Prova Escrita de Física e Química A

Prova 715: Época Especial - 2011

GRUPO I

O planeta Terra é um sistema aberto que recebe energia quase exclusivamente do Sol. A energia solar que atinge o topo da atmosfera terrestre, por segundo e por unidade de área de superfície perpendicular à direcção da radiação solar, é a chamada constante solar, cujo valor é cerca de 1367Wm-2. A potência total recebida pela Terra, igual ao produto da constante solar pela área do disco correspondente ao hemisfério iluminado, é 1,74 × 1017W. Porém, cerca de 30% da energia solar é reflectida para o espaço exterior pela atmosfera, pelas nuvens e pela superfície do planeta, absorvendo a Terra anualmente apenas cerca de 3,84 × 1024J.

Esta energia acabará por ser devolvida ao espaço exterior, sob a forma de radiação infravermelha.

F. Duarte Santos, Que Futuro? Ciência, Tecnologia, Desenvolvimento e Ambiente, Gradiva, 2007 (adaptado)

1. De acordo com o texto, qual é o albedo médio da Terra?

2. Verifique, a partir da informação fornecida no texto, que a energia solar absorvida anualmente pela Terra é cerca de 3,84 × 1024J.

Apresente todas as etapas de resolução.

3. A troposfera é a camada da atmosfera mais próxima da superfície da Terra.

Dos gases presentes na troposfera, são determinantes para a regulação da temperatura na vizinhança da superfície da Terra

(A) os gases que existem em maior percentagem.

(B) o ozono e o oxigénio.

(C) o ozono e o azoto.

(D) os gases com efeito de estufa.

GRUPO II

Utilizou-se um osciloscópio para medir a tensão nos terminais de uma lâmpada alimentada por uma fonte de corrente alternada.

A Figura 1 representa o sinal obtido no osciloscópio, com a base de tempo regulada para 0,5 ms/divisão.

1. Qual é o período do sinal obtido no osciloscópio?

(A) 0,5 ms

(B) 1,0 ms

(C) 1,5 ms

(D) 2,0 ms

2. Qual será o valor lido num voltímetro ligado aos terminais da lâmpada se a tensão máxima do sinal, medida com o osciloscópio, for 6,0 V?

3. Movendo um íman no interior de uma bobina integrada num circuito eléctrico, pode induzir-se uma corrente eléctrica no circuito.

Explique, com base na lei de Faraday, por que motivo o movimento do íman em relação à bobina induz uma corrente eléctrica no circuito.

GRUPO III

Considere um carrinho que se move segundo uma trajectória rectilínea e horizontal, coincidente com o eixo Ox de um referencial unidimensional.

1. Na Figura 2, encontra-se representado o gráfico da componente escalar da posição, x, desse carrinho, segundo esse eixo, em função do tempo, t , decorrido desde que se iniciou o estudo do movimento.

Admita que no intervalo de tempo [0,0 ; 2,0] s a curva representada é um ramo de parábola.

1.1. Qual das seguintes figuras pode ser uma representação estroboscópica do movimento do carrinho no intervalo de tempo [0,0 ; 2,0] s ?

1.2. Qual dos esboços seguintes pode representar a componente escalar da aceleração, ax , do carrinho, em função do tempo, t , no intervalo de tempo [0,0 ; 2,0] s ?

1.3. Considere que no instante inicial o valor da velocidade do carrinho, de massa 400 g, é 3,0 ms-1.

Calcule a intensidade da resultante das forças não conservativas aplicadas no carrinho, no intervalo de tempo [0,0 ; 2,0] s .

Admita que a resultante das forças não conservativas tem a direcção do movimento.

Apresente todas as etapas de resolução.

1.4. No movimento considerado, o trabalho realizado pelo peso do carrinho é nulo, porque o peso

(A) tem direcção perpendicular ao deslocamento do carrinho.

(B) é uma força conservativa.

(C) é anulado pela força de reacção normal exercida pelo plano.

(D) tem intensidade constante.

2. Considere que o carrinho se desloca, numa outra situação, a partir do repouso, entre duas posições P e Q, por acção de uma força F, de intensidade constante.

Em qual dos esquemas seguintes se representa, para o deslocamento considerado, a situação na qual é maior a energia transferida para o carrinho, por acção da força F?

  

GRUPO IV

1. O telescópio espacial Hubble descreve, em torno da Terra, uma órbita praticamente circular, com velocidade de valor constante, v , a uma altitude de cerca de 5,9 × 102 km.

1.1. Conclua, justificando, se a aceleração do telescópio Hubble é nula.

1.2. Calcule o tempo que o telescópio Hubble demora a descrever uma órbita completa.

Considere

      

Apresente todas as etapas de resolução.

mT (massa da Terra) = 5,98 × 1024 kg

rT (raio da Terra) = 6,4 × 103 km

2. O ano-luz é uma unidade de

(A) distância.

(B) tempo.

(C) velocidade.

(D) luminosidade.

3. As estrelas não apresentam todas a mesma cor.

A estrela Rigel é azul, enquanto a estrela Antares é vermelha, o que permite concluir que, das duas estrelas, a estrela Rigel está

(A) a uma temperatura superior.

(B) a uma temperatura inferior.

(C) mais afastada da Terra.

(D) mais próxima da Terra.

4. O hidrogénio é o elemento mais abundante no Universo.

A Figura 3 representa o diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogénio, no qual está assinalada uma transição electrónica.

4.1. A variação de energia associada à transição electrónica assinalada é

(A) -2,4 × 10-19 J

(B) -1,4 × 10-19 J

(C) -1,0 × 10-19 J

(D) -3,8 × 10-19 J

4.2. Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes.

A transição electrónica assinalada no diagrama representado na Figura 3 origina uma risca na região do ____________ no espectro de ____________ do átomo de hidrogénio.

(A) infravermelho … absorção

(B) ultravioleta … emissão

(C) infravermelho … emissão

(D) ultravioleta … absorção

GRUPO V

1. O ozono, O3(g), existente na estratosfera tem grande importância na preservação da vida na Terra.

1.1. Qual é a radiação, nociva para os seres vivos, que é absorvida pelo ozono na estratosfera?

1.2. A emissão para a atmosfera de alguns derivados halogenados dos alcanos tem contribuído para a destruição da camada de ozono.

Qual é o nome do derivado halogenado a seguir representado, de acordo com a nomenclatura IUPAC?

(A) 1,3-dicloro-1,1-dimetilpropano

(B) 1,3-dicloro-3,3-dimetilpropano

(C) 1,3-dicloro-3-metilbutano

(D) 2,4-dicloro-2-metilbutano

1.3. Em condições normais de pressão e de temperatura (PTN), o volume ocupado por 13 g de ozono é

2. Num átomo de oxigénio, no estado fundamental, existem diversas orbitais preenchidas. Dessas orbitais, apenas

(A) duas se encontram completamente preenchidas.

(B) duas de valência se encontram semipreenchidas.

(C) uma de valência se encontra completamente preenchida.

(D) uma se encontra semipreenchida.

GRUPO VI

Considere um recipiente de 1,0 L contendo inicialmente apenas cloreto de nitrosilo, NOCl(g). Este composto sofre uma reacção de decomposição que pode ser traduzida por

Após o estabelecimento de uma situação de equilíbrio, existiam no recipiente 1,8 mol de NOCl(g), 0,70 mol de NO(g) e ainda uma certa quantidade de Cl2(g), à temperatura T.

1. Determine a constante de equilíbrio da reacção de decomposição do NOCl(g), à temperatura T.

Apresente todas as etapas de resolução.

2. Obtém-se um valor diferente da constante de equilíbrio, para a reacção considerada, partindo

(A) da mesma concentração inicial de NOCl(g), mas alterando a temperatura do sistema em equilíbrio.

(B) de uma concentração inicial diferente de NOCl(g), mas mantendo a temperatura do sistema em equilíbrio.

(C) de concentrações iniciais diferentes de NO(g) e de Cl2(g), mas da mesma concentração inicial de NOCl(g).

(D) de concentrações iniciais diferentes de NOCl(g), de NO(g) e de Cl2(g).

3. Conclua, justificando, como deverá variar o rendimento da reacção de decomposição do NOCl(g) se se aumentar a pressão do sistema, por diminuição do volume do recipiente, mantendo-se a temperatura constante.

4. Identifique o tipo de ligação que se estabelece entre os átomos de cloro na molécula Cl2 e refira o número de pares de electrões de valência não ligantes que existem nesta molécula.

GRUPO VII

Com o objectivo de determinar a concentração de uma solução de hidróxido de sódio, NaOH(aq), um grupo de alunos realizou uma actividade laboratorial.

Os alunos começaram por diluir a solução inicial de hidróxido de sódio cinco vezes. Em seguida, titularam 10,0cm3 da solução diluída com uma solução padrão de ácido clorídrico, HCl(aq), de pH 0,60, tendo gasto 15,20cm3 desta solução até ao ponto final da titulação, detectado com um indicador adequado.

1. Refira o nome do instrumento de medida utilizado para medir com rigor o volume da solução de NaOH a titular.

2. A reacção que ocorre pode ser representada por

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

Determine a concentração da solução inicial de NaOH.

Apresente todas as etapas de resolução.

3. Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes.

A escolha inadequada do indicador, que geralmente é adicionado à solução que se encontra ____________, conduz a uma diminuição de ____________ na determinação da concentração do titulado.

(A) no erlenmeyer ... precisão

(B) no erlenmeyer ... exactidão

(C) na bureta ... precisão

(D) na bureta ... exactidão

4. Suponha que, em vez de um indicador, os alunos utilizavam um sensor de pH, o que lhes permitiria obter o gráfico do pH em função do volume de titulante (curva de titulação).

Apresente o esboço da curva de titulação que seria obtida pelos alunos, assinalando o pH no ponto de equivalência.

FIM

Contactos

© Triplex