 * 1023… .B – … 6,02 * 1023 .C – … massa molar… gmol-1.D – … valor numérico… molecular… atómica… .

9.A – 1,20 * 1024; B – 3,01 * 1023; C – 3,61 * 1024; D – 2,41 * 1024 … 4,82 * 1024

10. B

11. A – 48,0 gmol-1; B –16,0 gmol-1; C –36,5 gmol-1; D –44,0 gmol-1; E –27,0 gmol-1; F – 61,0 gmol-1; G –158,0 gmol-1; H –63,0 gmol-1; I –58,0 gmol-1; J –74,1 gmol-1; K – 96,1 gmol-1; L –285,6 gmol-1

12. a)1,20 * 1024; b) 6,02 * 1022 c) 3,25 * 1022 d) 9,03 * 1023

13. 13.1. 3K+; PO4

3 – ou (K+)3PO43-

13.2. Verdadeiras – B, E; Falsas – A, C, D



224

14.14.1. 265,0 g. 14.3. 115,0 g.14.2. 2,5 mol. 14.4. 1,5 mol.

15.15.1.5,6 dm3. 15.2. 7,8 dm3. 15.3. 33,6 dm3.

17.17.1. 0,43 mol. 17.2. 6,0 * 10-2 gcm-3.

18. 0,71 gdm-3.

19. Hidrogénio.

20. 20.1. 58,2 gmol-1. 20.2. D.

21.21.1.1,38 * 1024 21.3.51,5 dm3 21.5. 8,31 * 1024

21.2. 69,0 g 21.4.1,34 gdm-3

22.22.1. 3,0 * 10-4 mol.22.2. 5,1 * 10-3 g.22.3. A) … igual… .; B) … inferior… .; C) … inferior… .

23.23.1. A – 0,06 mol; B – 0,12 mol; C – 0,19 mol.23.2.

a) 0,12 mol.b) 0.

24.24.1. A densidade do O2 é superior.24.2. A quantidade química é igual à que existia inicialmente em A e em C.

25.25.1. B porque nA= 1,5 mol, nB = 3,0 mol, nC= 0,30 mol, nD = 0,20 mol.25.2. B – iões; C – átomos; D – moléculas.25.3. B – 5,4 * 1024; C – 1,8 * 1023; D – 1,2 * 1023.

26.26.1. 7,5 * 10-1 g. 26.3. 7,2 * 10-2 moldm-3.26.2. 4,3 * 10-3 mol. 26.4. 1,4 * 10-1 moldm-3; 7,2 * 10-2 moldm-3.

27. A – 1; B – 5; C –7; D – 3; E – 6.

28.28.1. 0,67 moldm-3. 28.2. 0,012. 28.3. 3,6%.

29. 29.1. 4,5 mg. 29.2. 3,0 * 10-5 moldm-3. 29.3. 6,0 ppm.



225

30.30.1. 75,6% 30.2. 0,21 30.3. 5829 ppm.

31.31.1.1,7 * 10-8 %. 31.2. 9,8 * 10-5 ppm.

32. 0,14 g 33. 0,74%

34.34.1. 2,16 moldm-3 34.2. 0,958

35.35.1. 8,4% 35.2. 0,07; 093 35.3. 8,0 * 10-4 moldm-3

36. 1 – C; 2 – A; 3 – G; 4 – H; 5 – B

37.37.1. 440 gdm-3 37.2.12,0 moldm-3 37.3. 0,22

38. 0,16 moldm-3

39.39.1. 9,9 g 39.4. 2,71 * 1022

39.2. 0,30 moldm-3 39.5. 125 cm3

39.3. 10,8 g dm-3

40.40.1. 4 vezes. 40.2. 50 cm3 40.3.150 cm3

41.41.1. B. 41.2. 240 cm3

42. 200 cm3

43.43.1. 16 43.2.12,5 cm3 43.3. 187,5 cm3

44.44.1. 21,6 gdm-3 44.2. 7,2 * 1022 44.3 – Vi = 25 cm3; Vágua = 75 cm3

45. C

3. INTERACÇÃO RADIAÇÃO – MATÉRIA

1.1.1. Ionização da matéria; Dissociação das moléculas; Excitação das moléculas.1.2. Ionização da matéria – radiação gama, X e UV muito energético.Dissociação das moléculas – radiação UV.Excitação das moléculas – radiação UV, radiação visível.



AEPTFQ10-P1-15


226

1.3. Radiação visível e infravermelha.

2. 2.1. A – 3,4; B – 4; C – 1,2; D – 4; E – 3,42.2. A < B < C2.3. A e B – Estratosfera C – Termosfera

3. 3.1.

a) A energia absorvida pelas moléculas é igual ou superior à sua energia de li-gação provocando a dissociação da molécula e um par de electrões ligantesé separado, ficando desemparelhado.

b) A energia absorvida é igual ou superior à energia de ionização, fazendo comque um electrão seja "arrancado".

3.2. Radicais – Estratosfera e Troposfera.Iões – Termosfera e Mesosfera.

3.3. Radicais livres – HO•; Cl•; Br•

Iões – O2+, N2

+ e O+

4. HO• é uma partícula muito reactiva que reage praticamente com toda a matéria or-gânica. Os CFC não reagem com o HO•.

5.5.1. 1) … UV …Cl•; 2) UV …; 3) … UV … H; 4) …H• + Cl•; 5) Cl2 …6) CH4 …; 7) … UV … NO; 8) … UV …O•; 9) … radiação … N2

+; 10) O2 … radiação …11) … O- + … O2 .5.2. 9) e 10)

6.

6.1.a) E3 b) E1 c)E2

6.2. E3 – Termosfera e Mesosfera; E2 – Estratosfera e Troposfera; E1 – Troposfera.

7.7.1. Absorção da radiação mais energética.– Evitar que a radiação infravermelha seja emitida para o exterior da atmosfera. – Permite que as radiações rádio sejam reflectidas.7.2. A superfície do planeta aqueceria demasiado durante o dia. À noite haveria um arrefecimento muito acentuado porque as radiações infraver-melhas se escapariam.Não era possível comunicar por rádio.Não existiria a refracção da luz, originando uma iluminação diferente.Não existiria vida no planeta tal como a conhecemos.

8.8.1. Radiação infravermelha, radiação UV menos energética e radiação visível.8.2. Absorvidas: Mesosfera e Termosfera – Radiação X e g; Estratosfera – Radiação

ultravioleta. Reflectidas: Mesosfera – Ondas de rádio.



227

9.9.1. São muito reactivos devido ao facto de terem um electrão desemparelhado

que lhe confere um estado energético mais elevado.9.2. Estratosfera – reacção com o ozono.

Troposfera – limpeza da atmosfera (acção sobre os seres vivos).9.3. O envelhecimento precoce, implicações a nível de doenças, nomeadamente a

diabetes e lesões a nível cerebral, precoces. Cria condições para o apareci-mento de doenças cancerígenas, reumatológicas e cardiovasculares .

10. A – HO•; B – Cl• ; Br•; C – HO•; Cl•; Br•

11. A elevada temperatura deve-se:– Estratosfera – à síntese do ozono que é acompanhada por libertação de energia

térmica.– Termosfera – à colisão de protões e electrões com moléculas de oxigénio e azoto

e outras espécies atómicas.

12. 12.1. A temperatura na Troposfera é inferior à da Estratosfera.12.2. Na Troposfera praticamente não se verifica a síntese do ozono não havendo

grande libertação de energia térmica.

13.13.1. O2, CO e N2

13.2. O azoto é muito estável porque apresenta elevado valor de energia de liga-ção, logo tem uma energia de dissociação elevada.

13.3. Obtêm-se mais facilmente radicais livres do oxigénio do que do azoto porquea energia de ligação do oxigénio é inferior à do azoto.

13.4. E = 23,2 kJ

14.14.1. Energia de ligação (H – O) < Energia de ligação (O – O).14.2. A molécula CH4 porque tem menor valor de energia de ligação (H – C).

15.15.1. Ei = 732 kJmol-1

15.2. N.° de electrões = 1,20 * 1024

15.3. Efotão = 1,22 * 10-18 J

16.16.1. A – V; B – V; C – F; D – V; E – F.16.2. Li; B; Be; C; O; N; F; Ne.

17. 7.1. I2 porque a energia de ligação é a menor.17.2. E = 215 kJ.



228

4. O OZONO NA ESTRATOSFERA

1 – Verdadeiras – C

Falsas:A – … existe na Estratosfera e na Troposfera.B – … a concentração de ozono está directamente relacionada com a concentra-ção de oxigénio na Estratosfera.D – É devido à interacção da radiação com a matéria, que o ozono se forma e se de-compõe.E – O ozono troposférico, em concentração elevada, pode ser nocivo para o homem.

2. A – Troposfera. D – Estratosfera.B – Estratosfera. E – Troposfera.C – Troposfera.

3. Deve ser referido o que entende por "camada de ozono" e qual a sua importânciana absorção de radiações.

4.4.1. 4.2. 4.3. 1 e 3a) 2 e 5 a) 6 4.4. 5 e 6b) 1 e 2 b) 3 e 4

5.5.1. 90%5.2.a) O2 + rad. UV → 2 O; O2 + O → O3 b) O3 + rad. UV → O + O2; O + O3 → 2 O2

5.3. Absorção das radiações.5.4. As reacções são acompanhadas de libertação de calor.5.5. Troposfera.5.6. Irritação dos olhos e vias respiratórias, provoca tosse e dores de cabeça.

6. A – 2, 3 e 5; B – 1 e 5; C – 2, 4 e 6.

7.7.1.a) Estratosfera.b) 4 e 5.c) 2, 3 e 4.d) 1 e 2.e) 1 e 5.7.2.a) Nas reacções 2, 3 e 4 há libertação de energia o que provoca o aquecimento.b) A quantidade de ozono na camada inferior da Estratosfera é menor ± a exten-

são das reacções 2 e 4 é menor ± o aquecimento é menor.

8. 8.1.

a) F; b) C; c) F.




229

8.2.

9. A – 2, 4; B – 1, 2 e 3.

10. 1 – A, B, C, D; 2 – B, E e F

11.11.1. Raio X, RaioY, quase totalidade das radiações ultravioleta e radiofrequência.11.2. Sim, absorve parte da radiação incidente.11.3. O3, O2, N2, NO2, H2O, entre outras.

12.12.1. Só permite a passagem de algumas radiações solares.12.2. Mecânicos e químicos.12.3. Coeficiente que multiplicado por 10 min, indica o tempo médio em que se

verifica a protecção solar.

13.1.13.1.1. Aumentou.13.1.2. Combustíveis fósseis (transportes, centrais termoeléctricas,…) queimadas.13.3. Envio de compostos para a Estratosfera, que reagem com o ozono, aviões su-

persónicos, trovoadas.13.4. Excesso de radiações mais energéticas, que podem provocar:

– Problemas que afectam a nossa saúde (cancro de pele, cegueira,…), mutaçõesgenéticas.

– Efeitos climáticos.– Subida do nível médio das águas do mar, provocando a inundação das

áreas litorais.– Diminuição da fauna marinha.– Destruição das sementeiras e consequente redução das colheitas, etc.

13.2. 0,036%13.3. Sim porque 0,036% > 0,033%

14.14.1. Índice de Protecção Solar, Factor 30 – tempo médio de exposição solar (300

minutos).14.2. Não.

15. 15.1. A sensibilidade da pele e o IPS (Índice de Protecção Solar).15.2.

A – … 300 minutos. B – … 12.


–1,6

“CAMADA DE OZONO”

C

PONTOS

–2,1 D

–2,3 B

–10,6 F

–3,1 E

–4,9 A


230

16.16.1. CFC e Hallons.16.2. CCl2F + rad. → Cl• + CClF; Cl• + O3 → ClO•+ O2

16.3. São compostos muito estáveis que não reagem com os constituintes da Tro-posfera (HO•).

17.17.1. Consomem o ozono estratosférico.17.2. B, D e E. 17.3. A, C e F.

18.

19.A – … diminui… diminui… .B – … aumenta… aumenta.

20. A, D e E. 21. A – 2; B – 1; C – 4

22.22.1. Buraco de ozono.22.2. Descargas eléctricas, CFC, hallons, aviões supersónicos e foguetões.22.3. Naturais – Descargas eléctricas; Antropogénicos – CFC, hallons, aviões super-

sónicos e foguetões.22.4. Sobre a Antárctida.

23.23.1. CCl3F; CCl2F2

23.2. Têm origem nos alcanos; são derivados halogenados.23.3. Pouco dispendiosos; muito estáveis; longo período de vida.23.4. Longo período de vida; muito estáveis.

24.24.1. Clorofluorcarbonetos.24.2. Refrigeração, aerossóis, fabrico de espumas rígidas, …24.3. Hidroclorofluorcarbonetos, hidrogenocarbonetos, hidrocarbonetos, amónia, …24.5.A camada de ozono tem vindo a diminuir devido ao aumento da poluição at-

mosférica e a outros factores antropogénicos. Esta diminuição poderá origi-nar alterações irreversíveis na vida do planeta.

26.26.1.a) 2 b) 1, 2 e 3 c) 9 d) 4, 5, 6, 7, 8 e 9.


Há emissão de SO2

MATERIAIS NATURAIS 1

Utilização de Hallons

Aumento do NO2 na Troposfera C

Aumento de O2 C

Maior duração do dia

Maior altitude C

Maior temperatura

Libertação de "Freons"

C

X

C

2

C

C

C


231

26.2. 1) 1,1 – dicloro – 1,1 – difluormetano; 2) 1 – bromo – 1,1 – dicloro – 1 – fluorme-tano; 3) 1,1,1 – tricloro – 1-fluormetano; 4) propano; 5) 1,1 – dicloro – 2,2,2 – tri-fluoretano; 6) 1,1,1 – trifluoretano; 7) 1,1 – difluoretano; 8) ião amónio; 9) hélio.

27. Os átomos de hidrogénio dos alcanos são substituídos por halogéneos em reac-ções de substituição.

28. A) butano; B) ciclobutano; C) pentano; D) 1,1,1,2 – tetracloroetano; E) 2,3 – dimetilbutano; F) 2-bromopropano; G) 2-cloro-2-fluorbutano; H) heptano;I) 1 – cloro – 1,1 – dimetilpropano; J) 1,3 – dibromociclopentano; K) 1,1,1 – tricloro– 2,2,2 – trifluoretano; L) 1,1 – dicloro – 2,2,2 – trifluoretano

29. A – B –

CH2 CH3

CH3 CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

CH3

CH2 CH2

CH2 CH2C

CH3

CH3

CH3 CH CH2 CH2

CH2 CH3

CH

CH2 CH3

CH3

CH3 CH CH2 CH3

CH3

C5H12CH4


C –

D –

E –

F –

G –

H –

I –

J –

K –

CH3

CH3 CH C CH2 CH3

CH2 CH3

CH2 CH3

CH

CH2 CH

CH2 CH2

CH2 CH3

CH2 CH3

C

Cl

ClF

F

C

Cl

F

F

F

Cl C

Cl

CF

F

F

HC

F

F

L –

C

H

Br C Br

H

H H


232

30.a) 2 – bromopropano; 1,2 – dibromoetano.b) 1,3 – dibromociclopentano.c) 3,3 – dietilexano.d) 3,3 – dietil – 3 – metilpentano.e) 1,2 – dibromoetano

31.a) CH3CH2(CH3)CHCH2CH3 – 3 – metilpentano.b) CH3CH2(CH3)2CCH3 – 2,2 – dimetilbutano.c) CH3(CH3CH2)CCH2CH3 – 2 – etilbutano.

5. MOLÉCULAS NA TROPOSFERA: N2 H2O, CO2 H2 CH4 E NH3

1.A – VB – VC – F. … só os electrões de valência, nomeadamente os electrões ligantes…D – F. … pode ser covalente simples, dupla ou tripla.E – VF – VG – F. … comprimento de ligação.H – VI – F. … é numericamente igual…

2.I – À distância ro entre os núcleos da molécula assim formada chama-se distânciainternuclear de equilíbrio ou comprimento de ligação, que no caso da molécula O2

corresponde a 121 pm.II – Significa que, por cada mole de moléculas de oxigénio (O2) que se formam, li-bertam-se 499 kJ de energia.

3. A – 3; B – 1; C – 2.

4.4.1.

4.2.



O2

MOLÉCULAS

H2

N2

4

N.º DE ELECTRÕES LIGANTES

2

6

8

N.º DE ELECTRÕES NÃO LIGANTES

0

4

O2

MOLÉCULAS

H2

N2

2

ORDEM DE LIGAÇÃO

1

3


233

4.3. É a que ocorre entre os átomos da molécula de hidrogénio (H – H) porquequanto menor é a energia de ligação maior é o comprimento de ligação.

4.4. N2

4.5. H2

5. 5.1. 5.2. O.L. = 15.3. A força de ligação na molécula de Cl2 é inferior à da molécula de oxigénio.

6.6.1. N2± ; F2± ; O2±6.2. F2 porque é a que tem menor ordem de ligação.6.3. F2; O2; N2

6.4 . 47,1 kJ

7.A – F. … é menor … . C – V E – VB – F. … é menor … . D – V

8.8.1. A – B – C – D –

8.2.

8.3. A – ligação covalente tripla (1) B – ligação covalente dupla (2) C – ligação cova-lente simples (3).

8.4. B – linear; 180º; C – piramidal trigonal; 107,3º; D – tetraédrica; 109,5º.

9. A – c – 4; B – d – 1; C – a – 2; D – b – 3.

10.10.1. A – B – C –

10.2.

10.3.a) Ligação covalente simples (3).b) Ligação covalente simples (2).

H P H

H

S H

H

O H

H

H C H

H

H

H N H

H

O C ON N

O OF FN N

CI CI


C

MOLÉCULAS

D

6

N.º DE ELECTRÕES LIGANTES

8

2

N.º DE ELECTRÕES NÃO LIGANTES

0

A

C

MOLÉCULAS

B

Angular

Piramidal trigonal

GEOMETRIA

Angular


234

SOLUÇÕES COMPONENTE DA QUÍMICA11.

11.1.a)

b)

c)

11.2.

12.12.1. 10 12.2. 6 12.3. 4 12.5. Ligação covalente tripla

13. C2H2 / C ≠ C / 120 pm / 812 kJmol-1

C2H4 / C = C / 133 pm / 620 kJmol-1

C2H6 / C – C / 154 pm / 347 kJmol-1

14.14.1. BeH2: ; BH3:

14.2. BeH2: geometria linear (ângulo de ligação 180º); BH3: geometria triangularplana (ângulo de ligação 120º)

14.3. BH3

15.15.1. 15.2. Geometria triangular plana (ângulo de ligação 120º)15.3. Não. O boro tem três electrões de valência e estabelece 1 ligação covalente

simples com cada átomo de flúor, ficando rodeado de 6 electrões e não de 8.

F B F

F

H B H

HH Be H

CH

H

H H109,5°

11.3. 180º

CH4

MOLÉCULAS

CO

8

N.º DE ELECTRÕES PARTILHADOS

6

CH4

MOLÉCULAS

CO

0

N.º DE ELECTRÕES NÃO PARTILHADOS

4

CH4

MOLÉCULAS

CO

Simples (4)

TIPO DE LIGAÇÃO COVALENTE

Tripla (1)


235

16.16.1. PCl3 – geometria piramidal trigonal; BCl3 – geometria triangular plana.16.2. A regra do octeto só se aplica à molécula PCl3.

17. Óxidos – C, E, F, J; Sais – A, B, G; Ácidos – D, I; Hidróxidos – H.

18.18.1.a) C, I, O b) A, D, M c) B, H, N d) J, P e) E, F, G, K, L18.2.a) B, H, N – ácido; J, P – básico. b) B – F–; H – PO3

3-; N – SO42-.

c) B – Ácido fluorídrico; H – Ácido fosforoso; N – Ácido sulfúrico.d) A, B, D, H, M, N.e) C, E, F, G, I, J, K, L, O, P.

19. A – 4; B – 2; C – 1; D – 3.

20.A – Peróxido de magnésio B – Dicromato de potássioC – Dióxido de azotoD – Nitrito de bárioE – Sulfito de amónioF – Sulfureto de zincoG – Hidrogenocarbonato de alumínioH – Fosfato de sódioI – Ácido sulfídricoJ – Óxido de cobre (II)

21.A – Fe2O3

B – Li3PO4

C – NH4NO3

D – K2SO4

E – HNO3 (aq)

F – Al(HO)3

G – CuCO3

H – (NH4)2HPO4

I – H2SO3 (aq)

J – CaO2

K – Na2SO3

22. A – 3; B – 5; C – 2; D – 1; E – 4



236

1.1.1. Oxigénio e azoto.1.2. Dióxido de carbono.1.3. Azoto.1.4. Diminui a concentração de oxigénio e diminui a intensidade das reacções de

oxidação.1.5. Dióxido de enxofre, amoníaco, metano, …

1.6. Naturais – vulcões, decomposição da matéria orgânica; Antropogénicos –queimadas, indústria.

2.a) e b) – fundamentais para a formação de compostos orgânicos e para a libertaçãode oxigénio.c) origina a respiração aeróbica.

3.3.1. 0,25 mgkg-1 3.2. O CO é mais tóxico. 3.3. Não.

4.4.1.Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Termosfera.4.2.a) Troposfera: 0 – 12 km; Estratosfera: 12 – 50 km; Mesosfera: 50 – 80 km; Termos-fera: 80 – 500 kmb) Troposfera: diminui linearmente; Estratosfera: aumenta; Mesosfera: diminui; Ter-mosfera: aumenta.c) À medida que aumenta a altitude, desde a Troposfera até à Termosfera, a pres-são diminui.d) À medida que aumenta a altitude, desde a Troposfera até à Termosfera, a densi-dade diminui.4.3.a) Mesosfera b) Estratosfera c) Termosfera

5.5.1. HO•, Br•, Cl•

5.2. Reage com a maior parte das substâncias que vão para a atmosfera; actuacomo agente de limpeza da atmosfera.

5.3. A, D.

6. Estratosfera – Radiação ultravioleta; Mesosfera – Radiação ultravioleta; Termosfera– Radiação alfa e radiação gama.

7. 7.1.16,0 gmol-1 7.3. a)7,52 * 1023 7.4. 28,0 dm3

7.2. 62,5 moldm-3 b) 3,76 * 1024 7.5. 0,71 gdm-3

c) 3,01 * 1024

8.8.1. 918 g dm-3 8.3. 0,23; 0,77 8.5. 54 m¯8.2. 9,35 mol dm-3 8.4. 43,8 %

9. ppm (K+) = 392 ppm




237

SOLUÇÕES COMPONENTE DA QUÍMICA10.

10.1. CO 10.2. 312 kJ

11.11.1. Absorve as radiações na sua síntese e decomposição.11.2. Abaixamento abrupto da concentração de ozono.11.3. Aumento da quantidade de radiações que atingem a superfície do planeta;

As radiações UV mais energéticas não são absorvidas; Há aquecimento doplaneta.

12.12.1. Muito estáveis; pouco dispendiosos. 12.3.12.2. Provocam a decomposição do ozono.

13.13.1

H C H

CI

F

Ácido carbónico

COMPOSTO FÓRMULA

AgNO3

BaCl2

Fosfato de amónio

Peróxido de alumínio

Hidróxido de cobre (II)

CCl4

2,3 – dimetilpentano

H2S(aq)

Óxido de sódio

Hexano

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH3Br CHCI CH2 CH3

13.2. Tetraclorometano, Hexano, Ciclopentano, 2,3 – dimetilpentano e 1 – bromo –2 – clorobutano.

13.3.Óxidos – Peróxido de alumínio e Óxido de sódio.Ácidos – Ácido carbónico e ácido sulfídrico.Sais – Nitrato de prata, Cloreto de bário e Fosfato de amónio.Hidróxidos – Hidróxido de cobre(II)

14.14.1. ; ; ; ;H C H

H

H

H N H

HN NO O


238

14.2.a) N2 porque entre os átomos de azoto estabelece-se uma ligação covalente tripla± tem maior número de electrões ligantes ± tem maior ordem de ligação± é mais estável.

b) N2

c) O2 porque é a que tem menor ordem de ligação ± tem menor energia de liga-ção ± tem maior comprimento de ligação.

14.3.

1. 1.2. B, C, E.1.2. 1 – C; 2 – B; 3 – A.

2.2.1. Superenxames, Enxames de Galáxias, Galáxias, Estrelas, Nebulosas e Sistemas

Planetários.2.2. a) 3,0 * 103 m; 1,3 * 10-7 UA; 160 km b) 300 K; 350 ºF; 180 ºC2.3. a) 7,9 * 104 s2.3. b) 4,2 * 1016 m

3. 3.1. As reacções nucleares (de fusão).3.2. A – … 3

2 He…g; B – 10 n →+ …

54 Xe + 3 10 n ; C – 2010 Ne + …D – 3

7 Li; E – Ba2+; F – 168 O

3.3. a) A – b) C3.4. B e D – Reacção de fissão; E – Reacção química; A, C e F – Reacções de fusão.

4.4.1. Espectro contínuo de absorção de riscas. 4.2. Hidrogénio.4.3. Após a excitação, por absorção de energia, o átomo de hidrogénio procede à

desexcitação, emitindo energia correspondente à variação de energia dastransições electrónicas entre níveis energéticos.

4.4.4.4.1. M e Z, porque correspondem a transições electrónicas de um nível de ener-

gia superior para n = 2 (Série de Balmer).4.4.2. 1,9 * 10-18 J; Radiação ultravioleta.4.4.3. A.4.5.

PÁGS. 190 – 195QUÍMICATESTE GLOBAL

CH

H

H H109,5°

NHHH107,3°


n = 4

n = 3

n = 2

n = 1

n = `n = 5

a)a)

b)b)

c)c)

E/J


239

5.5.1. A – Espectro descontínuo de emissão; B – Espectro de absorção.5.3. a) Não.

6.6.1.6.1.1. Y 6.1.2. Z 6.1.3. Z6.2. X – 3.º Período, Grupo 16; Y – 3.º Período, Grupo 18; Z – 3º Período, Grupo 26.3. Z 6.4. W – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 6.5. Y

7.7.1. a) Q 7.1. c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 7.3.7.1. b) 6 7.2. Grupo -13; Período – 3º

8.8.1 B, E.8.2. A – 4, 5, 9; B – 2, 4, 5; C – 3; D – 6; E – 1,9

9.

9.9.1. a) A – Troposfera; B – Estratosfera.

b) Variação de temperatura. c) Camada D.9.3. – Diminuição da quantidade de matéria.9.4.1. Significa que em cada 100 dm3 de ar existem 0,033 dm3 de CO2 e que os res-

tantes 99,967 dm3 são dos outros componentes do ar.9.4.2. 1,5 * 10-5 moldm-3

9.4.3. 3,2 * 10-3 g9.5. a) B

b) V(A) = 0,88 V(B)

10.10.1. Filtro de radiação solar.10.2. a) H2O; SO2; O3 b) NH3 c) CH4 d) CO2; N2; O2

10.3.10.3.1. SO2 10.3.2. O3.10.4. I – Propano II – 2 – Cloropropano III – Cicloexano

IV V

11.11.1. As radiações são utilizadas para a decomposição e formação do ozono.11.2. A reacção com os CFC.11.3. E.lig. (O2) > E.lig. (O3); Comp.lig. (O2) < Comp.lig. (O3)11.4. Vantagens – protegem a camada de ozono; Provocam a diminuiçao dos CFC.

Desvantagens – menos estáveis.– mais dispendiosos – alguns acarretam perigo de inflamação.

CH CH3CH

CH3CH3

CH3CI C H

H

CI


Y

SOLUÇÕES


136

1.1.1. A – Sol; B – Gasóleo; C – Luz; D – Lenha; E – Gás; F – Combustíveis radioactivos.1.2. Gasóleo, gás e combustíveis radioactivos.

2.2.1. A indústria.2.2. Combustíveis fósseis, combustíveis nucleares, água e o vento.2.4. Reutilizar, reciclar e reduzir.

3.3.1. Alimentos e combustíveis fósseis.3.2. Renováveis e não renováveis.3.3.a) E. química → E. térmica + E. Luminosab) Do gás para o recipiente e meio ambiente, há transferência de energia térmica e

luminosa.Do recipiente para os alimentos transfere-se energia térmica.

4. A, C e D – Falsas; B – Verdadeira.

5.5.1. Janeiro.5.3. a) Mau isolamento térmico, utilização pouco racional da energia, …b) Rentabilizar a utilização de aparelhos eléctricos, melhorar o isolamento térmico,

usar recursos alternativos, …

6.6.1. Petróleo ou carvão – recursos não renováveis (combustíveis fósseis).6.2.

6.3. Indústria.6.4. A lâmpada de incandescência porque dissipa 95% da energia consumida,

como energia térmica.6.5. Eútil = 4,5 * 1014 J.6.6. Lâmpada fluorescente porque tem maior rendimento.


MÓDULO INICIAL | DAS FONTES DE ENERGIA AO UTILIZADOR

SOLUÇÕES COMPONENTE DA FÍSICA

Transfere-seE. Térmica

Transfere-seE. Cinética

CÃMARA DECOMBUSTÃO

Energia Química transforma-seem Energia Térmica

CALDEIRA

E. Térmica transforma-seem Energia Cinética

TURBINA

E. Cinética

GERADOR

E. Cinética transforma-se E. Eléctrica

REDEDE

DISTRIBUIÇÃOE. Eléctrica


Transfere-seE. Eléctrica

PREPARAR OS TESTESFÍSICA E QUÍMICA 10

137

7.7.1. A – Carvão ou petróleo – recursos não renováveis; B – Água – renovável . 7.2. A – Elevado rendimento; B – Não poluente.7.3. A – Muito poluente, custos elevados; B – Rentabilidade variável.

8.8.1. Há maior consumo de energia do que produção de petróleo.8.2. Utilizando recursos renováveis.8.3. Quanto mais desenvolvidos são os países mais energia consomem.

9. Existe em grande quantidade; é um recurso não poluente; era o fim da emissão deCO2, proveniente dos transportes.

10.

11.11.1. Mar e vento.11.2. Não, porque o vento também pode ser utilizado para fazer mover as pás de

moinhos e a água do mar, através das marés e das ondas, pode ser utilizadapara produzir corrente eléctrica.

11.3. Não poluentes e inesgotáveis.

12.12.1. A maior parte do gás produzido é utilizado no mesmo país.12.2. Acesso mais facilitado, menor custo de transporte.

13.13.1. Apesar de aumentar a produção, o "consumo" energético diminui, assim

como a emissão de CO2, devido à maior utilização de vidro reciclado. 13.2. Para além de diminuir o "consumo" energético evita-se o aumento de vidro

nos depósitos de lixo domésticos e resíduos sólidos.

14.14.1. a) Iluminação e outros usos. b) Cozinha e aquecimento.14.2. Uso racional da energia.14.3. Preservar recursos não renováveis e diminuir a poluição.


Petróleo

FONTE

Gás Natural

Urânio

Vento

Água dos rios

Sol

*

FÓSSIL

*

*

RENOVÁVEL

*

*

*

*

POLUENTE

*

elevada

RENTABILIDADE

elevada

elevada

variável

elevada

variável

elevados

CUSTOS

elevados

elevados

baixos

elevados

baixos

muito poluente


138

15.15.1. Informam sobre a percentagem de energia utilizada na realização da tarefa

respectiva. No caso da máquina de lavar, só é utilizada 45% da energia quelhe é fornecida enquanto que o forno eléctrico utiliza 70%.

15.2. 3,0 * 103 kJ; 1,6 * 103 J.

16. 62,5%.

17.17.1. 30%. 17.2. 575,3 GWh.

18.18.1. 8955 GWh.

19. Rio – Renovável; Marés – Renovável; Petróleo – Combustível fóssil; Madeira – Renovável; Plutónio – Não renovável.

20.20.1. Água, vento, sol, biomassa, biogás, urânio, gás natural…20.2. Água, vento, sol, biomassa, biogás.

21.21.1. … transfere … transforma … . 21.2. … transferida … rendimento … .

22. 22.1. A – 4; B – 5; C – 2; D – 3; E – 122.2.A – Aumento da temperatura das cordasB – Aquecimento da vizinhançaC – Aquecimento das tubagensD – Aquecimento do aparelhoE – Som emitido pela fogueira

23. A peça de metal porque está a temperatura superior à da água e ao arrefecer,transfere energia para a água.

2. CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

1. 1.1.A – Um sistema pode ser aberto, fechado ou isolado.B – … os reagentes e os produtos da reacção.D – … existe troca de energia … .E – … há fronteira que permite a passagem de energia e matéria.1.2. C e F.

2.2.1. Sistema isolado, fechado e aberto.2.3.A – Sistema fechado. C – Sistema aberto.B – Sistema isolado. D – Sistema fechado.




139

3.3.1.Sistema aberto permite a transferência de matéria e energia.Sistema fechado permite a transferência de energia e não de matéria.Sistema isolado não permite a transferência de matéria e de energia.3.2.a) … impermeável … impermeável… .b) … impermeável … permeável… .c) … permeável … permeável… .

4.4.1. As paredes, as janelas e o telhado.4.2. A vizinhança do sistema é o meio envolvente da casa, jardim e terreno anexo.4.3. O sistema é aberto.

5.A – 2 C – 3 E – 1 G – 3 I – 3B – 2 D – 2 F – 2 H – 1

6.6.1.A – Energia química, mecânica, sonora, radiante e térmica.B – Energia química, mecânica, sonora e térmica.C – Energia mecânica.D – Energia eléctrica.6.2 – A,B e C – Energia cinética e potencial; D – Energia cinética.

7. 7.1. A – Carrinho com passageiros + Terra; B – Livro + Terra.7.2. A – Energia cinética e energia potencial; B – Energia potencial.7.3. Através do trabalho.

8.A – F C – F E – V B – V D – F

9.9.1 A energia interna está associada à energia cinética interna e às interacções en-

tre partículas.9.2 Quanto maior a temperatura, maior a energia interna do sistema.9.3 Aumentando a temperatura; aumentando a massa.

10. A energia interna do sistema é uma propriedade do sistema porque sempre que estesofre alterações, a sua energia interna também. A energia interna está associada àmassa que forma o sistema.

11.A – … aumenta … aumenta … mantém-se .B – … aumenta … aumenta … aumentam… .C – … aumenta… .D – … diminui … diminui… .



140

12.12.1. a) Eint.A > Eint.D b) Eint.C < Eint.A

12.2. O sistema que tem mais energia interna é o B porque tem maior massa e estáa temperatura mais elevada.

13.A – Radiação C – Calor E – Radiação e calorB – Calor D – Trabalho F – Calor e trabalho

15. 15.1. 15.2. joulea) C b) B c) D

16. A – … devido à interacção entre sistemas.B – … é a soma da energia cinética e potencial.C – … é a soma da energia cinética interna e potencial interna.D – … rotação e vibração.E – … este tem energia cinética interna e energia potencial interna.F – … está relacionada com a energia cinética interna.

17.A – 1 e 2. B – 1 e 3.

18.a) 200 * 102 J. b) 75 J. c) 1000 J.

19.a) 25 * 103 J. b) 33 * 104J. c) nulo.

20.a) 6,6 * 10-33 J. b) 3,96 * 10-18 J. c) 6,6 * 10-20 J.

21. A radiação electromagnética é caracterizada pela sua frequência.

22.A – … aumenta … frequência … diminui… .B – … aumentar … diminuir … .C – … não … meio … varia… .D – … radiação.

23. a) C; b) B; c) B.

24. C; A; B.

25. Num sistema isolado a energia não varia.

26.26.1. Em(A) = Em(B) = Em(C) = 45 kJ. 26.2. B. 26.3. 25 kJ.

27.27.1. Aumenta. 27.3. 41,8 kJ.



141

28.28.1. Houve dissipação de energia. 28.2. 50 J.

29.29.1. 40 %29.2. a) 150 J. b) 60 J.

30.30.1.37% 30.2. 90 kJ.

31.31.1. Lâmpada fluorescente. 31.2. Através do calor e radiação.

32.32.1. Significa que o secador "consome" 1200 kJ de energia por segundo.32.2. 1,44 * 106 kJ.32.3. Não, é inferior.

33.33.1. Motor eléctrico. 33.2. 5 kJ.

34.34.1. Fogão eléctrico. 34.2. Não.34.3.

35.35.1. 27 kJ. 35.2. a) 108 kJ. b) 81 kJ.

36.36.1. 90 MJ. 36.2. 61%. 36.3. 39%. 36.4. 5400 MW.

37. 1320 W.

38. a) 0,27 A; 0,45 A; 4,5 A. b) 216 kJ. c) 132 W.

39.39.1. 110 W. 39.2. 55 W.

40.40.1. Significa que o aquecedor "consome" 1100 J de energia por segundo.40.2. 5 A.40.3. 1100 V.

Fogão eléctrico

Água

Meioambiente

Rede dedistribuição

Fogão a gásGásbutano

EnergiaEléctrica

E. Térmica

E. Térmica

EnergiaQuímica

Água

Meioambiente

E. Térmica

E. Térmica

E. Luminosa

B –A –



142

1.1.1. Centrais: hidroeléctrica, termoeléctrica, solar, eólica, termonuclear.1.2. Água (rio), combustíveis fósseis, sol, vento, combustíveis núcleares.1.3. Recursos renováveis – água, sol e vento; Recursos não renováveis – combustí-

veis fósseis e nucleares.1.4. 180 GWh.1.5. Termonuclear.

2.2.1. Água e combustíveis fósseis.2.2. Recursos não renováveis tais como o carvão e fuel-óleo (petróleo).2.4. Indústria.

3.3.1.a) Pilhas electroquímicas. c) Extrutura externa do rádio.b) Rádio. d) O meio ambiente.3.2.

3.3. Energia térmica. 3.4. 120 Wh por hora. 3.5. 90%.

4. 4.1. Indústria. 4.3. É muito menor. 4.5. Reutilizar, reduzir, reciclar.4.2. Não. 4.4. Água e combustíveis fósseis.

5.5.1. A – Sistema fechado; B – Sistema isolado; C – Sistema aberto.5.2. Motor. 5.3. Pilha.

6. A, C e E

7.7.1. 1200 J.7.2. 1200 J.7.3.a) Verifica-se um aumento da energia interna.b) Verifica-se que não há alteração da energia do sistema.c) Verifica-se uma diminuição da energia mecânica do corpo M.

8. A – 3; B – 1; C – 2; D – 1.

9. A – Trabalho …; B – Calor e radiação …; C – … radiação; D – … trabalho; E – … electromagnéticas … ; F – … do tempo; G – … pode… .

Rádio

Som30% de energia

Aquecimento

70% de energia

Pilhas100% energia




143

10. 10.1. 1,1 * 108 W.10.2. 9,5 * 103 GJ.10.3. 25,3 h.10.4. 2,0 * 1013 J.

11.11.1.

11.2. Devido a haver dissipação de energia.11.3. Vantagens – não poluente, utilização de recurso renovável.

Inconvenientes – não tem uma produção contínua, depende das condiçõesatmosféricas

12. B e C.

13.13.1. Energia transferida entre sistemas com características electromagnéticas.13.2.a) A energia da radiação é directamente proporcional à frequência.b) A energia da radiação é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

1. ENERGIA – DO SOL PARA A TERRA

1. D.

2. A – 1; B – 2; C – 2; D – 2; E – 3.

3.3.1. … constante … igual… . 3.3. … superiores… absorvidas… .3.2. … termodinâmico… . 3.4. … atmosfera… na água…

4. Verdadeiras – A e F; Falsas – B, C, D e E.


UNIDADE 1 | DO SOL AO AQUECIMENTO


Transfere-seE. Potencial

gravíticaTransfere-seE. Cinética

ALBUFEIRA

E. Potencial gravítica da água

CONDUTASE. Potencial gravíticatransforma-se em E.

Cinética da água

TURBINA

E. Cinética

GERADOR

E.Cinética transforma-se E. Eléctrica

REDEDE

DISTRIBUIÇÃOE. Eléctrica


Transfere-seE. Eléctrica


144

6. 6.1. A e B.6.2. Sistema onde se verifica apreciável variação de energia interna – variação de

temperatura.

7.7.1. Reflexão e absorção.7.2. Reflexão – permite que a Terra seja observada no espaço.

Absorção – permite o aquecimento da superfície terrestre.

8. Os corpos emitem radiações que são possíveis de visualizar através de películas defilme, sensíveis a radiações infravermelhas.

10. Energia emitida pelos corpos das pessoas.

11.11.1. B11.2. É menor11.3. Um bom absorsor é um bom emissor. A lata B pode ser considerada como

um corpo negro.

12.12.1. Absorção, reflexão e dispersão.12.2.

12.3. Absorção e reflexão – atmosfera e superfície terrestre.Dispersão – atmosfera.

13.13.1. Conforme a temperatura da região, a cor e o estilo do telhado são distintos.13.2. a) frios. b) quentes.

15.15.1. a) B. b) C. c) A. 15.2. A.

16. C. 17. B.

19. A – Ozono; B –Corpo escuro; C – Parede de uma casa.

20. I, VI e VIII.

30%

17%

50%

3%

100%



145

21.21.1. 32,6 W. 21.3. Aumenta.

22.a) 100 W. b) 2274 K.

23.23.1. C.23.2. A potência de C é maior do que a de A.23.3. 1,09.23.4. 3,78 * 105 W.

25.25.1. Vermelha, verde e azul. 25.2. Mais quente.

27.27.1. I – B; II – A; III – C.27.2. Sim, utilizando detectores de radiação infravermelha.

28. A – 3, B – 2, C – 1, D – 4, E – 5

29. Azul.

30. Sim, desde que esteja no estado líquido.

31.31.1. D e E. 31.2. B e C.

32. A – Falsa. … quando a energia absorvida é igual à emitida.B – Falsa . … se as temperaturas forem iguais.C e D – Verdadeiras.E – Falsa. … o metal não está em equilíbrio térmico com a água.

33.33.1. A e D. 33.2. A taxa de absorção é maior do que a de emissão.

35. TA= 0º C; TB = 0º C.

37.37.1.


2153

PODER EMISSOR

137

157 499

PODER REFLECTOR

239 103

AEPTFQ10-P2-10


146

37.2. Mercúrio – 441 K; Terra – 255 K; Vénus – 229 K.37.3. Devido ao efeito estufa.

38.38.1.

A – Diminui; B – Aumenta; C – Diminui. 38.2.

A e C – Poder emissor – Diminui; Poder reflector – aumenta.B – Poder emissor – Aumenta; Poder reflector – diminui.

39.39.1. Fonte de energia eléctrica.39.2. Vantagens – Custos baixos; podem ser colocados em pontos remotos.

Inconvenientes – Sujeitos às condições atmosféricas.

40.40.1. 630 W. 40.2. 4000 J.

41. 3,6 m2.

42.42.1. Máquinas de calcular, postos de comunicação… 42.2. A área do painel aumenta com a potência do aparelho.

43.43.1. A e C. 43.2. a) 38 ºC. b) 40 ºC.

44. 1173 kg.

45.45.1. 294 K.45.2. 5,5.

2. A ENERGIA NO AQUECIMENTO/ARREFECIMENTO DE SISTEMAS

1.a) A e D – Condução; B e C – Convecção.c) A convecção faz-se através do deslocamento de matéria o que não acontece na con-

dução. A condução ocorre nos sólidos enquanto que a convecção ocorre nos fluidos.

2. 1 – B e C; 2 – A, D e E.

3. A, C e D.

4. A – Correntes de convecção F – Correntes de convecçãoB – Condução de calor G – Condução de calorC – Condução de calor H – Correntes de convecçãoD – Correntes de convecção I – Correntes de convecçãoE – O ar frio é mais denso que o quente.




147

5.

7.1. Sim7.2. a) e b) – Por convecção nos líquidos e condução nos recipientes.7.3. Condução.

8.8.1.

8.2. Dia – O maior aquecimento da areia (solo), origina maior temperatura do arque, por convecção se desloca para o mar, onde a temperatura é inferior.

Noite – O arrefecimento lento da água faz com que o ar esteja mais quente, fa-zendo com que se desloque para a Terra.

8.3. A areia tem maior condutividade térmica.

9.



148

10. C 11. A e D

12. 12.1. As percentagens de dissipação de energia são diferentes porque os materiais

têm condutividades térmicas diferentes.12.2. Nas casas actuais, colocam-se paredes duplas e vidros duplos para diminuir a

sua condutividade térmica .

13. 13.1. Os ovos do recipiente A. 13.2. Sim.

14.14.1. 96,4 W14.2. a) Duplica. b) Diminui para metade. 14.3. Com a barra de alumínio.

15.15.1. A -160 W; B – 75 W 15.2. B

16. Fibra de vidro.

17.A – Colher de pau; B – Frigideira de cobre; C – Chávena de vidro; D – Isolamento decortiça.

18. A = 3 m2

19.19.1. b). 19.2. c).

21.21.1. 1,5 * 10-2 W. 21.3. 27.21.2. Da esquerda para a direita. 21.4. Não.

22.22.1. k = 395 Wm-1 K-1 22.2. Cobre.

23.23.1. 133,3 Wm-1 K-1. 23.2. 160 W.

24.24.1. Cobre. 24.2. c).

25.25.1. Diferentes materiais.

26.A – Usa-se a colher de prata porque a prata é um bom condutor térmico.B – O pano de lã é um mau condutor térmico.C – Assim, formam-se camadas de ar, o qual é isolador térmico.D – O metal é bom condutor, o que significa que aquece depressa. A porcelana é

má condutora, logo arrefece lentamente.

27. O Tiago porque o espeto, sendo de pau, não transmite tão rapidamente o calorpara o interior da carne.



149

28. I – 2; II – 4; III – 1; IV – 3

30.

30.1. a) Formam-se bolhas de gás. b) O gás expande-se.

30.2. a) Ao agitar, realiza-se trabalho sobre o sistema, aumentando a energia interna,o que origina um aumento de temperatura.b) A pressão diminui e o sistema realiza trabalho sobre o exterior.

31. A, B e D. 32. I – D; II – B; III – A; IV – C

33.

34.34.1. 0,2 m3. 34.2. 2,0 * 104 J. 34.3. – 1,8 * 104 J.

35. 35.1. DEi = 0.35.2. – 200 kJ.35.3. Ao receber calor, o sistema tem que realizar trabalho sobre a vizinhança.

36. 1 – C; 2 – A; 3 – D.

37. B e E. 38. Segundo a 2.ª Lei da Termodinâmica. 39. A – IV; B – II.

40.a) … calor … trabalho. … irreversível … .b) … trabalho … frigorífica.c) … quente … fria.

41.41.1. Máquina térmica. 41.2. 40%.

42. 42.1. 350 J. 42.2. 35%. 43. 500 J.

44.44.1. 8750 J. 44.2. 5250 J.

45.45.1. h = 45%. 45.2. W = 450 kJ.


Agitar uma garrafa de coca-cola

DEi = R DEi = Q DEi = W DEi = PDV DEi = O

**

**

*

Sistema isolado

Aumento lento do volume de um gás

Aquecimento de pão com uma lâmpada deinfravermelhos

Aumento da temperatura através de uma resistênciaeléctrica

*

Gás encerrado num recipiente de paredes rígidas


150

46.46.1. A – Térmica; B – Frigorífica. 46.2. A – 70%; 3. 46.3. 1,3 * 107 J.

47.47.1. Porque transforma calor em trabalho.47.2. Fonte quente – alimentos, reservas energéticas.

Fonte fria – meio ambiente.

48.48.1. A. 48.2. D.

1.1.1. O balanço energético é nulo; a quantidade de energia recebida é igual à emitida.1.2. Todos os corpos emitem radiação.1.3. Apesar da sua temperatura média não variar, ao longo do dia a temperatura

oscila consideravelmente – diferença entre o dia e a noite.

2.2.1. A – III; B – II; C – I 2.2.

3.3.1. C < A < B.3.2. B porque tem maior potência irradiada.3.3. B porque emite maior energia por unidade de tempo.

4.4.1. A porque o seu pico encontra-se mais próximo da zona IV.4.2. A – Vermelho; B – Violeta.4.3. É possível identificá-lo através das radiações infravermelhas emitidas porque estas

têm comprimentos de onda inferiores aos das outras radiações emitidas pelos ob-jectos, uma vez que o Homem se encontra a uma temperatura superior.

5.5.1. B e D porque estão à mesma temperatura.5.2. O pato deveria fornecer calor à água até que ambos ficassem à mesma tempe-

ratura.

6. 6.2; 6.3; 6.5.

t/min

θ/°C




151

7.7.1. Poder emissor = 223 Wm-2; T = 250 K ou u = – 23 ºC7.2. A temperatura real é superior à determinada devido ao efeito estufa.7.3. P = 412 W.

8.8.1. A – Condução; B e C – Convecção.8.2. Condução – ocorre em materiais sólidos sem transporte de matéria.

Convecção – ocorre em materiais fluídos onde se verifica alteração de densi-dade, deslocando a matéria.

9.9.1. = 2,24.

9.2. O melhor condutor térmico é o A porque é o que tem maior condutividade.

10.a) W = 70 J. b) Q = – 184 J. b) DEi = –114 J.

11.11.1.

a) Através do trabalho realizado pelas pás.b) Aumento da temperatura.

11.2. B.

12.12.1. 334 kJ12.2. h = 61,9%12.3.

13.13.1. A – Máquina frigorífica; B – Máquina térmica.13.2. A – 2,3; B – 25%

5600 J

540 000 J Chaleira200 000 J334 400 J

Recipiente

Ambiente

Água

KA}KB



152

1. TRANSFERÊNCIAS E TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIA

1.1.1. Sistemas complexos porque são, simultaneamente, sistemas termodinâmicos e

mecânicos.1.2. Transformações de energia:

Transformação de energia potencial química em energia mecânica e energia in-terna. Transferências de energia: – entre os diferentes componentes do motor ± transf. de energia mecânica, tér-

mica,…– entre as turbinas e o ar ± transf. de energia mecânica e térmica.– entre o motor e o meio ambiente ± transf. de energia térmica.– entre o motor e a carroçaria/fuselagem ± transf. de energia térmica

1.3 – Energia útil – trabalho realizado por cada um dos sistemas em movimento.

2. A – 2; B – 1; C – 1; D – 2; E – 2.

3. D.

4. 4.1. B. 4.2. D.

5.5.1. Motor – Energia química Æ Energia mecânica + Energia interna

Sistema de transmissão – Energia mecânica Æ Energia interna.5.2. Escape; Refrigeração; Sistema de travagem.

7.A – F … e mecânico.B – V C – F … é na maior parte dissipada como calor.D – V E – F … aumenta a energia interna.F – F … verifica-se em todas as peças que possam ter fricção.G – F … é energia dissipada.H – V

8.8.1. A energia mecânica transforma-se em energia interna.8.2. O atrito faz aumentar a energia interna dos pneus e do asfalto.

10.10.1. D e E.10.2. No seu movimento de translação em torno do Sol.

11.11.1. Variação de temperatura e a flexibilidade do automóvel.11.2. Porque não influencia o movimento de translação.


UNIDADE 2 | ENERGIA EM MOVIMENTOS



153

12.12.1. Não porque as ligações são deformáveis e não se pode desprezar a flexibili-

dade do sistema.12.2. Não.

13. A.

14.14.1. Massa igual à do sistema; força resultante aplicada no centro de massa; movi-

mento de translação pura com velocidade igual à de todas as partículas cons-tituintes do sistema.

14.2. Sistema rígido; indeformável; a variação de energia interna é desprezável.

15.15.1. C e D.15.2. a) F#$ das situações C e D; F1

#$ da situação E. b) F2#$ da situação E

16. Verdadeiras – D e F; Falsas – A, B, C e E

17.17.1. a) Força de tracção; b) Força de atrito.17.2. O balde pode ser representado pelo centro de massa enquanto que o sarilho não.

18. A, D.

19.19.1. I porque o corpo tem movimento de translação.19.2. F1

#$

20.20.1. 1) 20 N; 2) 16 N; 3) 10 N; 4) 16 N; 5) 0 N; 6) 20 N; 7) 20 N; 8) 0 N; 9) 16 N; 10) 17 N.20.2. 1); 6); 7).

21.21.1. Fef 1 = 20,0 N; Fef 2 = 10,6 N; Fef 3 = 0,0 N; Fef 4 = 20,0 N.21.2. Da esquerda para a direita.

22.22.1. a da situação (III).22.2. os das situações (I) e (IV).22.3. o da situação (III).22.4. o da situação (II).

23. B. 24. Rodolfo – (B); Ricardo – (A); Tiago – (C). 25. O carrinho (II).

26. B.

27.27.1. 17,3 N; 12,0 N; 15,0 N.27.2. 346 J; 246 J; 300 N.



154

28.28.1.

a) F3#$…

b) F4#$ e F5

#$… F1#$ e F2

#$ … .

c) F1#$ … maior.

28.2. F4#$< F2

#$< F5#$

28.3. F2#$ – II; F4

#$ – I; F5#$ – III

29.

29.1. A. 2500 J; B. –2500 J; C. 1997 J; D. –1250 J; E. 1915 J; F. 855 J; G. 0 J; H. –1915 J.29.2. A, C, E e F – motor ou potente; G – nulo; B, D e H – resistente.

30. 30.1. W F1

#$ = – 250 J; WF2#$ = 433 J; W F3

#$ = 125 J.30.2. F1

#$ porque tem sentido contrário ao do deslocamento.

31.31.1. WF(A)

#$ > WF(B)#$ 31.2. 11 660 J.

32. W = 1,5 J.

33.33.1. potente ou motor; resistente. 33.2. 0,15 J; – 0,60 J.

2. A ENERGIA DE SISTEMAS EM MOVIMENTO DE TRANSLAÇÃO

1. 1 – A, B, D e G; 2 – C e F; 3 – E 4. A – 7; B – 3; C – 1; D – 8.2. A – 2; B – 1; C – 1; D – 1; E – 3 5. A – F; B – F; C – F; D – V; E – F; F – F; G – V; H – V; I – F.3. D. 6. B, D, E e F.

7. 8.8.1. … aumenta… diminui… .8.2. … diminui… aumenta… .8.3. … mantém-se8.4. … nula.8.5. … nula.8.6. … metade… .

9.I – … se não houver atrito e se F#$r tiver osentido do movimento.II – … pode aumentar se F#$r tiver o sentidodo movimento.III – … se desprezar a resistência do ar.IV – … realiza trabalho o peso e a forçade atrito.



= 0

DEm

= 0

< 0

DEp

= 0

> 0

DEc

= 0

= 0

= 0

< 0

> 0

> 0

< 0

< 0

< 0

> 0

= 0

< 0

< 0

< 0

< 0

< 0

> 0

> 0

< 0


155

10. Falsas – A, C, D, E ; Verdadeiras – B e F.

11.a) de baixo para cima. c) o corpo sobe o plano inclinado.b) o corpo sobe o plano inclinado . d) o corpo desce o plano inclinado.

12.12.1.a) 1299 J. 12.2. 549 J.b) –500 J. 12.3. 46,9 m s-1.c) –250 J. 12.4. 549 J.

13.

13.1.13.2.a) 125 N. c) –2500 J. e) 14,1 ms-1.b) 2500 J. d) 2500 J.

14.14.1. 800 N.14.2.a) 1,5 * 104 J b) –1,2 * 104 J. 14.3. 3,0 * 103 J.

15.15.1.a) 2,0 J.b) –2,0 J.15.2. a) potente ou motor. b) resistente.

16 .16.1.12 N. 16.2.180 J. 16.3. –180 J. 16.4. vB = 13 ms-1.

17. 17.1. A) W F#$ = F * Dr B) W F#$ = F * Dr * cos a17.2. A e B ±WP#$ = 0 J

18.18.1.16 N. 18.3. 520 J. 18.5. 200 J.18.2. –200 J. 18.4. 320 J. 18.6. 18 ms-1.

19.19.1. 0 J; 100 J; –100 J; 50 J; –50J19.2. I – nulo; II e IV – motor; III e V – resistente19.3. 0 J ;–100 J; 100 J; –50J; 50J

20.20.1. –300 J. 20.2. 60 J. 20.3. 120 N. 20.4. 300 J.

21.21.1. 18,0 J. 21.2. 12,0 J. 21.3. 30,0 J. 21.4. 11,5 N.

22.22.1. 250 J. 22.2. – 250 J. 22.3. 100 N.

P

Rn



156

23.23.1. –1500 J. 23.2. 2 N. 23.3. 12 ms-1.

24.24.1. 320 N. 24.3. 3600 J. 24.5. nula.24.2. 10 m. 24.4. –3200 J 24.6. 40 N.

25.25.1.1,1 N. 25.2. –20,0 J. 25.5. 21,7 ms-1.

26.26.1. 25 J. 26.3. –17 J. 26.5. 17 J.26.2. 14 ms-1. 26.4. 2 N.

27.27.1.a) 9,6 * 102 J. c) 7,2 * 102 J. 27.2. Falsas – B e D; Verdadeiras – A e C.b) 2,4 * 102 J. d) 19 ms-1.

28.28.1. 1,5 J. 28.3. 3,5 ms-1. 28.5. 1,5 m.28.2. 0 J. 28.4. –1,5 J.

29.29.1. b) 200 J. 29.2. Não, porque EmB

< EmA.

a) 200 J. c) 8,9 ms-1.

30. 30.2.30.1. 0,3 m. a) 3,1 J. b) 1,6 N.

31.31.1. 12 J. 31.3. Sim, houve atrito (EmC

< EmB).

31.2. 4,9 ms-1. 31.4. –17,4 J.

32.32.1. 3464 J. 32.2. 3480 J. 32.3. 26,4 ms-1.

33.33.1. 62,5 J. 33.2. 1,25 m. 33.3. 2,24 ms-1.

34.34.1. 2,5 J.34.2. vB = 8,9 ms-1; vC= 4,4 ms-1; vD = 10 ms-1; vE= 6,3 ms-1.34.3. 1,5 J. 34.4. 2,5 J. 34.5. 2,5 J. 34.6. 2,5 m.

35.35.1. 31,6 ms-1. 35.2. 46,8 m.

36.36.1. A – F. … nula. B, C e D – Verdadeiras.E – F. … igual à energia potencial gravítica em C.36.2.a) 3,2 ms-1. b) –300 J. c) 0,5 m.



157

37.37.1. 4 J. 37.3. 4 J. 37.5. 0 J.37.2. 2 ms-1. 37.4. 3 J.

38.38.1. 10 ms-1. 38.2. 9,7 m. 38.3. –3000 J.

39.39.1. 1,5 m. 39.2. 5 ms-1. 39.3. –4 J.

40.40.1. –60 J. 40.2. –60 J. 40.3. 62,5%.

41. 72%.

42.a) 18 J. c) 0,5 N.b) –2,0 J. d) 90%.

43.43.1. 3,6 * 102 J. 43.3. 80 J. 43.5. 3,2 * 102 J.43.2. –2,4 * 102. 43.4. 5,2 ms-1. 43.6. 22%.

44.44.1.

a) 399 J. b) 399 J. c) 80 W.

44.2.a) 384 J. b) –384 J. c) –15 J. d) 96%.

45.45.1. 3,8 * 103 J. 45.2. 6,2 * 102 J. 45.3. 5,8 * 103 J.

46.46.1. 3,9 * 105 J. 46.2. 65%.

1. A – 1; B – 1; C – 2; D – 2; E – 1; F – 2; G – 3.

2. C.

3. Deve referir o aumento da energia interna.

4.4.1. A porque o sistema é indeformável.4.2. c).4.3. a) Variando as bases, faz-se variar a intensidade da força de atrito e como esta é uma

força dissipativa, permite analisar a variação da energia interna.b) Não.




158

5.5.1. BC e DE.5.2. DE porque a força eficaz é superior.5.3. O trabalho é nulo porque a força é perpendicular ao deslocamento. A energia varia

porque há outras forças que actuam na mala, realizando trabalho, nomeadamente,a força que faz deslocar a mala na horizontal.

6.6.1. a) F2

#$. b) F4#$. c) F1

#$.

6.2. a) F3#$. b) F1

#$. c) F4#$.

6.3. Porque é a força que tem maior componente eficaz.

6.4. WF#$1– nulo; WF#$2

e WF#$3– resistente; WF#$4

– potente.

7.7.1. a) 66 J. b) 1,8 * 104J.7.2. –1,5 * 104J.7.3. Diminui a energia dos seus centros de massa.

8.8.1.

8.2. Situações IV e V.8.3.

9. A-III; B – II; C – III; D – II; E – I.

10. Verdadeiras – C; E; F Falsas – A; B; D; G.

11. 11.1. 4,0 * 102 J; 3,5 * 102 J. 11.3. 10 ms-1.11.2. 7,5 * 102 J. 11.4. 75 N.

12.12.1. –1,6 * 105 J. 12.2. 1,6 * 103 N. 12.3. 1,6 * 105 J.


I

SITUAÇÃO

II

1,5 * 102

WF1#$ (J)

1,3 * 102

0

WF2#$ (J)

–3,8 * 10

III 7,5 * 10 6,5 * 10

IV –7,5 * 10 3,8 * 10

VI 1,2 * 102 –4,5 * 10

V –1,5 * 102 4,5 * 10

SITUAÇÃO FORÇA DISSIPATIVA

F2#$

F2#$

FORÇA QUE NÃO ALTERA AENERGIA DO CENTRO DE MASSA

IV

V F1#$

III

F2#$


159

13.13.1. 10 m. 13.2. 16 ms-1. 13.3. 10 m.

14.14.1. 2,0 N. 14.2. WF#$ = 2,0 * 102 J; WF#$a

= –1,0 * 102 J. 14.3. 29 ms-1. 14.4. 17 J.14.5. 5,8 N.

15.15.1. De B para C. 15.2. F1

#$. 15.3. –1,0 * 102 J. 15.4. 2,5 * 10 N.

16.16.1. 18%. 16.2. A.

1.1.1. Sistema onde há considerável variação de temperatura.1.3. 255 K.

2.2.1. T1 > T2

2.2. T1 Amarelo / T2 – Vermelho.

3.3.1. Ferro e éter.3.2. Ferro – Condução; Éter – Convecção.3.3.A – … ferro … madeira… .B – … éter … água… .C – O ferro … éter… .3.4. B.

4.4.1. 40,0 ºC4.2. 0,64 J

5.5.1.

5.2. 800 J.

6. A – 5; B – 2; C – 4; D – 1; E – 3.

7.7.1. Complexo.7.2.

Máquina

W

QqQf

PÁGS. 128 – 131FÍSICATESTE GLOBAL



160

7.2.1. Provocam o aumento da energia interna.7.2.2. Provocam a diminuição da energia mecânica.7.3.a) a massa do corpo está toda concentrada no centro de massa; todas as partículas

tem movimento de translação pura, não é flexível,…b) –2,4 * 106 J. d) 7,2 * 102 N.c) 1,1 * 107 J. e) – 1,1 * 107 J.

8.8.1.a) 0,64 m.b) 2,5 ms-1.8.2.a) … cinética … potencial.b) … potencial … cinética.c) … potencial … cinética … potencial.8.3. A variação de energia mecânica é nula porque no sistema só actuam forças

conservativas.8.4. a) vmáx. (K). < vmáx. (P). b) Não.

9.9.1.a) 1,4 * 105 J.b) –1,2 * 105 J.9.2 motor; resistente.9.3. 100 N.

10.10.1. A bola.10.2. – 80 J.10.3. vbola = 18 ms-1; vboneca = 14 ms-1.10.4. 11 ms-1.

11. 71%.

12. 1 – A,B; 2 – A, B, C; 3 – A, C, D.

13.13.1. W»P = 241 J; W»F2

= 866 J; W»F1= –1000 J;

13.2. 10,3 ms-1.

14. 450 N.


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