PROVA PARA AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE PARA FREQUÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR DOS MAIORES DE 23 ANOS 2015/2016

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1 PROVA PARA AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE PARA FREQUÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR DOS MAIORES DE 23 ANOS 2015/2016 Instituto Superior de Engenharia (ISE) e Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) Licenciaturas em Tecnologia e Segurança Alimentar (ISE), Engenharia Civil (ISE), Engenharia Elétrica e Eletrónica (ISE) e Engenharia Mecânica (ISE) Notas: Componente Específica de FÍSICA E QUÍMICA 1. Este enunciado tem 10 páginas. A cotação de cada pergunta encontra-se na última página da prova. O formulário encontra-se nas páginas 6 a Material permitido: O examinando apenas pode usar na prova, como material de escrita, caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta. É permitido o uso de calculadora de teclado alfanumérico. 3. Todas as questões deverão ser respondidas na folha de respostas. GRUPO I (Física) 1. O gráfico da figura 1 representa a posição de dois veículos, A e B, ao longo do tempo. Os veículos descrevem trajetórias retilíneas. Figura 1 a) Indique em que sentido se movimenta cada um dos veículos. Página 1 de 10

2 b) Refira em que instante posição os veículos A e B passam um pelo outro. c) Qual a distância percorrida por cada veículo no intervalo de tempo [0; 2,0] h. d) Qual a velocidade media de cada veículo no intervalo de tempo [0; 2,0] h. 2. Considere o gráfico velocidade-tempo, da figura 2, o qual se refere ao movimento retilíneo de um avião. O avião possui uma massa de 2,0 toneladas. Figura 2 a) Indique, justificando, em que intervalo(s) de tempo o movimento é retilíneo: i) uniforme; ii) uniformemente acelerado; iii) uniformemente retardado. b) Indique em que intervalo(s) de tempo a força resultante que atua no avião tem intensidade nula. c) Enuncie a lei de Newton em que se baseou para responder à questão anterior. d) Indique em que intervalo(s) de tempo a força resultante que atua no avião tem intensidade diferente de zero. e) Enuncie a lei de Newton em que se baseou para responder à questão anterior. f) No intervalo de tempo [15; 20] minutos o avião reduz a sua velocidade até parar. Determine a força que atua no avião nesse intervalo de tempo. 3. Do cimo de um farol, com 20 m de altura, atirou-se uma pedra de massa 200 g, horizontalmente, com um de velocidade de 5,0 m/s. a) Faça um esboço da trajetória da pedra no ar b) Escreva as expressões que permitem determinar a posição da pedra na: i) vertical; ii) horizontal. Página 2 de 10

3 c) Determine a distância da base do farol à pedra quando esta atinge o solo. d) Calcule o valor a velocidade da pedra ao atingir o solo. Poderá resolver esta alínea utilizando as expressões do movimento ou em alternativa o Teorema da Conservação da Energia. 4. Para a verificação do estado de conservação de estruturas subaquáticas utilizam-se atualmente pequenos submarino não tripulados, dotados de camaras de TV e comandados remotamente. Um destes submarinos possui a forma de um cilindro com 2,00 m de comprimento e uma base de 0,75 m de diâmetro. O submarino descrito irá ser usado para captar imagens da ancoragem ao fundo do mar de uma plataforma perolífera. Esta ancoragem encontra-se a 200 m de profundidade. Considerando que a densidade relativa da água do oceano é de 1,08 (ou g/cm 3 ou 1080 kg/m 3 ) determine. a) Qual a pressão que o submarino irá ficar sujeito. b) O módulo da força que se encontra sujeita uma escotilha do submarino com uma área de 0,1 m 2. c) Quando se encontra à superfície o submarino fica com 1/3 do seu volume fora de água. Qual o peso do submarino? GRUPO II (Química) 1. O amoníaco é uma substância gasosa, à temperatura ambiente, de grande utilidade para a sociedade em geral. Assim, para fornecer as indústrias e as atividades que dependem do amoníaco como matéria-prima, é necessário ter um processo industrial rendível para a sua produção, como é o caso do processo Haber-Bosch, que utiliza o azoto e o hidrogénio gasosos como reagentes, de acordo com o seguinte equilíbrio: A seguinte figura traduz a percentagem molar de amoníaco, em equilíbrio, na mistura gasosa obtida a partir de N 2 e H 2 para temperaturas no intervalo ºC e a diferentes pressões. Página 3 de 10

4 1.1. De acordo com a informação apresentada, selecione a alternativa CORRECTA. (A) Para uma mesma temperatura, quando a mistura reacional é comprimida, a percentagem molar de amoníaco obtida é menor. (B) A síntese do amoníaco pelo método de Haber-Bosch é um processo endotérmico. (C) Se ocorrer uma diminuição de temperatura, no sistema a pressão constante, a percentagem molar de amoníaco obtida é maior. (D) Se ocorrer um aumento de pressão, no sistema a temperatura constante, o equilíbrio evolui no sentido inverso Num recipiente fechado de capacidade 2,00L, a uma temperatura TA, foram colocados 1,00 mol de N 2(g) e 3,00 mol de H 2(g). Sabe-se que, ao atingir o equilíbrio, existem 0,080 mol de NH 3, 0,96 mol de N 2(g) e 2,88 mol de H 2(g). Calcule a constante de equilíbrio, Kc, à temperatura TA. Apresente todas as etapas de resolução, incluindo a expressão da constante de equilíbrio, Kc Um balão contém 4,48 dm 3 de amoníaco, NH 3(g), em condições normais de pressão e temperatura (PTN). Selecione a alternativa que permite calcular o número de moléculas de amoníaco que existem no balão Suponha que trabalha como engenheiro(a) químico(a) numa unidade industrial de produção de amoníaco. Explique, num texto, de acordo com a informação apresentada, como poderia otimizar a produção de amoníaco pelo processo de Haber-Bosch, tendo em conta a influência da temperatura e da pressão, bem como a utilização de um catalisador A configuração eletrónica de um átomo de azoto, no estado de menor energia, pode ser representada por [He] 2s 2 2p 3. Selecione a alternativa que completa corretamente a frase: Página 4 de 10

5 A geometria de uma molécula de amoníaco é... (A)... piramidal triangular, e o átomo central possui apenas três pares de eletrões. (B)... piramidal triangular, e o átomo central possui três pares de eletrões ligantes e um não ligante. (C)... triangular plana, e o átomo central possui apenas três pares de eletrões. (D)... triangular plana, e o átomo central possui três pares de eletrões ligantes e um não ligante. Página 5 de 10

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10 COTAÇÕES GRUPO I (Física) 10.0 valores 1. a) 0,5 valores; b) 0,5 valores; c) 0,5 valores; d) 0,5 valores. 2. a)i 0,5 valores; a)ii 0,5 valores; a)iii 0,5 valores; b) 0,5 valores; c) 0,5 valores; d) 0,5 valores; e) 0,5 valores; f) 0,5 valores. 3. a) 0,5 valores; b)i 0,5 valores; b)ii 0,5 valores; c) 0,5 valores; d) 0,5 valores. 4. a) 0,5 valores; b) 0,5 valores; c) 0,5 valores valores valores 1.3 1,5 valores valor 1.5 1,5 valor GRUPO II (Química) 10.0 valores Página 10 de 10