Exame - 2013 - época especial - 11ºAno (falta sol.)

Exame - 2013 - época especial - 11ºAno (falta sol.)

 

 

GRUPO I

 

Na sua obra Princípios Matemáticos de Filosofia Natural, editada pela primeira vez em 1687, Newton estabeleceu as três leis da Dinâmica e mostrou que tanto a queda de um corpo à superfície da Terra (por exemplo, a queda de um fruto da árvore para o solo) como o movimento da Lua na sua órbita podem ser explicados pela existência de uma força, resultante da interação entre cada um desses corpos e a Terra. Essa força depende das massas dos dois corpos que interatuam e da distância entre os seus centros de massa.

Assim, um fruto cai da árvore porque é atraído para a Terra. Mas, embora tendo uma massa muito inferior à da Terra, também o fruto atrai a Terra.

M. Ferreira, G. Almeida, Introdução à Astronomia e às Observações Astronómicas, Plátano Edições Técnicas, 6.a ed., 2001 (adaptado)

 

1. Considere que m representa a massa de um fruto que se encontra acima da superfície da Terra e que d representa a distância entre o centro de massa do fruto e o centro de massa da Terra.

 

A intensidade da força com que a Terra atrai esse fruto é

 

(A) inversamente proporcional a m

 

(B) diretamente proporcional a d

 

(C) diretamente proporcional a m2

 

(D) inversamente proporcional a d 2.

 

2. A força com que a Terra atrai um fruto e a força com que esse fruto atrai a Terra têm intensidades

 

(A) iguais e determinam acelerações de módulos diferentes em cada um desses corpos.
 

(B) iguais e determinam acelerações de módulos iguais em cada um desses corpos.
 

(C) diferentes e determinam acelerações de módulos diferentes em cada um desses corpos. 

 

(D) diferentes e determinam acelerações de módulos iguais em cada um desses corpos.

 

3. Conclua, justificando, se o trabalho realizado pelo peso de um fruto que cai da árvore para o solo depende da forma da trajetória descrita pelo fruto. 

 

4. Considere um fruto que cai de uma árvore, abandonado de uma posição situada a 1,60 m acima do solo. Admita que a resistência do ar é desprezável e que o fruto pode ser representado pelo seu centro de

massa (modelo da partícula material).
 

4.1. Qual é o esboço do gráfico que pode representar o modo como varia a energia cinética, Ec, do fruto

em função do tempo, t, durante a queda? 

 

 

4.2. Qual é o módulo da velocidade com que o fruto passa na posição situada a 0,70 m do solo?

 

(A) v=5,6ms

 

(B) v=4,2ms

 

(C) v=3,7ms

 

(D) v=2,6ms1

 

4.3. Admita que, no seu movimento de translação em torno da Terra, a Lua descreve uma órbita circular, de raio 3,84 × 105 km.

 

Determine o quociente entre o módulo da aceleração da Lua, no movimento de translação referido, e o módulo da aceleração do fruto, no movimento de queda considerado.

 

Apresente todas as etapas de resolução.

 

Massa da Lua = 7,35 × 1022 kg 

Massa da Terra = 5,98 × 1024 kg 

 

 

GRUPO II

 

O planeta Terra é um sistema que recebe energia quase exclusivamente do Sol. Dessa energia, recebida sob a forma de radiação, cerca de 50% é absorvida pela superfície da Terra, cerca de 20% é absorvida pela sua atmosfera e cerca de 30% é refletida para o espaço.

 

1. O albedo médio da Terra é, assim, cerca de

 

(A) 70% 

 

(B) 50% 

 

(C) 30% 

 

(D) 20%

 

2.Qual é a relação entre a potência da radiação absorvida pelo planeta Terra e a potência da radiação emitida pelo planeta Terra para o espaço?

 

 

3.Justifique a afirmação seguinte.
 

O comprimento de onda da radiação de máxima intensidade emitida pelo Sol é muito inferior ao

comprimento de onda da radiação de máxima intensidade emitida pela Terra. 

 

 

GRUPO III

 

 

1. O metano, CH4, principal constituinte do gás natural, é um combustível muito usado.

 

1.1.  Represente a molécula de metano, utilizando a notação de Lewis. Refira o número total de eletrões

de valência ligantes dessa molécula.

 

1.2.  A combustão completa do metano pode ser representada por

 


 

Calcule a energia libertada quando, por combustão completa de metano, se consomem 2,0 m3 de oxigénio, em condições normais de pressão e de temperatura.

 

Apresente todas as etapas de resolução.

 

 

2. O metano pode ser usado como combustível no aquecimento de um bloco de chumbo.

 

2.1. Admita que o bloco de chumbo se encontra inicialmente à temperatura de 0 °C. A essa temperatura, o bloco

 

(A) emite um conjunto de radiações que constitui um espectro descontínuo. 

 

(B) emite radiação de uma única frequência.
 

(C) não emite qualquer radiação.
 

(D) emite um conjunto de radiações que constitui um espectro contínuo.

 

2.2. Na tabela seguinte, estão registadas as elevações de temperatura, ∆i, do bloco de chumbo, de massa 3,2 kg, em função da energia, E, que lhe é fornecida. 

 

 

Determine a capacidade térmica mássica do chumbo.

 

Comece por apresentar a equação da reta que melhor se ajusta ao conjunto de valores apresentados na tabela, referente ao gráfico da elevação de temperatura do bloco de chumbo, em função da energia que lhe é fornecida (utilize a calculadora gráfica).

 

Apresente todas as etapas de resolução. 

 

 

GRUPO IV

 

 

O vinho é uma mistura líquida essencialmente constituída por água e etanol, embora nela existam também outras substâncias dissolvidas. A oxidação do etanol pode dar origem à formação do ácido acético, um dos constituintes dos vinagres.

 

1. Pretende-se medir a densidade (ou massa volúmica) de um vinho, utilizando um densímetro.
 

Em qual dos esquemas seguintes se encontra corretamente representada a posição do densímetro quando

se pretende efetuar aquela medição? 

 

 

 

2. O grau de acidez de um vinagre é expresso em termos da massa de ácido acético, CH3COOH (M = 60,06 g mol-1), em gramas, dissolvida em 100 cm3 desse vinagre.

 

Um vinagre comercial de grau de acidez 6,0% é diluído 20 vezes, preparando-se um volume total de 500,0 cm3 de solução diluída.

 

Determine a quantidade de ácido acético dissolvida na solução diluída de vinagre. Apresente todas as etapas de resolução.

 

3. O ácido acético é um ácido monoprótico fraco, cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por 

 

 

Considere uma solução 0,0200 mol dm-3 de ácido acético, CH3COOH(aq), cujo pH, a 25 oC, é 3,23.

 

Determine a percentagem de ácido acético não ionizado na solução. 

 

Apresente todas as etapas de resolução. 

 

 

GRUPO V

 

Na titulação de uma solução de ácido acético, CH3COOH(aq), com uma solução de hidróxido de sódio, NaOH(aq), uma base forte, a reação que ocorre pode ser traduzida por

 


1. Considere que o volume de solução de ácido acético a titular é 25,0 cm3 e que se adicionou 50,0 cm3 de

NaOH(aq) de concentração 0,100 mol dm-3 até ser atingido o ponto de equivalência da titulação. Determine a concentração da solução de ácido acético.

 

Comece por calcular a quantidade de NaOH adicionada até ter sido atingido o ponto de equivalência da titulação.

 

Apresente todas as etapas de resolução. 

 

 

2. Na Figura 1, estão representadas uma curva de titulação de um ácido forte com uma base forte (Curva A) e uma curva de titulação de um ácido fraco com uma base forte (Curva B). 

 

 

Conclua, justificando, a partir das curvas de titulação apresentadas, em qual das situações o número de indicadores ácido-base suscetíveis de serem utilizados será mais reduzido.

 

Comece por referir qual a função de um indicador ácido-base, numa titulação. 

 

 

GRUPO VI

 

 

1. Considere a reação química, em fase gasosa, traduzida por

 

 

Preveja, justificando, como variará a concentração de Cl2(g) se ocorrer um aumento de pressão, por diminuição do volume, no sistema químico, inicialmente em equilíbrio, à temperatura T.

 

2. A molécula de Cl2 é constituída por átomos de cloro.
 

2.1. Num átomo de cloro, no estado fundamental, o número de orbitais ocupadas é

 

(A)

 

(B)

 

(C)

 

(D)

 

2.2. Um dos eletrões de valência menos energéticos de um átomo de cloro, no estado fundamental, pode ser caracterizado pelo conjunto de números quânticos 

 

 

2.3. Os átomos de cloro são agentes destruidores da camada de ozono estratosférico.
Um mecanismo reacional que traduz a destruição do ozono pode ser representado pelas seguintes

equações:

 

 

 

Escreva a equação que corresponde à soma destas duas equações. 

 

 

2.4. Os átomos de cloro podem substituir átomos de hidrogénio nas moléculas dos alcanos, como na molécula a seguir representada. 

 

 

Qual é o nome do composto acima representado, de acordo com a nomenclatura IUPAC?

 

(A) 2,3-dicloro-2-metilbutano
 

(B) 2-cloro-2-metil-3-clorobutano 

 

(C) 2,3-dicloro-3-metilbutano
 

(D) 2-cloro-3,3-clorometilbutano 

 

 

GRUPO VII

 

1. Na Figura2, estão representados dois sinais elétricos, A e B, visualizados simultaneamente no ecrã de um osciloscópio, com a mesma base de tempo selecionada nos dois canais. 

 

 

(A) 4 vezes superior à frequência do sinal A. 

 

(B) 1,6 vezes inferior à frequência do sinal A. 

 

(C) 1,6 vezes superior à frequência do sinal A. 

 

(D) 4 vezes inferior à frequência do sinal A.

 

1.2. Verificou-se que o sinal A pode ser descrito pela equação
 

U = 2,0 sin (5,0 r × 102 t) (SI)

 

A base de tempo do osciloscópio estava, assim, regulada para

 

(A)  0,5 ms / div

 

(B)  1 ms / div

 

(C)  2 ms / div

 

(D)  5 ms / div 

 

 

 

 

2. Os microfones de indução permitem converter sinais sonoros em sinais elétricos. Neste tipo de microfones, a vibração da membrana provoca a oscilação de uma bobina imersa num campo magnético.

 

Quanto mais rapidamente se movimentar a bobina, maior será

 

(A)  o fluxo magnético através da bobina e menor será a força eletromotriz induzida na bobina.

 

(B)  a taxa de variação temporal do fluxo magnético através da bobina e menor será a força eletromotriz induzida na bobina.

 

(C)  o fluxo magnético através da bobina e maior será a força eletromotriz induzida na bobina.

 

(D)  a taxa de variação temporal do fluxo magnético através da bobina e maior será a força eletromotriz induzida na bobina.

 

 

3. Um campo magnético pode ser criado por um íman, como o representado na Figura 3. 

 

 

Qual dos seguintes vetores pode representar o campo magnético criado no ponto P pelo íman representado na figura? 

 

 

 

FIM 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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