Proposta de Resolução do Exame Nacional de Física e Química A 11.º ano, 2014,, 1.ª fase, versão 1

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1 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A 11.º ano, 01,, 1.ª fase, versão 1, 0 de junho de 01, Grupo I 1. (D) O movimento da barra magnetizada, aproximação ou afastamento da bobina, altera a intensidade do campo magnético no interior da bobina e, neste caso, também o fluxo do campo magnético. A variação do fluxo do campo magnético que atravessa a bobina B origina a corrente elétrica detetada pelo galvanómetro G.. (D) Uma barra magnética cria um campo magnético. Se ela estiver parada o fluxo do campo magnético através da bobina é constante ( φ 0 ), não φ originando, assim, força eletromotriz induzida, ε i 0. t Há corrente elétrica induzida se existir variação do fluxo do campo magnético.. (C) Se houver variação no fluxo magnético através de uma espira, a variação do fluxo magnético através de todas as espiras, na bobina, é, admitindo um campo constante, diretamente proporcional ao número de espiras. Quanto mais rápida for a variação do fluxo do campo magnético (menor t) maior será a força eletromotriz induzida, uma vez que φ ε i. t. Volt [OU weber por segundo 1 OU equivalente] 1 sta resposta baseada na identificação da unidade a partir da expressão da força eletromotriz como um fluxo magnético por unidade de tempo é SI e, em sentido lato, é também aceitável. Mostra ainda que o aluno sabe utilizar uma expressão algébrica como fonte para identificar a unidade de uma grandeza.

2 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, 01 Grupo II 1. (B) -1-1 ( 7, 0, 0) º C 897 Jkg º C ( 1, 897) J m T c 0, 700kg. (B) Mantendo-se constantes a área e a emissividade, a potência da radiação emitida é diretamente proporcional à quarta potência da temperatura PT 7K 7 7 absoluta ( P e σ A T ): 6, P T 98 K A potência da radiação emitida aumenta cerca de 6, vezes.. Cálculo da energia necessária para fundir a barra de alumínio: H fusão m H fusão -1 m, 0 10 J kg 0, 700 kg, Cálculo do tempo necessário para transferir essa energia: J P t t P, J, J 11, 10 W 11, 10 J s -1, 10 s Grupo III 1. Cálculo do valor mais provável da altura máxima atingida após o primeiro ressalto: 0, 0, 0, h após 0, m Cálculo da incerteza relativa (em percentagem): nsaio h após / m Desvio δ / m i Módulo do desvio δ i / m 1.º 0, 0, 01 0, 01.º 0, 0, 01 0, 01.º 0, 0, 01 0, 01 hapós δ i máx 0, 01m δ relativa 0, 0 δ relativa (%) 0, 0 100% % h h 0, m após após Resultado da medição: h 0, m % após ±

3 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, h / m h / m após 1, 0 0, 8 0, 8 0, 6 0, 6 0, 8 0, 8 0, 7 quação de regressão linear do gráfico de dispersão da altura máxima após o ressalto em função da altura de : h 0, 67hapós 8 10 (SI) Cálculo do coeficiente de restituição (o declive do gráfico é igual ao quadrado do coeficiente de restituição): hapós h após e e hapós e h e 0, 67 e h h 0, 67 0, 8.. (D) Um menor coeficiente de restituição significa uma menor altura máxima de ressalto para uma determinada altura de e, portanto, uma maior percentagem de energia dissipada. Sendo desprezável a força de resistência do ar durante as descida e subida da bola há conservação da energia mecânica: a energia mecânica da bola imediatamente antes da colisão com o solo é igual à energia potencial gravítica do sistema bola-terra para a altura de e imediatamente após a colisão é igual à energia potencial para a altura máxima de ressalto. Assim, a razão entre a energia dissipada na colisão e a energia antes da colisão é m, i m,i m, f m, f m g hapós hapós e m g h h m, i Um aumento do coeficiente de restituição implica uma menor percentagem de energia dissipada. Para o sistema bola X-Terra a percentagem de energia dissipada é ( 1 0, 76 ) 100% % e para o sistema bola Y-Terra é ( 1 0, 6 ) 100% 8%..

4 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, (C) Grupo IV Quer existam ou não forças dissipativas, a criança parte do repouso e aumenta a sua velocidade. ntão, as acelerações em ambas as situações apontam no sentido do movimento. A aceleração menor é a da situação II, uma vez que é também menor a resultante das forças (as forças de atrito têm sentido oposto à componente do peso segundo o eixo dos xx). 1.. Cálculo do módulo da aceleração, a, na descida: 1 1, 0 x x0 v0t at, a 1, a 1, 81m s 1, Cálculo da intensidade da resultante das forças, F R : F R ma 0 181, N (A) Como um cavalinho efetua quatro rotações em 60 s, conclui-se que cada rotação demora 1 s. Portanto π π -1 ω rad s T 1 OU A frequência é Hz e o módulo da velocidade angular rad s rad s rad s... Ambos os cavalinhos dão uma volta completa no mesmo tempo e, por isso, têm a mesma velocidade angular ( ω ω ω ). O raio da circunferência descrita pelo A B cavalinho A é maior do que o raio da circunferência descrita por B ( r > r ), v ( ω r) portanto, o cavalinho A terá maior aceleração [ a ω r aa > ab ]. r r OU A B

5 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, 01 Ambos os cavalinhos dão uma volta completa no mesmo tempo, ou seja, têm o mesmo período ( T T T ). O raio da circunferência descrita pelo cavalinho A é A B maior do que o raio da circunferência descrita por B ( r > r ), portanto, o cavalinho π r v T π A terá maior aceleração [ a r a A > a r r T A B B ]. Grupo V (C) A configuração eletrónica do nitrogénio no estado fundamental é 1s s p. Há três energias diferenciadas para os eletrões: < <. A energia das orbitais, em átomos polieletrónicos, depende de n e de l (as orbitais p, em que l 1, e s, em que l 0, têm energias diferentes). 1s s p 1.. (C) As orbitais com l 0 são as orbitais do tipo s. São eletrões na 1s e mais na s , 10 J mínima 18 mínima ( 18, 10 ) 18, J.. Se existisse absorção da radiação, o eletrão transitaria para um nível n cuja energia é igual à soma da energia do estado fundamental com a energia da radiação absorvida: n 1 radiação 18, , 10 8, 10 J. Como não há nenhum nível que tenha esta energia (esta energia é maior do que a do nível n e menor do que a do nível n ), não ocorre transição do eletrão

6 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, 01.. (A) As radiações visíveis resultam de transições dos eletrões para o nível, quando antes estavam em níveis superiores: çã Assim, çã, 10,8 10 J [ H ] 0, 100 mol Grupo VI - dm OU a concentração diminuiu 0,100 mol dm. H 0,00 0,00 0,100 mol dm. (B) 0,0 0,00 0,00 0,00 6,7 10. Determinação do reagente limitante: de acordo com a estequiometria da reação 1 mol de N reage com mol de H, assim 0, 00mol 0, 600mol de H. 0,00 mol ( - 0, 00 mol dm 1, 00 dm ) de N reagiriam com stando disponíveis, inicialmente, apenas o reagente limitante. 0,00 mol ( - 0, 00 mol dm 1, 00 dm ) de H, este é Cálculo da quantidade de amoníaco formado caso a reação fosse completa: mol de H originam mol de NH, portanto 0,00 mol de H originariam amoníaco. Cálculo da quantidade de matéria obtida de amoníaco: 0, 00 mol 0, mol de n n n NH, obtido NH, eq NH - ( 0 ) 019, mol dm 100, dm 0, 00 mol dm 100, dm 0, 089 mol nnh, obtido 0, 089 mol Cálculo do rendimento: η (%) 100 % 100% 7% n 0, mol NH,previsto -. (B) A reação de síntese do amoníaco apresenta uma variação de entalpia negativa, o que significa haver libertação de energia. O coeficiente estequiométrico do amoníaco, NH, na equação química indica que é por cada duas moles de NH formadas. 6

7 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, 01. De acordo com o Princípio de Le Châtelier, um aumento de temperatura favorece a transformação em que ocorre absorção de energia (reação endotérmica), que neste caso é a reação inversa (sendo negativa a variação de entalpia, a reação direta ocorre com libertação de energia). Assim, prevê-se que as concentrações de reagentes, hidrogénio e nitrogénio, irão aumentar e a do produto, amoníaco, irá diminuir em relação aos valores em equilíbrio antes do aumento de temperatura. 6. (D) Na notação de Lewis apenas se representam os eletrões de valência (ligantes e não ligantes). 7. (A) Na molécula de amoníaco cada um dos três átomos de hidrogénio liga-se ao nitrogénio. A molécula assume uma geometria piramidal, ocupando o nitrogénio um dos vértices da pirâmide. sta disposição espacial dos átomos pode ser compreendida em resultado da existência de um par de eletrões não ligante no átomo de nitrogénio. Grupo VII Cálculo da concentração do ião hidróxido: K w H O OH 1 1 K w 1, , 10 - [ OH ] 16, 10 mol dm H O , 7, De acordo com a estequiometria da reação e, desprezando a contribuição da autoionização da água, conclui-se que [ ] [ NH ] - 10 mol dm. OH cuja ordem de grandeza é Como a ionização do amoníaco é pouco extensa (a concentração do ião amónio é cerca de 10 vezes menor do que a do amoníaco), NH é da mesma ordem de 1 - grandeza que NH : 10 mol dm. Assim, a ordem de grandeza da constante de basicidade, K b NH NH OH, é

8 Proposta de Resolução do xame Nacional de Física e Química A, 1.ª fase, (A) Vf 0, 0 cm O volume aumenta vezes:. Uma vez que a V 0, 0 cm i quantidade de amoníaco é constante (apenas se adiciona água), a i concentração diminui vezes:, c f c, 0 10 mol dm.. NH (aq) HO ( l ) NH (aq) HO (aq) 8