ª Fase. 10 pontos. 8 pontos

Transcrição

1 10 pontos

2 12 pontos

3 10 pontos

4 14 pontos

5 12 pontos

6 10 pontos

7 12 pontos 14 pontos 10 pontos

8 TOTAL 200 pontos Prova Escrita de Física e Química A, º ou 12.º Ano de Escolaridade, 2.ª Fase in

9 Proposta de resolução ª Fase As duas razões mencionadas no texto são: evitar falhas no abastecimento energético mundial a médio prazo devido ao esgotamento dos recursos não renováveis e limitar a libertação de substâncias, como os gases de efeito de estufa, prejudiciais para o clima a uma escala mundial (B). Os gases causadores do efeito de estufa têm a particularidade de absorver radiação electromagnética, o que aumenta a sua energia interna. Consequentemente, há um aumento da temperatura global da atmosfera Cálculo da quantidade molar de água obtida n real = V V m 78,4 dm 3 n real = 22,4 dm 3 mol -1 n real = 3,5 mol Cálculo da quantidade molar de metano gasta n metano = m M 40 g n metano = 16 g mol -1 n metano = 2,5 mol Cálculo da quantidade molar de água expectável De acordo com a estequiometria da reacção (1 mol CH 4 : 2 mol H 2 O), o valor expectável de água é o dobro do valor de metano. n teórico = 2 * 2,5 n teórico = 5 mol Cálculo do rendimento da reacção h = n real * 100% n teórico h = 3,5 5 * 100% h = 70% Resposta: O rendimento da reacção de combustão é de 70% (A) Falsa. A configuração electrónica do átomo de carbono no estado fundamental é 1s 2 2s 2 2p 2. (B) Falsa. Cada orbital pode conter no máximo dois electrões e o átomo de cloro tem dezassete electrões. O átomo de cloro no estado fundamental preenche nove orbitais. (C) Verdadeira. Trata-se de uma configuração possível do átomo de carbono dado que possui o mesmo número de electrões, se bem que não corresponde ao estado fundamental, mas a um estado excitado. (D) Falsa. As regras de preenchimento obrigam a que o número quântico magnético (3.º algarismo) seja igual ou inferior ao número quântico secundário (2.º algarismo), o que não acontece (A) Falsa. A risca Z equivale à série de Balmer e pertence à região visível do espectro electromagnético. (B) Falsa. Pode ver-se pela distância entre os níveis (correspondente a uma escala energética) que a risca Y corresponde à emissão de maior energia: pertence à série de Lyman situada na zona ultravioleta do espectro electromagnético. (C) Verdadeira. Uma vez que há excitação electrónica a partir do nível fundamental, há absorção de radiação na região ultravioleta. (D) Falsa. A emissão T é uma emissão de baixa energia, corresponde à série de Paschen e situa-se na zona da radiação infravermelha (B). Atendendo a que o valor de energia necessário para remover o electrão é, em valor absoluto, igual à energia da radiação incidente, considera-se que há remoção do electrão, mas este fica sem qualquer excesso de energia e, como tal, sem energia cinética. E cinética = E radiação - E remoção Observa-se uma diminuição do valor da primeira energia de ionização dos halogéneos que pode ser interpretada atendendo a que o raio atómico cresce do flúor para o iodo, ao longo do grupo. Este facto, por sua vez, fica a dever-se em grande parte ao aumento do tamanho das orbitais de valência que ocorre ao longo do grupo. Consequentemente, os electrões de valência são cada vez menos atraídos pelo núcleo sendo pois mais fácil a sua remoção (A) Falsa. A variação da energia potencial gravítica é negativa (o carro desce) e o trabalho efectuado pela força gravítica é positivo. (B) Falsa. A variação da energia cinética é igual ao trabalho da força resultante que, neste caso, corresponde apenas ao peso. (C) Falsa. A variação da energia mecânica é nula já que o sistema é conservativo, não há forças de atrito e o peso realiza um trabalho positivo no percurso considerado. (D) Verdadeira. O trabalho realizado pelo peso é sempre o simétrico da variação da energia potencial gravítica. ( W P» =-DE pg )

10 Proposta de resolução 3.2. (A). A dedução da expressão correcta pode fazer-se da seguinte forma: Como há conservação de energia mecânica, E mecânica A = E mecânica B E p A + E c A = E p B + E c B mgh A mv2 A = mgh mv2 B Anulando m e substituindo v A = 0 m s 1 h, h A = h e h B =, 2 obtém-se a expressão gh = g h v2 B gh - g h 2 = 1 2 v2 B 1 2 v2 B = g h (B). Enquanto descreve a trajectória circular, a velocidade e a força centrípeta que actua sobre o satélite permanecem com módulo constante, já que dependem da distância do satélite à Terra, que não se altera Para calcular a velocidade, precisamos de conhecer, para além do raio, a aceleração. Esta pode ser obtida pela expressão da força gravítica F g = G M * m r 2 A aceleração centrípeta corresponde a parte da expressão anterior. a c = G M r 2 Sabendo que a c = v2 r v2 r = G M r 2 v B = œgh v 2 = G M r v = ŒG M r 3.3. Cálculo da velocidade do carrinho no ponto C Atendendo à expressão DE m = DE c + DE p, como a trajectória C a D é horizontal DE p = 0, logo, DE m = DE c Como DE e v D = 0 m s 1 c = 1, basta calcular a velocidade em c. Esta pode ser calculada aten- 2 mv2 D mv2 C dendo à aceleração e à distância a partir das equações do movimento: 50 = v C - 3t 12 = 0 - v C t t2 Do sistema resulta v c = 8,49 m s 1. Cálculo da variação da energia cinética do carrinho Substituindo DE c =- 1 2 * 50 * 8,492 J DE c =-1,8 * 10 3 J Resposta: A variação da energia cinética é igual à variação da energia mecânica do carrinho (DE m = 1,8 * 10 3 J) uma vez que a energia potencial é nula (A) Falsa. A força representada é centrífuga. (B) Verdadeira. A força representada é centrípeta e a velocidade é tangencial à trajectória. (C) Falsa. A força representada é tangencial à trajectória. (D) Falsa. A força representada é tangencial e a velocidade é centrípeta à trajectória. Substituindo os respectivos valores, vem v = Œ6,67 * * 5,98 * ,4 * 10 6 = 6,9 * 10 3 m s -1 Resposta: O módulo da velocidade orbital do satélite é 6,9 * 10 3 m s (A) Falsa. A distância entre duas partículas no mesmo estado de vibração pode ser calculada por: d = vt d = 340 m s -1 * 2,0 * 10-3 s d = 0,68 m Os 10 nm que se podem ler no eixo vertical correspondem à amplitude do som. (B) Falsa. O período é de 2,0 * 10 3 s, o tempo que demora a completar um ciclo. (C) Verdadeira. Ver (A). (D) Verdadeira. Corresponde à amplitude da onda cuja leitura se faz no eixo vertical. (E) Verdadeira. Ao multiplicar o comprimento de uma onda pelo número de ondas que ocorrem a cada segundo (frequência), obtém-se a velocidade. (F) Falsa. São grandezas distintas que não estão directamente relacionadas; o aumento de uma delas não condiciona a variação da outra. Por exemplo, um grito e um sussurro têm a mesma velocidade no ar, mas amplitudes diferentes. (G) Falsa. f = v 340 m s-1 ± f = l 0,68 m = 500 s-1 (Hz) (H) Verdadeira. d = v * t ± d = 340 * 5 = 1700 m

11 Proposta de resolução 5.2. O sinal sonoro, ao chegar ao microfone, encontra uma membrana sensível às ondas sonoras, que provocam variações de pressão, fazendo-a vibrar. A membrana ao vibrar faz igualmente vibrar uma bobine à qual está ligada. Uma vez que a bobine se situa numa zona em que existe um campo magnético, criado por ímanes, ocorrem oscilações do fluxo magnético, criando-se assim um sinal eléctrico por indução que é reflexo do sinal mecânico (sonoro) original (A) Falsa. A digitalização é o processo através do qual se converte um sinal analógico em digital. (B) Falsa. A distorção é um fenómeno que ocorre na transmissão do sinal. (C) Verdadeira. A baixa frequência do sinal sonoro é geralmente ultrapassada modulando o sinal com uma onda portadora de elevada frequência. (D) Falsa. A amplificação aumenta a amplitude do sinal, não faz variar a frequência deste Cálculo da quantidade de H 3 O + que existe em 45 L de água n i = 3H 3 O + 4 * v n i = 10 -ph * v n i = 10-6,8 mol dm -3 * 45 dm 3 n i = 7,13 * 10-6 mol 6.2. (A). Atendendo a que K s = 3Ca 2+ 4 * 3CO CO = 3CO = K s 3Ca ,5 * * 10-3 mol dm 3 mol dm (A) Falsa. HCO 3 é a base conjugada de H 2 CO 3, porque perdeu um ião H +. (B) Verdadeira. (C) Falsa. Ver (A). (D) Falsa. HCO 3 é o ácido conjugado de CO 2 3, porque possui um ião H (A). O poder redutor dos metais traduz a capacidade destes em se oxidarem reduzindo simultaneamente uma outra espécie. Os ensaios mostram que o metal mais reactivo, com maior poder redutor, é o magnésio, seguido do zinco e, finalmente, do cobre. Cálculo da quantidade de H 3 O + adicionada à água do aquário n a = 3H 3 O + 4 * v n a = 1,0 * 10-2 mol dm -3 * 1,4 * 10-3 dm 3 n a = 1,4 * 10-5 mol Somando os dois valores e admitindo que o volume permanece como 45 L, o ph final é ph =-log 3H 3 O + 4 ph =-log 1 2,11 * ph = 6,33 Resposta: O valor está dentro do intervalo recomendado, pelo que o ajuste de ph foi efectivamente conseguido Quando se dissolve NaC em água, este sal dissocia-se nos iões Na + e C. Ambos correspondem a iões que não têm tendência a reagir com a água, como tal não afectam o valor de ph.