PROVA MODELO 1 PROPOSTA DE RESOLUÇÃO

Transcrição

1 PROVA MODELO PROPOSTA DE RESOLUÇÃO GRUPO I. A frase do texto que traduz u facto e que Aristóteles e Galileu era concordantes será Tal coo Aristóteles, descobriu ser uito difícil edir diretaente as trajetórias dos corpos e queda, porque o olho não é suficienteente veloz, e os edidores de tepo existentes na época não era suficienteente exatos para edir curtos intervalos de tepo.... (D Aristóteles conclui, pelo odo coo os corpos cae dentro de água, que a velocidade de u corpo e queda é unifore e proporcional ao seu peso. Assi, de acordo co este pensaento, o oviento é unifore, isto é, a velocidade é constante e tanto aior quanto aior for o peso do corpo. Os únicos gráficos que apresenta velocidade de valor constante são o (B e o (D, as dado que a velocidade do corpo deverá ser aior que a velocidade do corpo, o gráfico que elhor traduz o ódulo da velocidade dos corpos, e, de acordo co a conceção de Aristóteles será o gráfico (D... Se fore deixados cair os dois corpos, e, da esa altura, nu ponto próxio da superfície da Terra, eles poderão atingir o solo no eso instante se a resistência for desprezável e nessas condições os corpos cae e queda livre, isto é, o oviento dos corpos e e direção à Terra fica apenas sujeito à atracão gravitacional. A aceleração dos corpos e devida à interacção gravítica te a direção da vertical do lugar e o seu sentido é no sentido do centro da Terra. O seu odulo é representado por g e é aproxiadaente constante e percursos não uito grandes quando coparados co o raio do planeta, neste caso a Terra. A segunda Lei de Newton perite estudar este tipo de ovientos, ua vez que para pequenas altitudes, a intensidade da interação gravítica se pode considerar constante. Por outro lado, aditindo-se a resistência do ar considerável, os dois corpos poderão ficar sujeitos a ua resultante de forças diferentes, pelo que atingirão o solo e instantes diferentes.. (D A taxa de variação da velocidade e função do tepo é a aceleração,»a, =. Assi, D»v Dt na frase referida, a taxa poderá ser substituída pela palavra aceleração.. Aditir que o sistea é conservativo DE = 0 DE f + DE i = 0 DE f = - DE i (E cf + E pf = -(E ci + E pi Ua vez que o corpo é largado, a velocidade inicial é zero (v 0 = 0 pelo que a energia cinética inicial tabé é zero (E ci = 0 J Ao atingir o solo, a altura a que se encontra do nível de referência é zero (h f = 0 pelo que a energia potencial final tabé é zero (E cf = 0 J. Assi, a conservação da energia ecânica pode reescrever-se: (E cf + E pf = -(E ci + E pi E cf = -E pi v f v f gh i = gh i = gh i v f = v f = V g h v f = V *, 6 * 0,0 v f = 8,0 s - O corpo atingiria a superfície da Lua co ua velocidade cujo valor seria 8,0 s -. Outro processo: Partindo das equações do oviento, já que o objeto estará e queda livre na Lua. Estabelecer as equações do oviento, isto é, y = y(t e v = v(t. y = y 0 + at e v = v 0 + at y = 0,0 + (,6t e v =,6t Deterinar o tepo de queda. Quando o corpo atinge o solo, y = 0. 0 = 0,0 + (-,6t -0,0 = 0,80t t = V 0,0 t = 5,0 s 0,80 Deterinar o valor da velocidade ao fi de 5,0 s de oviento. Partindo da equação das velocidades: v =,6t v(t = 5,0 s =,6 * 5,0 v(t = 5,0 s = 8,0 s - O valor da velocidade do corpo ao atingir o solo é -8,0 s -. O sinal - resulta do facto se ter considerado o eixo de referência orientado verticalente para cia.

2 PROVA MODELO PROPOSTA DE RESOLUÇÃO No oviento do bloco sobre o plano inclinado atua o peso do corpo, a reação noral do plano sobre o corpo e a força de atrito. Na subida e na descida, o peso e a reação noral antê a esa direção e sentido, as a força de atrito te sentido oposto na subida e na descida. Na subida orienta-se para a base do plano inclinado e na descida orienta-se no sentido do topo do plano. O tipo de oviento, na subida é uniforeente retardado e na descida é uniforeente retardado. Relativaente ao valor da aceleração, na subida é aior que na descida, dado que: Na subida: a resultante das forças é a soa da coponente e da força de atrito, ou seja, F r =, pelo que a =. Na descida: a resultante das forças é a diferença entre a coponente e a força de atrito, ou seja, - F a F r = - F a, pelo que a =. Assi, conclui-se que a aceleração na descida será aior que na descida. 4.. (D Se não existisse atrito entre o bloco o plano inclinado, a resultante das forças coincidiria co a coponente, ou seja, a coponente do peso na direção tangente ao plano do oviento. Assi, quer na subida coo na descida a aceleração teria o eso ódulo, dado por a =. Coo na subida, agora a aceleração é enor que na situação e que há atrito, <, o corpo subirá até ua al tura superior até parar. Relativaente ao tepo de subida e de descida será igual dado que, nesses percursos, percorre distâncias iguais co a esa aceleração. GRUPO II. U aparelho que perite edir a teperatura de u corpo é o teróetro e a unidade SI de edida da teperatura é o kelvin.... Para que u quilograa de água a 0 C passe do estado sólido para o estado líquido é necessário fornecer a energia 3,34 * 0 5 J... (D (A A afiração é falsa, pois a energia recebida pela água durante a fusão (B " C pode ser calculada pela expressão: E =,6 * 0 6 * (J. A expressão: E = 00 * * (00 0 (J não perite deterinar qualquer energia co significado físico, porque entre as teperaturas 0 C e 00 C, a água está líquida e a sua capacidade térica ássica é 400 J (kg C -. (B A afiração é falsa, pois energia recebida pela água entre C e D pode ser calculada pela expressão: E = 400 * * (00-0 (C Afiração falsa, a energia recebida pela água na fase sólida (A " B, para que a teperatura auente de q i até 0 C, pode ser calculada pela expressão: E = 00 * * (0 q i (J. A expressão E = 3,34 * 0 5 * (J perite deterinar a energia recebida pela água durante a fusão a 0 C. (D Afiração verdadeira a energia recebida pela água na fase líquida (C " D pode ser calculada pela expressão: E = 400 * * (00-0 (J.. (B Para o gelo " Q gelo = gelo * Dq gelo Para a água líquida " Q água líquida = água líquida * Dq água líquida Coo Q gelo = Q água líquida = Q e Dq gelo = Dq água líquida = Dq Pode reescrever-se as expressões anteriores Q = gelo * Dq Q = gelo Q = água líquida Dq Q = água líquida Então: líquida * c líquida = gelo gelo c água gelo 4,00 = = líquida,00 líquida gelo líquida c gelo = gelo = líquida. Co base na tabela, pode concluir-se que para o intervalo de teperaturas [+5 ; -0] C, quanto aior a teperatura do ar aior a velocidade de propagação do so nesse eio.. O copriento de onda de u so no ar auenta co o auento da teperatura.

3 PROVA MODELO PROPOSTA DE RESOLUÇÃO O valor da velocidade do so no ar pode ser deterinada recorrendo expressão v = l * f. A frequência antê-se constante, pois apenas depende da fonte eissora. Assi, se a velocidade, v, auenta o co o auento da teperatura, tabé o copriento de onda, l, terá de auentar. Utilizando a áquina de calcular gráfica pode obter-se coo relação v so = f(r ar, a equação: v so = -30,03 r ar + 499, (C A Lei do Deslocaento Wien afira que existe ua proporcionalidade inversa entre o copriento de onda da radiação eitida co intensidade áxia (l áx e a teperatura do corpo (T. A expressão ateática que traduz essa relação de proporcionalidade é l áx * T = constante, sendo a constante de proporcionalidade aproxiadaente igual a,898 * 0-3 K A Lei de Lavoisier, tabé conhecida por lei da conservação da assa, afira que no decorrer de ua reação quíica, e sistea fechado, o núero total de átoos de cada eleento presente no sistea reacional antê-se constante e, coo tal, a assa total do sistea é conservada durante a reacção. A Lei do Stefann-Boltzann relaciona a potencia total, P, irradiada por u corpo, e todas as frequências, co a teperatura a que este se encontra, T, a área da superfície de eissão, A, a sua eissividade, e, através da expressão P = e s AT 4. A Segunda Lei da Terodinâica afira que no universo (sistea isolado, a quantidade de energia útil nunca auenta. 4.. A incerteza associada à escala dos instruentos de edida é a enor divisão da escala se o instruento for digital e etade da enor divisão da escala se instruento de edida for analógico. Assi, coo o aparelho é digital, incerteza associada à escala desse teróetro é de ± 0,0 C, pois a enor divisão da escala é 0,0 C. GRUPO III... Os pontos X e Y possue a esa densidade e pressão pelo que se encontra à esa altitude. O ponto Z encontra-se a ua altitude superior à de X e Y porque a pressão e a densidade diinue co a altitude... Deterinar o volue de onóxido de carbono, CO, existente e 5,00 3 de ar. V(CO %V/V = * 00 V(ar %V/V * V(ar V(CO = 00 0,0000 * 5,00 V(CO = 00 V(CO =,00 * V(CO =,00 * V(CO =,00 * 0-3 d 3 Deterinar a assa de onóxido de carbono correspondente a,00 * 0-3 d 3 de CO. (CO r(co = (CO = r(co * V(CO V(CO (CO =,5 *,00 * 0-3 (CO =,5 * 0-3 g A assa de onóxido de carbono, CO, existente e 5,00 3 de ar é,5 * 0-3 g.. (D Atendendo à Lei de Avogadro pode afirar-se que volues iguais de gases diferentes contê o eso núero de oléculas, quando edidos nas esas condições de pressão e teperatura.. A configuração eletrónica das espécies referidas é: 6 X- " s s p 6 3s p 6 X " 6 s s p 6 3s p 4 Se copararos a configuração eletrónica de 6 X- co a de 6 X, verifica-se que o ião te ais dois eletrões que o átoo, apesar de tere a esa carga nuclear. Assi, no ião predoina as repulsões coparativaente co o átoo. Deste odo, é de prever que a nuve eletrónica do ião será aior que a do átoo, ou seja, o raio do ião é aior que o do átoo que lhe deu orige.. Na olécula de aoníaco há 8 electrões de valência. A representação da olécula e notação de Lewis será: H N H H 3

4 PROVA MODELO PROPOSTA DE RESOLUÇÃO. Nas reações de oxidação-redução ocorre transferências de electrões entre partículas. Assi, a oxidação é o processo no qual ua espécie quíica perde eletrões e a redução o processo no qual ua espécie quíica ganha electrões. Não pode ocorrer processos de oxidação ou de redução isolados. Para que ua espécie quíica se oxide e perca electrões, te de estar na presença de outra que aceite esses eletrões, e que, por sua vez, se reduza. A equação A traduz ua reação de oxidaçãoredução pois ocorre co variação dos núeros de oxidação das espécies envolvidas na reação n.o Na(S + Cl (aq " NaCl (s redução oxidação O sódio sofre oxidação porque perde eletrões e o cloro sofre redução porque ganha eletrões. Pares conjugados ácido-base são pares de espécies que difere entre si de apenas u protão (H +. Assi u par será NH 4+ /NH 3 e o outro será HCl/Cl - 4. E solução aquosa o cloreto de sódio, NaCl, sofre dissociação de acordo co a equação: NaCl (aq " Na + (aq + Cl - (aq Originando e solução aquosa os iões Na + (aq e Cl - (aq que tê caráter ácido-base neutro. E solução aquosa o cloreto de aónio, NH 4 Cl, sofre dissociação de acordo co a equação: NH 4 Cl (aq " NH 4+ (aq + Cl - (aq Originando e solução aquosa os iões NH 4+ (aq e Cl - (aq. Cl - (aq que tê caráter ácido base neutro e NH 4+ tê caráter ácido base ácido. Assi o caráter quíico da solução obtida no gobelé irá ser ácido. 4. Deterinar a percentage de pureza. % de pureza = 00 - % de ipurezas % de pureza = 00-0 % de pureza = 80% Deterinar a assa de ferro pura. (Fe pura % de pureza = * 00 (Fe ipura % de pureza * (Fe ipura (Fe pura = *,5 (Fe pura = 00 (Fe pura = 9,7 g Deterinar a quantidade de ferro, n(fe. (Fe 9,7 n(fe = n(fe = M(Fe 55,85 n(fe =,74 * 0 - ol Deterinar o reagente liitante tendo e conta a esteoquioetria da reação. = n (Fe = 0,74 * = 0,348 ol Coo apenas existe 0, ol de HNO 3 o ácido nítrico é o reagente liitante. Deterinar a quantidade de nitrato de ferro (II Fe (NO 3 (aq teoricaente previsto n[fe (NO 3. = n (HNO 3 = (0,0 = 0,0 ol Deterinar o rendiento. ]r.o η = * 00 ]tp 0,08 η = * 00 n = 8% 0,0 O rendiento foi 8%. GRUPO IV. O noe do soluto utilizado na preparação das soluções é o dicroato de potássio.. (C Grupo I c = c = 50,00 c =,000 * 0 - (g L - c = c = 50,00 * 0-3 c = 0 (ol L - Grupo II c = c = 00,00 c =,000 * 0 - (g L - n(soluto c = c = 00,00 * 0-3 4

5 PROVA MODELO PROPOSTA DE RESOLUÇÃO c = 0 (ol L - Grupo III 5 c = c = 50,00 c =,000 * 0 - (g L - 5 n(soluto c = c = 50,00 * 0-3 c = 0 (ol L - Podendo concluir-se que: A solução preparada pelo grupo III te a esa concentração ássica e olar que a preparada pelo grupo I. A concentração ássica da solução preparada pelo grupo II é igual à concentração ássica da solução preparada pelo grupo I. A quantidade sal usada pelo grupo I é etade da usada pelo grupo II.. Apurar qual o volue de solução que o grupo pretende preparar. Por consulta da do quadro verifica-se que = 50,00 L = 50,00 * 0-3 L Deterinar a quantidade de dicroato de potássio, K, necessária. n(k c = n(k = c * n(k = 0,080 * 50,00 * 0-3 n(k = 4,0 0-3 ol Deterinar a assa de dicroato de potássio, K, necessária. n(k n(k = M(K (K = n(k * M(K (K = 4,0 * 0-3 * 94,0 (K =, g A assa de soluto que o grupo deve edir é, g.. (C Este procediento é errado, já que no vidro de relógio e na espátula fica resíduos do soluto que se não fore transferidos para a solução farão que a concentração efetiva seja enor que a concentração que se prevê obter. Assi, após a transferência, o vidro de relógio e a espátula deveria ter sido lavados, transferindo a água de lavage para o gobelé onde está a ocorrer a dissolução do soluto. FIM 5