Proposta de resolução do Exame FQ11-1ªFase

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1 Proposta de resolução do Exame FQ11-1ªFase Autor: Francisco Cubal A lei que se encontra explicita na frase: Num sistema conservativo, a energia mecânica total permanecerá constante é: Lei da Conservação da Energia Mecânica. A fórmula que a representa é: E m = E c + E p 1.2. (C), pois como a velocidade é constante, a aceleração é nula. Se a aceleração é nula, então F r = ma F r = m 0, logo a Força Resultante é nula Como a inclinação da rampa é 12%, quer dizer que em cada 100 metros na horizontal sobe 12 metros na vertical, ou seja: Logo, por uma regra de três simples: em cada 100 metros sobe 12 metros em cada 50 metros sobe x metros Logo x = 6 metros. Ou seja: h = 6 metros, na situação I; e 3h/4= 4,5 metros, na situação II. O trabalho do peso na descida é igual a mgh ou à variação de energia potencial. Situação I: W P = mgh W P = W P = J Situação II: W P = mgh W P = ,5 W P = J A razão que nos pedem é: W p na situa ção I W p na situa ção II = = 4 3

2 1.4. Dão-nos a P útil = 6,5 x 10 2 watts. Sabemos que: P = W t De A para B decorre t = 40 segundos W motor = 6,5x 10 2 W 40s = J Tem-se também que: W FR = W motor + W dissipativas, como o movimento é uniforme, o trabalho da força resultante é nulo. Logo W dissipativas = W motor, logo W dissipativas = J. Outra maneira de resolver este item: O jipe não acelera e move-se na horizontal. Logo, toda a potência útil do motor é utilizada para vencer as forças de resistência do ar e do solo, dissipativas. Assim, em 30 s, o intervalo de tempo entre A e B, a energia dissipada devido a essas forças de resistência vale: 6, W 40 s = 6, J/s 40 s = 2, J Esta energia dissipada corresponde ao trabalho das forças de resistência do ar e do solo, que apontam para o lado oposto ao movimento (de B para A). Esse trabalho é, pois, negativo e vale: - 2, J (B), pois a capacidade térmica quanto maior for, maior terá que ser a energia fornecida para elevar um grau à temperatura do material. Quanto maior for a condutividade térmica, maior será o fluxo térmico, aumentando mais rapidamente a temperatura Pela observação do gráfico dá para concluir que ao longo de 7 minutos o carro aumentou a temperatura cerca de 5ºC por cada minuto. Como o calor que forneceram ao bloco foi 5,5x10 3 J por cada minuto, a variação de temperatura a ter em conta, T, é de 5ºC. Pela fórmula: Q = mc T 5, J = 0,12 c 5 c = 9, J K 1 g O calor necessário fornecer para elevar 1ºC a 1kg deste material era 9, J - definição de capacidade térmica mássica. Convecção. Este mecanismo não ocorre na Lua, pois esta não tem atmosfera.

3 3. O exercício foi integralmente copiado do exame nacional de ª fase. Clica aqui para acederes aos critérios de classificação desse exame, fornecidos pelo GAVE. 4. Segundo o que os alunos afirmam, a altura H tem que ser igual a 20,00 cm. Para tal iremos calcular em primeiro lugar o tempo de queda desde B a C, utilizando a equação de movimento segundo o eixo dos yy: y = y 0 + v 0y t 1 2 gt2 Logo, como não existe velocidade segundo o eixo dos yy inicialmente, v 0y = 0 m/s. Sabemos também que a distância BD é igual a 0,8 metros, logo esta é a altura que usaremos, y 0. Assim sendo, y = 0,8 + 5t 2 Quando y=0 (quando bate no solo / quando chega a C): 0,8 = 5t 2 t = 0, 4 segundos Dão-nos também o alcance, que é a distância DC, ou seja, o alcance é 0,8 metros. Assim sendo, usaremos a equação do movimento segundo o eixo dos xx: x = x 0 + v 0x t Como consideramos a posição inicial (D) igual a zero, x = v 0x t, logo: 0,8 metros = v 0x 0,4 segundos v 0x = 2 m/s Dizem-nos também que não existe atrito de A a B, logo existe conservação de energia mecância. Assim sendo, usaremos: Em A = Em B. Logo: E C A + E PA = E CB + E PB 1 2 mv A 2 + mgh = 1 2 mv B 2 + mgh Assim sendo, as massas cortam, h=0, e Ec A =0J, visto que a bola parte do repouso. E, então, v B = 2 m/s, pois é a velocidade segundo o eixo dos xx. (calculada em cima). Logo, 10H = v B 2 2 H = 0, 2 metros Os alunos tinham razão.

4 5. (D), uma vez que, como não existe resistência do ar a única força que actua é a gravítica. Como a força gravítica é a massa do corpo multiplicada pela aceleração gravítica, infere-se que a aceleração é constante e tem o valor de 10 m/s (D). A configuração electrónica deste átomo é: 1s 2 2s 2 2px 2 2py 1 2pz 1, havendo seis electrões de valência no último nível energético (n=2), distribuídos por quatro orbitais: 2s, 2px, 2py e 2pz Ao longo do período o raio atómico vai diminuindo. (Desde o grupo 1 ao grupo 18). Como o átomo de oxigénio e o de azoto fazem parte do mesmo período, mas não do mesmo grupo, e o azoto está no grupo 15 e o oxigénio no 16, o raio atómico do azoto é superior ao do oxigénio (C). Não pode ser a A porque na molécula N 2 a ligação N-N é tripla, enquanto que na molécula de CO 2 a ligação C-O é dupla, logo o comprimento de ligação em N 2 é mais curto que em CO 2. Não pode ser a B, porque a energia de ligação nunca é superior à do O 3, pois a ligação C-O nunca é tripla. Não pode ser a D visto que as moléculas de ozono não possuem ligação covalente tripla.

5 6.4. Sabemos que nas condições PTN, o volume molar é 22,4 dm 3 mol -1. Portanto o que queremos calcular é a densidade, pela fórmula: d = m V. A massa é igual ao número de moles multiplicado pela massa molar do oxigénio, pela fórmula: n = m m = nm. M Sabemos ainda que o volume é igual ao número de moles multiplicado pelo volume molar, pela fórmula: n = V V = nv V M. M Substituindo na fórmula da densidade ficará: d = nm nv M,simplificando fica: d = M V M, logo para o oxigénio: d = 32g/mol 22,4 dm 3 mol d g/dm 3 1, o que dará: 6.5. Para representar uma molécula utilizando a notação de Lewis é preciso saber quantos electrões de valência tem cada um dos seus átomos. Neste caso, como a molécula apenas apresenta átomos de oxigénio, este tem 6 electrões de valência. Assim sendo, para ficar estável um átomo irá precisar de se ligar a outro átomo e partilharão dois electrões, de maneira às orbitais do último nível ficarem completas. Assim sendo: Visto que o pico se aproxima da radiação ultra-violeta, a cor da radiação do visível emitida com maior intensidade pela estrela vai ser o violeta A composição deve contemplar os seguintes tópicos: No espectro solar, existem riscas negras que se devem à absorção de radiação por átomos existentes na atmosfera do Sol. Como algumas dessas riscas coincidem com as riscas dos espectros de emissão dos elementos referidos, podemos concluir que esses elementos estão presentes na atmosfera solar. 8. (C), dizem-nos que a cor acastanhada da mistura intensifica-se quando a temperatura do sistema aumenta, logo, como a reacção é endotérmica, quando se aumenta a temperatura ela vai progredir no sentido directo, produzindo-se mais moles de NO 2. Portanto o NO 2 é o gás com cor acastanhada.

6 9. (B), utilizando a fórmula CaV 1 = CbV 2 consegue-se apurar que V2 = 0,1, logo, V1 = 10V2. V1 10. (D). Utilizando uma regra de três simples: Se em 100 g de água Dissolvem-se 36g de NaCl para estar saturada Em 320 g de água Tem que ter x g de NaCl para estar saturada x = 115,2 g. Logo a solução está insaturada, encontrando-se toda dissolvida sem precipitado no fundo A equação química é: CaCO 3 aq Ca 2+ (aq) + CO 3 2 (aq) Sabemos que K S = Ca 2+ e CO 3 2 e, logo podemos substituir pelos dados que 2 nos fornecem, ficando: CO 3 = 4,4 e 10 5 mol/dm 3. Para calcularmos o número de moles de Na 2 CO 3, usamos: C = n. Como sabemos a V 2 concentração, pois é igual à de CO 3 e sabemos o volume que é 200 ml, então sabemos o número de moles que é: n Na 2 CO 3 = 8, mol/dm 3. Para calcular a massa usaremos: m = nm, sendo, portanto, igual a 9, g. e FIM DA RESOLUÇÃO