7ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos Turma: 10ºA. Física e Química A - 10ºAno

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1 7ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos Turma: 10ºA Física e Química A - 10ºAno Professora Paula Melo Silva Data: 5 junho de 2015 Ano Letivo: 2014/ min + 30 min 1. A relação entre calor e outras formas de transferência de energia foi objeto de intensos estudos durante a Revolução Industrial. James Joule realizou uma experiência que ficou para a História. Com ela, ficou demonstrado que o trabalho mecânico se pode transformar em energia interna, sendo o calor e o trabalho duas formas diferentes de transferir energia. A figura apresenta uma versão atualizada da máquina de Joule. Um corpo de massa m, suspenso por um fio cuidadosamente enrolado numa roldana ligada ao eixo de um gerador, é largado, provocando o movimento do eixo do gerador. O gerador converte a energia mecânica do corpo em energia elétrica e alimenta uma resistência imersa num recipiente com água (g = 10 m/s 2 ). Considere os seguintes dados: massa do corpo suspenso: 2,0 kg; massa de água: 100 g; capacidade térmica da água: 4186 J kg 1 ºC 1 ; elevação de temperatura da água: 1,42 ºC Determine a energia que foi transferida para a água Suponha que o corpo percorre 2,0 m desde que é abandonado do repouso até chegar ao solo, e que o rendimento do processo de transferência de energia é 80%. Determine o número de vezes sucessivas que o corpo teve de ser largado para se obter aquela elevação de temperatura. 2. Leia atentamente o seguinte texto: ( ) Quando a estrela que deu origem à nebulosa de Caranguejo explodiu produziu um vasto relâmpago que foi visível na Terra, em 1054, durante três semanas. A nebulosa possui um diâmetro de, aproximadamente, 13 anos-luz, enquanto que a estrela que a originou se reduziu a uma pequena fração das suas dimensões originais. Fred Hoyle, O Universo inteligente 2.1. Identifique o fenómeno cósmico descrito por Fred Hoyle quando refere que a estrela que deu origem à nebulosa de Caranguejo explodiu Página1

2 2.2. A estrela que originou o fenómeno descrito não pode ser sido: (A) 10 Lacertra (M=60M ) (B) Rigel (M=18M ) (C) Antares (M=0,3M ) 2.3. A nebulosa de Caranguejo possui um diâmetro de, aproximadamente, 13 anos-luz. Exprima o valor do diâmetro em unidades S.I A cor de uma estrela indica-nos a sua temperatura superficial, existindo uma relação entre a temperatura de um corpo e o comprimento de onda para o qual esse corpo emite radiação de máxima intensidade. Seleciona a opção que contém os termos que tornam a afirmação verdadeira. Se no espectro contínuo de uma estrela predominar a cor e no espectro de uma outra estrela predominar a cor, então a primeira terá temperatura superficial. (A) vermelha azul menor (B) azul vermelha menor (C) amarela vermelha menor (D) violeta vermelha menor 3. A figura representa o diagrama de alguns níveis de energia para o eletrão no átomo de hidrogénio Selecione a opção verdadeira: (A) A transição D corresponde à absorção do fotão de menor energia dos apresentados. (B) As transições C e E envolvem a absorção e emissão, respetivamente, de fotões com a mesma energia. (C) A transição B ocorre com a emissão de um fotão da zona do U.V. (D) A transição F ocorre com a absorção de um fotão da zona do Visível. (E) A transição G corresponde à ionização do átomo de hidrogénio no estado fundamental Indique o nome da série espetral a que corresponde a transição representada pela letra A. Página2

3 3.3. Verifique se a energia emitida na transição A é suficiente para provocar a ionização de uma placa de alumínio. E Remoção Alumínio = 576 kj mol 2, E nível n para o hidrogénio = n 2 J/eletrão 3.4. A figura seguinte representa o espetro de emissão do átomo de hidrogénio para a zona do visível. A transição assinalada pela letra B pode estar associada a uma das riscas do espetro apresentado? Justifique. 4. A composição da atmosfera tem sofrido alterações ao longo da sua evolução. O gráfico traduz a variação da composição da atmosfera Identifique o componente maioritário da atmosfera primitiva Apresente uma explicação para a diminuição da concentração de dióxido de carbono na atmosfera? 4.3. Recolheu-se, nas condições PTN, uma amostra de ar de uma dada cidade, de volume 1,24 dm 3 e que continha 6, moléculas de ozono, 1,55 g do gás Y e o gás Z na concentração de 0,035 mol/dm Verifique se a concentração de ozono ultrapassa o limite a partir do qual é considerado um poluente bastante mau (360 g/m 3 ) O gás assinalado pela letra Y pode ser: (A) CO (B) CO2 (C) CH4 (D) H2 Página3

4 Com base nos dados da tabela identifique o gás representado por Z. Apresente todos os cálculos. 5. Numa feira popular, um carro da montanha-russa, com massa de 80 kg, transporta oito passageiros, cuja massa é de 50 kg/passageiro. O carro efetua o trajeto representado na figura e, quando passa no ponto A, o valor da velocidade é de 36 km/h. O valor da força de atrito não é significativo Calcule a energia potencial gravítica do sistema carro+passageiros+terra no ponto A Calcule a energia mecânica do sistema carro+passageiros+terra no ponto C Calcule a velocidade com que passa no ponto B, em unidades SI Mostre que a altura máxima que o carro poderá atingir é de 25 m se no trajeto encontrar uma subida acentuada. 6. Com a finalidade de economizar energia é frequente observarmos painéis e coletores solares instalados no telhado das habitações. Um desses coletores solares funciona com rendimento de 50% e encontra-se ligado a um reservatório que contém 50 L de água à temperatura de 15ºC. Ao fim de 6 horas a temperatura da água é de 25ºC. Calcule a potência da radiação solar que incide no painel. (água)=1g/cm 3 c(água)=4,2jg -1 ºC -1 Página4

5 7. Um grupo de alunos dispõe de dois cilindros A e B feitos de materiais metálicos diferentes. Com a finalidade de identificar os materiais de que são feitos os cilindros, os alunos colocaram uma resistência de aquecimento e um termómetro nos orifícios de cada um dos cilindros e leram os valores de temperatura ao longo do tempo, obtendo os gráficos A e B seguintes: Os cilindros A e B foram alimentados por uma intensidade de corrente de 7,42 A e 4,25 A, respetivamente, e sujeitos a uma diferença de potencial de 4,83 V e 6,46 V. A massa do cilindro A é 513 g e a do cilindro B é 507 g. Com base nos dados obtidos e na tabela, identifique os materiais de que são feitos os cilindros A e B. Página5

6 8. Durante a construção de um dos parques aquáticos do Algarve, um engenheiro pretende instalar um escorrega com 20 metros de altura. O escorrega pode ser traduzido pelo esquema. Supondo um rapaz, de massa 65 kg, que parte do repouso do ponto A, atinge o ponto B e para no ponto C devido ao atrito existente entre B e C de intensidade 40% do valor do peso do rapaz Represente todas as forças existentes no percurso AB Calcule o valor do trabalho realizado pelo peso no percurso AB Calcule o valor da velocidade com que o rapaz atinge a base do escorrega Verifique se será seguro o comprimento do escorrega de BC ser de 40 m. 9. Os átomos de sódio, Na, magnésio, Mg e cloro, Cl, fazem parte do 3º período da Tabela Periódica Relativamente ao sódio, Na, selecione a alternativa correta: (A) O átomo de sódio pode ter eletrões na orbital caracterizada pelo conjunto de números quânticos n = 4, l= 0, ml = 0. (B) Um dos eletrões do átomo de sódio, no estado fundamental, pode caracterizar-se pelo conjunto de números quânticos n = 1, l= 1, ml= 0 e ms = ½. (C) Dois dos eletrões do átomo de sódio caracterizam-se pelo mesmo conjunto de números quânticos. (D) O eletrão mais energético do átomo de sódio, no estado fundamental, ocupa uma orbital com l = Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta: A energia de ionização do sódio é à energia de ionização do magnésio, uma vez que, dado o da carga nuclear ao longo do período, o raio atómico tem tendência a. (A) superior aumento diminuir. (B) inferior decréscimo aumentar. (C) superior decréscimo aumentar. (D) inferior aumento diminuir. Página6

7 9.3. No átomo de sódio, no estado fundamental, o número de orbitais totalmente preenchidas é: (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) Num átomo de cloro, no estado fundamental, os eletrões de valência encontram-se distribuídos apenas por orbitais com: 9.5. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes. Consulte a Tabela Periódica. (A) Os átomos de cloro e de bromo têm o mesmo número de eletrões de valência. (B) A configuração eletrónica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 1 pode corresponder a um átomo de magnésio. (C) O raio atómico do elemento cloro é superior ao raio iónico do anião cloreto. (D) A energia de primeira ionização do átomo de magnésio é inferior à energia de primeira ionização do átomo de cloro. (E) Os eletrões do átomo de magnésio, no estado de energia mínima, estão distribuídos por seis orbitais. (F) Três eletrões do átomo de cloro ocupam uma orbital cujos números quânticos, n, l e ml, têm, respetivamente, os valores 1, 0 e 0. (G) Os eletrões do átomo de cloro, no estado de energia mínima, estão distribuídos por orbitais de número quântico principal 1, 2, 3 e 4. (H) O sódio e o cloro são elementos que pertencem, respetivamente, às famílias dos metais alcalino-terrosos e dos halogéneos. 10. Os eletrões mais energéticos dos átomos de um dado elemento X ocupam orbitais que se caracterizam pelos números quânticos (3,1,-1) e (3,1,1). No elemento Y, os eletrões mais energéticos ocupam 3 orbitais de n=2 e l =1, que estão todas semipreenchidas. Determine, justificando, o número atómico dos elementos X e Y. Bom trabalho jovens cientistas! Página7