2020 1 Fase Prova Escrita de FQ A
4 Comment= s / Autor: / 9 Julho, 2020
- Prova Escrita de F sica e Qu mica A vers o 1
- <= span style=3D'font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fare= ast-font-family: "Times New Roman";mso-font-kerning:0pt;mso-ligatures:none;mso-bidi-lan= guage: HE'>Prova 715:&nb= sp;1. Fase 2020
Nota: A prova inclui 8 itens, devidamente identificados no enunciado, cujas r= espostas contribuem obrigatoriamente para a classifica o final (itens I ‒ 2.1., I ‒ 3.1., I ‒ 3.2.1., II ‒ 1.3.1., II ‒ 2., III ‒ 3., IV ‒ 2. e IV ‒ 5.2.).
Dos restantes 18 itens da prova, apenas contribuem par= a a classifica o final os 12 itens cujas respostas obtenham melhor pontua o.
GRUPO I
Recriando uma das famosas experi ncias realizadas por Galileu, estudou-= se o movimento de transla o de uma esfera largada sobre um plano inclinado.
Considere que a esfera pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da part cula material).
Admita que, em cada ensaio realizado, o m dulo da velocidade da esfera aumentou proporcionalmente com o tempo decorrido e que a resultante das for as de atrito que atuaram na esfera n o foi desprez vel.
- 11 ano F sica Dom nio 1 subdom nio 2 (Intera es e os seus efeitos)
1. Qual dos diagramas pode representar, na mesma escala, as for as q= ue atuam na esfera durante a descida no plano inclinado?
=
2. Na recria o da experi ncia de Galileu, foi utilizado um plano inclinado, de comprimento L, que est esquematizado na Figura 1.
Em dois dos ensaios realizados, a esfera foi largada de duas posi es diferentes, A e B, tendo-se medido o tempo que a esfera demorou a atin= gir a posi o C.
- 10 ano F sica subdom nio 1 (Energia e movimentos)
2.1 O trabalho realizado = pela for a grav tica que atua na esfera, desde a posi o de onde largada at posi o C, da posi o inicial da intensidade da resultante das for as de atrito que atuam na esfera.
(A) depende e depende
(B) depende e n o depen= de
(C) n o depende e depen= de
(D) n o depende e n o depende
2.2 Considere que tA e tB s o os tempos que a esfera demora a atingir a posi o C quando largada das posi es A e B, respetivamente.
Determine o quociente desses tempos.
Mostre como chegou ao valor solicitado.
=
3. Os tempos de descida da esfera sobre o plano inclinado foram medi= dos indiretamente a partir dos volumes de gua vertidos por uma bureta.
Assim, em cada ensaio realizado, abriu-se a torneira da bureta no instante em que a esfera foi largada sobre o plano inclinado e fechou-se a torneira da bureta no instante em que a esfera atingiu a b= ase do plano.
- 10 ano Qu mica Dom nio 1 subdom nio 1 <= /span>(Massa e ta= manho dos tomos)
- 10 ano Qu mica A.l. 1.1 Volume e n mero de mol culas numa gota de gua
3.1 Na Figura 2, reproduzem-se duas fotografias (I e II) de parte da bureta, graduada em cm<= /span>3, nas quais se observa o n vel da gua no in cio (I) e no final (I= I) de um dos ensaios.
Qual foi o volume de gua escoado nesse ensaio?
Apresente o valor solicitado com o n mero correto de algarismos significativos.
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
3.2 Considere que, nos ensaios realizados, a bureta vertia, aproximadamente, 1,6 cm3 de gua em cada segundo.
A massa vol mica da gua, nas condi es em que foram realizados esses ensaios, 1,0 g cm-3= .
- 10 ano Qu mica Dom nio 1 subdom nio 1 <= /span>(Massa e ta= manho dos tomos)
- 10 ano Qu mica A.l. 1.1 Volume e n mero de mol culas numa gota de gua
3.2.1 Quantas mol culas de = gua foram, aproximadamente, vertidas pela bureta em cada segundo?
(A) 6,8 x 1024
(B) 9,6 x 1023
(C) 3,8 x 1023
(D) 5,3 x 1022
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
3.2.2 Na tabela seguinte, e= st o registadas as dist ncias, d, percorridas pela esfera, largada de diferentes posi es sobre o plano inclinado, e os volumes, V, de g= ua vertidos at a esfera atingir a base do plano.
Determine o m dulo da acelera o da esfera, em m s-2, a partir da equa o da reta de ajuste a um gr fico adequado.
Na resposta:
apresente uma tabela com os valores a utilizar na constru o do gr fi= co, identificando as vari veis consideradas;
apresente a equa o da reta de ajuste a esse gr fico;
calcule o valor solicitado.
Explicite o seu racioc nio, indicando todos os c lculos efetuados.=
GRUPO II
1. Na Figura 3, apresentam-se os gr ficos do m dulo da velocidade, v= , de duas gotas de gua, A e B, de diferentes di metros, em queda vertical,= em fun o da dist ncia, d, percorrida pelas gotas.
Considere que as gotas de gua podem ser representadas pelo seu centro = de massa (modelo da part cula material).
- 11 ano F sica Dom nio 1 subdom nio 3 (For as e movimentos)
1.1 Considere o deslocame= nto total de 2,0 m da gota A.
Sejam Fg e Far= as for as grav tica e de resist ncia do ar, respetivamente, que atuam na gota A.
O trabalho realizado por Fg varia o da energia potencial grav tica do sistema gota A + Terra e , em m dulo, do que o trabalho realizado por= Far .
(A) sim trico da menor
(B) igual menor
(C) sim trico da maior
(D) igual maior
1.2 Conclua se a intensid= ade da resultante das for as que atuam na gota A maior nos primeiros 0,1 m ou nos ltimos 0,1 m da queda a que se refere o gr fico da Figura 3.=
Mostre como chegou conclus o solicitada.
1.3.1 Determine a energia d= issipada na queda de 2,0 m da gota B.
Explicite o seu racioc nio, indicando todos os c lculos efetuados.=
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
1.3.2 Considere que, em determinadas condi es, a varia o de entalpia (m ssica) de vaporiza o&nbs= p;da gua 2,4 kJ g-1= .
A energia necess ria para a vaporiza o da gota B, nessas condi es, <= o:p>
(A) 0,57 J
(B) 10 J
(C) 0,57 kJ
(D) 10 kJ
2. Considere que foi fornecida, press o de 1 atm, a mesma energia a uma gota de gua e a uma amostra de ar com o dobro da massa dessa gota= .
A essa press o, a capacidade t rmica m ssica da gua l quida cerca de quatro vezes superior capacidade t rmica m ssica do ar.
A varia o de temperatura da gota, comparada com a varia o de temperat= ura da amostra de ar, ser , aproximadamente,
(A) oito vezes maior.
(B) oito vezes menor.
(C) duas vezes maior.
(D) duas vezes menor.
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
GRUPO III
1. Uma espira circular na proximidade de um man fixo roda num mesmo plano horizontal, em torno de um eixo vertical, z, que passa pelo cent= ro da espira, C, como se esquematiza na Figura 4.
- 11 ano F sica Dom nio 2 subdom nio 2 (Eletromagnetismo)
1.1 Na situa o descrita, o fluxo magn tico atrav s da superf cie plana delimitada pela espira, e a for a eletromotriz induzida na espira nula.
(A) varia
(B) varia n o
(C) n o varia
(D) n o varia n o
=
1.2 Os pontos A e C pertencem mesma linha de campo magn tico.
Nas figuras seguintes, est representado o campo magn tico criado pelo = man no ponto A, BA.
Em qual das figuras pode estar representado o campo magn tico criado pe= lo man no ponto C, BC?
2. Uma corrente el trica induzida numa bobina quando uma antena re= cebe um sinal eletromagn tico de 800 kHz, emitido por uma esta o de r dio.=
Qual o comprimento de onda, no ar, da onda associada propaga o daq= uele sinal?
(A) 3,75 x 105 km
(B) 3,75 x 102 m
(C) 2,67 x 10-6 km
(D) 2,67 x 10-9 m
=
3. Na Figura 5, est representado um circuito el trico com:
um gerador de for a eletromotriz 9,20 V e resist ncia interna 2,0 Ω ;
um volt metro ligado nos terminais do gerador;
dois condutores, A e B, de resist ncias el tricas RA e RB , sendo RA =3D 3 RB<= /sub>.
Determine a pot ncia dissipada no condutor A quando o volt metro marca = 8,74 V.
Explicite o seu racioc nio, indicando todos os c lculos efetuados.=
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
GRUPO IV
A concentra o de di xido de carbono, CO2, na atmosfera terrestre tem aumentado de forma muito significativa desde meados do s culo XIX.
Para esse aumento t m contribu do, entre outros fatores, a crescen= te utiliza o de combust veis f sseis e a desfloresta o.
1. Na natureza, existem tr s is topos de carbono: 12C , 13C e = 14C.
tomos destes is topos t m o mesmo n mero de
(A) prot es e massas diferentes.
(B) prot es e massas igua= is.
(C) neutr es e massas igu= ais.
(D) neutr es e massas diferentes.
=
2. Compare o tomo de oxig nio com o tomo de carbono, ambos no esta= do fundamental.
Os eletr es de val ncia do tomo de oxig nio s o, em m dia, atra dos pe= lo n cleo, tendo este tomo raio at mico.
(A) mais maior
(B) menos maior
(C) mais menor
(D) menos menor
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
3. A mol cula de CO2 apr= esenta eletr es de val ncia ligantes e eletr es de val ncia n o ligantes.
(A) quatro quatro
(B) quatro oito
(C) oito quatro
(D) oito oito
=
4. A combust o do metano, CH4 (g), pode ser traduzida por
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H= 2O (g)
- 11 ano Qu mica Dom nio 2 subdom nio 2 <= /span>(Rea es de oxida o redu o)=
4.1 Qual a varia o do n mero de oxida o do carbono na rea o considerada?
(A) +8=
(B) -8=
(C) +4=
(D) -4=
4.2 Em muitas rea es de combust o, que ocorrem em sistemas reais, o combust vel n o reage comp= letamente, mesmo existindo O2<= /sub> (g) em excesso.
Considere que, numa rea o de combust o de metano, por cada mole de CH<= /span>4 (g), 0,016 mol n o reagiram, apesar de existir um excesso de 5,0% de O2 (g).
Admita que, al m da rea o considerada, n o ocorrem outras rea es.
Determine, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de = O2 (g) que n o reagiu.
Explicite o seu racioc nio, indicando todos os c lculos efetuados.=
=
⇒ Calcula, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de O2 (g) dispon vel <= b>(n =3D 0,100 mol) .. 3 pontos
⇒ Calcula, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de O2 (g) que reagiu <= b>(n =3D 0,032 mol) .. 2 pontos
⇒ Calcula, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de O2 (g) que n o reagiu= (n =3D 0,13 mol) .. 5 pontos
ou
⇒ Calcula, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de O2 (g) introduzida em excesso (n =3D 0,100 mol)&nb= sp; .. 3 pontos
⇒ Calcula a quantidade de O2 (g) que deveria ter reagido com 0,016 mol de CH= 4 (g) (n =3D 0,032 mol)<= /b> .. 2 pontos
⇒ Calcula, por cada mole de CH4 (g), a quantidade de O2 (g) que n o reagiu&nb= sp;(n =3D 0,13 mol) .. 5 pontos
5. A curva de Keeling, obtida a partir de medidas rigorosas efetuada= s no observat rio de Mauna Loa, no Havai, evidencia o aumento da concentra = o de CO2 na troposfera, nas ltimas d cadas.
A curva de Keeling representada na Figura 6 traduz a fra o molar m dia= de CO2 , XCO2 , em amostras de= ar seco, em fun o do tempo, t, em anos, a, entre 1958 e 2018.
5.1 Qual foi o teor m dio= de CO2 nas amostras recolhidas em 1965, em partes p= or milh o em volume?
(A) 3,20 x = 10-4 ppm
(B) 3,20 x = 102 ppm
(C) 3,20 x = 10-2 ppm
(D) 3,20 x 106 ppm
5.2 Determine, a partir da curva de Keeling representada na Figura 6, a taxa temporal m dia, entre 1999 e 2015, de varia o da massa de CO2 por dm3<= /sup> de ar seco (medido em condi es PTN), e= m g dm-3 a-1.
Explicite o seu racioc nio, indicando todos os c lculos efetuados.=
A pontua o obtida na resposta contribui obrigatoriamente para a classifica o final da prova.
=
Notas:
1. A aus ncia de unidade no va= lor solicitado n o implica qualquer desvaloriza o.
2. Com exce o das leituras no gr fico, as restantes etapas podem ser percorridas por qualquer ordem.=
6. Considere a rea o traduzida por
2 = CO (g) + O= 2 (g) ⇋ 2 CO<= /span>2 (g) &nb= sp; Kc =3D 2 x 10= 22= , a 1000 K
A ordem de grandeza da constante de equil brio, Kc= , temperatura considerada, indica que
(A) a forma o dos produtos da rea o favoreci= da.
(B) o produto da rea o se forma muito rapidamen= te.
(C) a rea o tem rendimento muito elevado.<= /o:p>
(D) ambos os reagentes se esgotam.
GRUPO V
O di xido de carbono reage com a gua, dando origem ao cido carb nico,= H2CO3 (aq).
O cido carb nico um cido dipr tico que se ioniza em gua em duas et= apas sucessivas, traduzidas por
H2CO3 (aq) + H<= span lang=3DPT style=3D'font-size:9.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-= fareast-font-family: "Times New Roman";mso-font-kerning:0pt;mso-ligatures:none;mso-ansi-language: PT;mso-bidi-language:HE'>2O (l) ⇋ HCO3 (aq) + H<= span lang=3DPT style=3D'font-size:9.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-= fareast-font-family: "Times New Roman";mso-font-kerning:0pt;mso-ligatures:none;mso-ansi-language: PT;mso-bidi-language:HE'>3O+ (aq) (1)
HCO3 (aq) + H2<= /sub>O (l) ⇋ CO32- (aq) + H3O+ (aq) (2)
1. Apresente a express o que traduz a constante de acidez, Ka , do = cido carb nico, definida para a rea o (1).
2. A esp cie HCO3 <= /sup> (aq) a base conjugada de _____ e o cido conjugado de ______.
(A) H2CO3 (aq) H2O (l)
(B) H2O (l) H2CO3 (aq)
(C) H2CO3 (aq) CO32- (aq)
(D) CO32- (aq) H2CO3 (aq)
3. A preserva o de estruturas vitais de alguns organismos marinhos, como as conchas, cujo principal componente o carbonato de c lcio, Ca= CO3 , depende do equil brio que se estabelece entre este sal s l= ido e os i es resultantes da sua dissolu o em gua.
Esta rea o pode ser traduzida por
CaCO3 (s) ⇋ Ca2+ (aq) + CO= 32- (aq)
Preveja, fundamentando, se a diminui o do pH das guas dos oceanos contribui para a preserva o das conchas ou, pelo contr rio, para a sua dissolu o.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem cient fica adequada.=
=
= FIM