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UEL Vestibular de 2010 - PROVAS DA 2º FASE : Física e Química

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FORMUL RIO DE F SICA Movimento linear: 1 2 s = s0 + v0 t + at2 ; v = v0 + at; v 2 = v0 + 2a s 2 Velocidade m dia: v = Peso: P = mg x t Press o de um l quido: p = p0 + gh Densidade volum trica: = Movimento angular: m = ; m = ; v = r; a = r t t Empuxo: E = V g 2 2 Trajet ria descrita por proj til I: vy = v0y 2g (y y0 ) Trajet ria descrita por proj til II: y = y0 + v0y g x 2 x2 vx 2vx Segunda lei de Newton: F = ma For a centr peta: Fc = m m V v2 r Lei dos gases: pV = nRT 1 lei da termodin mica: U = Q W com Q > 0 quando o sistema recebe calor e W > 0 quando o sistema realiza trabalho Frequ ncia: f = 1 T 2 T For a el stica: F = k x Frequ ncia angular: w = 2 f = Quantidade de movimento linear: P = mv Velocidade de propaga o das ondas: v = f Trabalho de uma for a: W = F d cos( ) Equa o de propaga o da onda: 1 Equa o de Bernoulli: P0 + gh + v 2 = constante 2 1 Energia cin tica: Ec = mv 2 2 y = A cos ( t + 0 ) Per odo massa-mola: T = 2 Per odo p ndulo simples: T = 2 Energia potencial gravitacional: Ep = mgh Lei Coulomb: F = Energia total: E = Ec + Ep Energia potencial el stica: Ep = Pot ncia: P = g 1 |q1 q2 | 4 0 r2 Potencial eletrost tico: V = Energia do f ton: E = hf m k 1 |q | 4 0 r For a el trica: F = qE 12 kx 2 Raio do Sol: R = 108 m W = Fv t Dist ncia focal do espelho c ncavo: Mm Lei da gravita o Universal: F = G 2 r 1 1 1 = + F O i Constantes Fundamentais: G = 6, 67 10 11 m3 s2 kg h = 6, 63 10 34 Js R = 8, 31 J kmol 0 = 8, 85 10 12 C2 N m2 O gabarito o cial provis rio estar dispon vel no endere o eletr nico www.cops.uel.br a partir das 20 h do dia 8 de dezembro de 2009. 0 = 1, 26 10 6 Tm A F SICA Analise a gura a seguir e responda quest o 1. 1 Um dos grandes e fundamentais problema da f sica atual explicar as curvas de rota o das gal xias. Este nome dado ao gr co onde se esbo a a velocidade de rota o das estrelas que comp e uma dada gal xia, em fun o da dist ncia ao n cleo gal ctico, como mostrado na gura anterior. Nessa gura a curva superior representa os resultados experimentais das medidadas astron micas das velocidades das estrelas orbitando o n cleo gal ctico, enquanto a curva inferior representa o resultado esperado para essas velocidades, quando se utiliza a Lei da Gravita o Universal de Newton. Numa primeira aproxima o, pode-se estimar a massa da gal xia com um modelo simpli cado que considera o equil brio entre as for as gravitacional e centripeta que atuam numa dada estrela que interage com o material gal ctico no interior de sua rbita. A compreens o destas curvas proporciona informa es sobre a distribui o da massa das gal xias. Com a utiliza o de radiotelesc pios, constatou-se que frequentemente as curvas de rota o cam constantes a grandes dist ncias do n cleo gal ctico, contrariando a previs o de uma lei do inverso do quadrado da dist ncia para a for a e o esgotamento do material das gal xias a tais dist ncias. V rias id ias foram propostas para explicar a discrep ncia entre as velocidades previstas teoricamente e as medidas experimentalmente; citamos as duas mais aceitas atualmente: proposta de modi ca o da lei de gravita o de Newton e a exist ncia de Mat ria Escura. Valores fornecidos: G 7 10 11 m3 kg 1 s 2 , parsec pc = 3 1016 m , Massa do sol M = 2 1030 kg . Com base na gura, no texto, nos conhecimentos sobre o assunto, e considerando que as estrelas, inclusive o sol, movem-se em orbitas circulares ao redor do n cleo gal tico e utilizando os valores fornecidos, considere as a rmativas a seguir: I. A massa da gal xia, no interior da obtida do sol, utilizando-se a velocidade observada do sol 1,2 vezes maior que a massa obtida utilizando-se a velocidade prevista pela utiliza o da teoria da gravita o de Newton. A explica o dessa diferen a um dos principais problemas da f sica atual. II. A di culdade na estimativa do n mero de estrelas nas gal xias o fator que gera a discrep ncia entre os valores dessas duas velocidades. 1 / 22 III. A diferen a entre a velocidade medida e a calculada do modelo te rico devido s imprecis es nos c lculos computacionais dado que o modelo te rico exato. IV. O equil brio entre a for a centr fuga e a gravitacional fornece uma estimativa aproximada para a massa da gal xia no interior da rbita solar de 1011 M massas solares. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas II, III e IV s o corretas. 2 Leia o texto a seguir: A an lise do espectro de muitas gal xias distantes, conduziu Edwin Hubble a uma importante descoberta: A velocidade de recess o v de uma gal xia proporcional a sua dist ncia r Terra. Esta rela o linear conhecida como lei de Hubble escrita como v = rH0 , onde H0 a constante de Hublle cujo melhor valor j obtido (utilizando-se o telesc pio Hubble) H0 = 2, 3 10 18 s 1 . Esta lei sugere que em algum tempo no passado toda mat ria do universo estava concentrada numa pequena regi o ou mesmo num ponto e que posteriormente uma grande explos o, conhecida como Big Bang, forneceu mat ria luminosa que atualmente observamos, a velocidade de recess o que medimos. Com base no texto e nos conhecimentos de f sica b sica, considere as seguintes a rmativas. I. A lei de Hubble n o uma equa o linear. II. A an lise dimensional da lei de Hubble a rma que a vari vel calculada deve ser a acelera o e n o velocidade. III. De acordo com a lei de Hubble, para uma gal xia que se encontra a uma dist ncia r da terra o tempo t r necess rio para percorrer esta dist ncia a velocidade constante v t = v = 1, 4 1010 anos. IV. Se considerarmos que ap s o Big Bang todas velocidades permaneceram constantes podemos estimar que a idade do universo de aproximadamente 14 bilh es de anos. V. Se considerarmos que ap s o Big Bang todas velocidades permaneceram constantes podemos estimar que a idade do universo de aproximadamente 140 bilh es de anos. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. b) Somente as a rmativas II e III s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas I, II e IV s o corretas. 3 Analise as guras a seguir: 2 / 22 Uma bolinha de isopor mantida submersa, em um tanque, por um o preso ao fundo. O tanque cont m gua de densidade = 1 g/cm3 . A bolinha, de volume V = 200 cm3 e massa m = 40 g, tem seu centro mantido a uma dist ncia h = 50 cm da superf cie. Cortando o o, observa-se que a bolinha sobe, salta do l quido, e que seu centro atinge uma altura y acima da superf cie. Desprezando os atritos do ar e gua e a tens o super cial da gua, determine a altura y , acima da superf cie, que o centro da bolinha atingir . a) 100 cm b) 150 cm c) 200 cm d) 250 cm e) 300 cm 4 2 Considere uma esfera s lida de raio r e momento de in rcia inicial Ii = 2 mri que gira com per odo T ao redor 5 de um eixo vertical que passa por seu centro. Essa esfera possui mat ria uniformemente distribu da atrav s de seu volume. Devido a um desequil brio de for as, essa mat ria rearranja-se em uma nova con gura o de 2 equil brio cuja geometria a de uma casca com formato esf rico e momento de in rcia nal If = 2 mrf . 3 Sob que condi es o per odo de rota o da esfera permanecer inalterado? a) Aumento na velocidade de rota o . b) Esta condi o ser satisfeita se os raios iniciais e nais forem iguas: ri = rf j que neste caso o momento angular ser conservado. c) A conserva o do momento angular implica em uma diminui o da velocidade angular e ao mesmo tempo um aumento no raio da esfera de forma que rf = 5 3 ri . d) A conserva o do momento angular implica em uma diminui o do raio da esfera de forma que rf = 2 3 ri . e) A conserva o do momento angular implica em uma diminui o do raio da esfera de forma que rf = 3 5 ri . 5 Dois recipientes cil ndricos id nticos, de paredes termicamente isoladas, com tampas m veis sem atrito e de pesos desprez veis ( mbolos), cont m em seus interiores volumes id nticos V0 de g s ideal a mesma press o atmosf rica P0 e temperatura T0 . No tempo inicial t0 , um dos recipientes, que se encontrava inicialmente no meio atmosf rico, colocado na posi o p1 e no interior de um tubo de Venturi e o outro na posi o p2 como esquematizado na gura a seguir: No tubo de Venturi de sec o transversal A1 > A2 um l quido com densidade igual d gua escoa laminarmente com velocidade de m dulo constante v2 = 2v1 . No tempo t1 > t0 , os dois cilindros atingem suas con gura es de equil brio. 3 / 22 Nos esquemas a seguir assinale a alternativa que melhor representa a con gura o de equil brio dos cilindros. a) d) b) e) c) 4 / 22 6 Um recipiente cil ndrico, de paredes termicamente isoladas, com tampa m vel sem atrito e de peso desprez vel ( mbolo) cont m o volume V0 de g s ideal, em equil brio press o atmosf rica P0 = 105 N/m2 e temperatura T0 = 27 C. O recipiente colocado no fundo de um tanque que cont m gua com densidade = 103 kg/m3 . Ap s determinado tempo, o sistema atinge uma con gura o de equil brio com o g s ocupando o volume de V1 = 3 10 seguir. V0 e o mbolo a uma profundidade y = 40 m da superf cie d gua, como esquematizado na gura a A temperatura do g s no interior do cilindro submerso: a) aumentar atingindo o valor T1 = 3 T0 . 2 b) permanecer a mesma, j que o recipiente termicamente isolado, portanto T0 = T1 . c) diminuir devido o peso da coluna d gua acima do mbolo, portanto T1 < T0 . d) diminuir atingindo o valor T1 = 10 T0 . O g s no interior do recipiente submetido a uma transforma o isob rica; a 3 diminui o do volume causada pelo deslocamento do mbolo devido ao peso da coluna d gua. 5 e) aumentar atingindo o valor T1 = 2 T0 . 7 A imagem de um objeto formada por um espelho c ncavo mede metade do tamanho do objeto. Se o objeto deslocado de uma dist ncia de 15 cm em dire o ao espelho, o tamanho da imagem ter o dobro do tamanho do objeto. Estime a dist ncia focal do espelho e assinale a alternativa correta. a) 0, 1 cm b) 0, 1 cm c) 10 cm d) 15 cm e) 20 cm 5 / 22 8 Um raio de luz de uma fonte luminosa em A ilumina o ponto B , ao ser re etido por um espelho horizontal sobre uma semi-reta DE como esquematizado na gura a seguir: Todos os pontos est o no mesmo plano vertical. Considere AD = 2 m, BE = 3 m e DE = 5 m. A dist ncia entre a imagem virtual da fonte e o ponto B , em metros, ser : a) 5 b) 5 2 c) 5 3 d) 6 2 e) 6 3 9 Uma das cordas de um violoncelo a nada em l ( = 440 Hz) quando n o pressionada com o dedo, ou seja, quando estiver com seu comprimento m ximo que de 60 cm, desde o cavalete at a pestana. Qual deve ser o comprimento da corda para produzir uma nota de frequ ncia = 660 Hz? a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm e) 50 cm 10 I O n vel sonoro S medido em decib is (dB) de acordo com a express o S = (10 dB) log10 ( I ), onde I a 0 intensidade da onda sonora e I0 = 10 12 W/m2 a intensidade de refer ncia padr o correspondente ao limiar da audi o do ouvido humano. Em uma ind stria metal rgica, na sec o de prensas, o operador trabalhando a 1 m de dist ncia do equipamento exposto durante o seu per odo de trabalho ao n vel sonoro de 80 dB, sendo por isso necess ria a utiliza o de equipamento de prote o auditiva. No interior do mesmo barrac o industrial h um escrit rio de projetos que ca distante das prensas, o necess rio para que o n vel m ximo do som nesse local de trabaho seja de 40 dB, dentro da ordem dos valores que constam nas normas da ABNT. Dado: P = 4 r2 I correto a rmar que o escrit rio est distante da sec o de prensas aproximadamente: a) 100 m b) 200 m c) 100 100 m d) 1 km e) 100 10 km 6 / 22 11 Um ciclista descreve uma volta completa em uma pista que se comp e de duas retas de comprimento L e duas semicircunfer ncias de raio R conforme representado na gura a seguir. A volta d -se de forma que a velocidade escalar m dia nos trechos retos v e nos trechos curvos 4 v. 5 ciclista completa a volta com uma velocidade escalar m dia em todo o percurso igual a A partir dessas informa es, correto a rmar que o raio dos semic rculos dado pela express o: 2 3 v. O a) L = R R 2 R c) L = 3 R d) L = 4 3 R e) L = 2 b) L = 12 Um sistema mec nico que consiste de um pequeno tubo com uma mola consegue imprimir a uma esfera de massa m uma velocidade xa v0 . Tal sistema posto para funcionar impulsionando a massa na dire o vertical, a massa atingindo a altura m xima h e voltando a cair. Em seguida o procedimento efetuado com o eixo do tubo formando um determinado ngulo com a dire o horizontal de modo que o alcance R nesta dire o seja maximizado. Tais situa es est o representadas na gura a seguir. Os experimentos ocorrem em um local onde a acelera o da gravidade g um pouco menor que seu valor na superf cie terrestre g = 9, 8 m/s2 . Baseado nesses dados e concordando com express es cinem ticas para os movimentos de queda livre e lan amento obl quo, correto a rmar: h h g obedecer a rela o = R R 2g 2g h h = b) A raz o obedecer a rela o R R g g h h = c) A raz o obedecer a rela o R R 2g d) A dist ncia R a ser alcan ada pela massa ser a mesma que se obteria em um experimento na superf cie terrestre porque tal quantidade s depende do valor da componente horizontal da velocidade v0 cos( ). a) A raz o e) R e h ser o diferentes de seus valores obtidos em experimentos realizados na superf cie mas a rela o 1 h = se manter porque esta independe do valor local da acelera o da gravidade. R 2 7 / 22 13 Analise as guras a seguir: Tr s cargas puntiformes id nticas encontram-se nos v rtices de um tri ngulo de lado a conforme representado na gura A. O ponto P situa-se sobre a reta que passa pelo centro c do tri ngulo em uma dire o perpendicular ao plano do mesmo e a uma dist ncia cP = h. O segmento de reta que une P a qualquer v rtice do tri ngulo forma com cP o ngulo . Na gura B est o representadas as componentes dos vetores campo el trico paralelas ao plano do tri ngulo, geradas por cada uma das tr s cargas. Cada uma dessas componentes tem m dulo E. Com base nessas informa es, na express o para o vetor campo el trico gerado por uma carga puntiforme e nas regras para adi o de vetores, correto a rmar: a) O vetor campo el trico em P devido s tr s cargas nulo. b) O vetor campo el trico em P devido s tr s cargas perpendicular ao plano do tri ngulo e tem m dulo 3E sen( ). c) O vetor campo el trico em P devido s tr s cargas perpendicular ao plano do tri ngulo e tem m dulo 3E cos( ). d) O vetor campo el trico em P devido s tr s cargas perpendicular ao plano do tri ngulo e tem m dulo 3E ctg( ). e) O sinal das tr s cargas n o pode ser determinado a partir da representa o dada de suas componentes paralelas na gura B. 14 Numa resid ncia, o reservat rio de gua est situado a 10 metros de altura em rela o a uma torneira. Assinale a alternativa que apresenta a press o exercida na v lvula da torneira quando a torneira mantida fechada. Dados: densidade espec ca da gua de 1 103 kg/m3 , acelera o da gravidade 10 m/s2 e press o atmosf rica 1 atm = 1, 05 105 N/m2 . a) 1 atm b) 10 atm c) 15 N/m2 d) 2500 N/m2 e) 2, 05 105 N/m2 15 O processo de re ex o do som pode ser evidenciado I. na produ o de ecos. II. na altera o percebida no som de uma ambul ncia est se aproximando com a sirene ligada. III. quando o som se propaga no v cuo. IV. em ondas sonoras estacion rias num tubo. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas II, III e IV s o corretas. 8 / 22 16 Os diagramas PV a seguir representam o comportamento de um g s: correto a rmar: a) O diagrama (a) representa um processo isot rmico com a temperatura inicial maior que a temperatura nal. b) Os diagramas (a) e (b) resultam no mesmo trabalho realizado pelo sistema ap s a expans o. c) O diagrama (b) representa um processo adiab tico. d) O diagrama (c) representa um processo isob rico. e) O diagrama (c) representa um processo de expans o. 17 Sobre uma l mina na de vidro, acumulou-se uma pequena quantidade de gua ap s uma leve chuva, tal que se formou uma tripla camada de meios diferentes, como apresentado na gura a seguir. Sabendo que o ndice de refra o do ar, da gua e do vidro s o, respectivamente, 1,00, 1,33 e 1,52, assinale a alternativa que apresenta a trajet ria correta de um raio de luz que sofre refra o ao atravessar os tr s meios. a) trajet ria I. b) trajet ria II. c) trajet ria III. d) trajet rias I e II. e) trajet rias II e III. 9 / 22 18 Leia o texto e analise a gura a seguir: Planck iniciou seus trabalhos por volta de 1895 em Berlin, quando os f sicos te ricos estavam trabalhando na solu o do problema da teoria da luz e radia o de calor emitido por fornos que operavam a altas temperaturas, conhecidos no meio acad mico por corpos negros. Em 1905, Planck encontrou a solu o para este problema cl ssico, introduziu uma nova constante f sica fundamental e estabeleceu um marco para o surgimento da mec nica qu ntica. Os resultados de Planck mostram que numa descri o estat stica da termodin mica a radia o de corpo negro tamb m pode ser tratada como um g s de f tons, que s o part culas de massa de repouso nula, com spin inteiro. A descri o termodin mica do g s de f tons fornece a Lei de Planck para a irradia o de corpo negro, bem como todos os potenciais termodin micos do g s, por exemplo a entropia, que dada pela equa o S= 16 V T 3 3 c com = 5.670400 10 8 J s 1 m 2 K 4 , V o volume ocupado pelo g s, c a velocidade da luz e T a temperatura expressa em Kelvin. A gura a seguir ilustra um esbo o da distribui o espectral da densidade de energia irradiada pelo sol e que atinge o nosso planeta Terra. Distribui o espectral da densidade de energia irradiada pelo sol. Nota-se perfeitamente que as reas representando a intensidade da radia o no topo da atmosfera e no n vel do mar possuem a forma da curva de irradia o de um corpo negro, tamb m mostrada na gura como uma linha cont nua. Por causa desse comportamento o espectro de radia o solar pode ser considerado como o espectro de radia o de um corpo negro. Com base no texto, na gura e nos conhecimentos sobre o assunto, considere as a rmativas. I. A curva de irradia o de energia do sol n o pode ser comparada curva de irradia o de energia de um corpo negro j que o sol uma estrela. II. A radia o solar que atinge a terra tamb m composta de f tons. III. A luz solar que atinge a terra composta somente de part culas sem massa e spin semi-inteiro denominadas neutrinos. IV. Devido forma da curva de irradia o de energia do sol ajustar-se aproximadamente bem curva de irradia o de um corpo negro, podemos estimar que a correspondente entropia do sol da ordem de 1023 J/K. 10 / 22 Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas II e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas I, III e IV s o corretas. Observe a gura a seguir e responda s quest es 19 e 20. Oscilador ham nico simples Nesta gura est esquematizado um oscilador harm nico simples (sistema composto por uma part cula de massa m presa a uma mola de comprimento natural l, constante el stica K e massa desprez vel, que obedece lei de Hooke) preso ao longo da vertical a uma base de altura h e massa M , muito maior que a massa m da part cula que comp e o oscilador. A base e o oscilador s o colocados em um suporte de altura H ; todo o sistema est em equil brio em um campo gravitacional uniforme de intensidade g . A resist ncia do ar desprezada. 19 O suporte de altura H subitamente removido, o sistema base-oscilador cai em queda livre sem resist ncia do ar, mantendo-se sempre na vertical antes e depois de atingir o solo. Nestas condi es, e com base nos conhecimentos sobre o tema, considere as seguintes a rmativas. I. O sistema (base-oscilador) cair em queda livre sem oscilar j que a base de massa M e a part cula de massa m est o submetidas mesma acelera o g . II. A resultante das for as que atuam no sistema nula, portanto n o haver oscila o. III. Ap s a s bita remo o do suporte, a for a normal que atua no sitema (base-oscilador) ser nula. IV. O sitema (base-oscilador) cair em queda livre. A part cula de massa m << M executar movimento harm nico simples de frequ ncia = m e amplitude A = Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas II, III e IV s o corretas. 11 / 22 mg . 20 Na gura anterior, ap s a s bita remo o do suporte de altura H no momento imediatamente posterior ao contato da base com o solo. O sistema base-oscilador mant m-se na vertical, com a mola maximamente comprimida e a part cula em repouso; a altura m nima da part cula com rela o ao solo, desprezando-se a resist ncia do ar ser mg mg b) l + mg c) l mg d) l 2 mgH 2 mgH + 2 mgH + 2 mgH a) l e) l mg + 2 mgH 12 / 22 13 / 22 QU MICA 21 Assinale a alternativa correta. a) Se uma subst ncia apresenta mol culas, ela deve apresentar liga es i nicas. b) Subst ncias como o N aCl s o formadas por mol culas pequenas. c) Subst ncias como o N aCl s o formadas por mol culas pequenas e por muitas liga es i nicas. d) Se uma subst ncia apresenta mol culas, ela apresenta liga es covalentes. e) Subst ncias como o N aCl s o formadas por muitas liga es covalentes. 22 Assinale a alternativa correta. a) O CCl4 apresenta um momento de dipolo em sua mol cula. b) O BF3 apresenta dipolo resultante nulo em sua mol cula. c) O CO2 apresenta um momento de dipolo em sua mol cula. d) O H2 O apresenta dipolo resultante nulo em sua mol cula. e) O N H3 apresenta dipolo resultante nulo em sua mol cula. 23 O cimento Portland apresenta composi o predominante de xido de c lcio, al m de s lica, alumina e xido de ferro. Em pr dios constru dos a beira mar, a maresia provoca a substitui o do hidr xido de c lcio por sulfato de c lcio. O volume ocupado por 1 mol de CaSO4 1,5 vezes maior que o volume ocupado por 1 mol de Ca(OH )2 . Dados: Massas Molares: (g/mol) H = 1; O = 16; S = 32; Ca = 40. Solubilidade: (g/100 mL de gua, 20 C ): CaSO4 = 0, 0021; Ca(OH )2 = 0, 173 Temperatura de fus o ( C): CaSO4 = 1460; Ca(OH )2 = 512 Com base no texto, nos dados e nos conhecimentos sobre subst ncias, analise as a rmativas. I. A densidade do CaSO4 (s) 1,2 vezes menor que a do Ca(OH )2 (s). II. 136 g de CaSO4 (s) e 74 g de Ca(OH )2 (s) apresentam igual n mero de tomos de c lcio. III. temperatura de 1000 C os estados f sicos das subst ncias CaSO4 e Ca(OH )2 s o iguais. IV. 200 mL de solu es aquosas distintas, preparadas dissolvendo-se 0, 1 g de CaSO4 (s) e 10 g de Ca(OH )2 (s), 20 C s o saturadas. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas II e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas I, III e IV s o corretas. 24 O aquecimento global, ocasionado pela libera o de CO2 (di xido de carbono) na atmosfera, seria muito mais r pido n o fosse a capacidade dos oceanos em remover do ar grandes quantidades deste g s. Por outro lado, a capta o de CO2 pelos oceanos vem causando a destrui o do exoesqueleto de carbonato de c lcio CaCO3 de organismos marinhos, como os corais, cujas consequ ncias tamb m podem ser desastrosas para a vida no planeta. Do ponto de vista qu mico, quanto aos processos descritos no enunciado, correto a rmar: a) A capta o do CO2 ocorre com e ci ncia, pois o CO2 uma mol cula polar, e por isso muito sol vel em gua. b) A decomposi o de exoesqueletos de CaCO3 ocorre porque a capta o do CO2 torna os oceanos menos cidos. c) Uma solu o te rica para minimizar os efeitos da acidez nos oceanos pela capta o do CO2 seria a adi o de um cido fraco, como o HCl dilu do. d) A capta o do CO2 ocorre com e ci ncia, pois o CO2 , sendo uma mol cula apolar, muito sol vel em gua. e) A capta o do CO2 pela gua envolve uma rea o qu mica resultando em H2 CO3 inst vel. 14 / 22 Leia o texto a seguir e responda s quest es 25 e 26. A observa o da colora o da chama em um bico de Bunsen uma t cnica anal tica na qual amostras que cont m c tions met licos, como pot ssio, b rio, s dio e estr ncio, s o inseridas na chama. Os elementos, ao receberem energia da chama, geram esp cies excitadas que, ao retornarem para o estado fundamental, liberam parte da energia recebida na forma de radia o e a chama adquire uma cor que caracteriza o c tion met lico. Para a realiza o deste teste foram preparadas quatro solu es aquosas, como mostra a tabela a seguir: Solu o 1 2 3 4 Quantidade de soluto (mol) 0, 01 mol de Ba(N O3 )2 0, 005 mol de KN O3 + 0, 001 mol de KClO3 0, 02 mol de Sr(N O3 )2 0, 1 mol de N aN O3 Volume da solu o (mL) 100,0 50,0 50,0 500,0 25 Considere as seguintes a rmativas com rela o s solu es 1, 2, 3 e 4: Dados: Massas Molares: N = 14 g/mol; O = 16 g/mol; N a = 23 g/mol; Cl = 35, 5 g/mol; K = 39 g/mol; Sr = 88 g/mol; Ba = 137 g/mol I. A concentra o dos ons nitrato na solu o 1 de 2 10 1 mol/L II. A massa de ons pot ssio na solu o 2 de 2, 34 10 1 g III. 20 mL da solu o 3 tem concentra o de 4 10 1 mol/L IV. A concentra o da solu o 4 de 2 10 1 g/L Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. b) Somente as a rmativas II e III s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas I, II e IV s o corretas. 26 A seguir s o fornecidas algumas informa es sobre a colora o da chama das solu es preparadas. Vermelha para o elemento cujo c tion bivalente possui 36 el trons. Lil s para o elemento cuja con gura o eletr nica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Amarela para o elemento met lico que possui 3 n veis de energia e apenas 1 el tron na ltima camada preenchida. Verde para o elemento alcalino terroso do sexto per odo. Dados: N mero at mico (Z): N a = 11; K = 19; Sr = 38; Ba = 56 Assinale a alternativa correta que cont m a correspond ncia: c tion e cor. a) S dio lil s; pot ssio amarela; estr ncio vermelha; b rio verde. b) S dio amarela; pot ssio lil s; estr ncio verde; b rio vermelha. c) S dio verde; pot ssio vermelha; estr ncio amarela; b rio lil s. d) S dio amarela; pot ssio lil s; estr ncio vermelha; b rio verde. e) S dio vermelho; pot ssio verde; estr ncio lil s; b rio amarelo. 15 / 22 27 O ter met lico e o lcool et lico apresentam a mesma massa molecular, s o formados pelo mesmo n mero de tomos e tamb m apresentam a mesma f rmula molecular (C2 H6 O ). Entretanto, as suas temperaturas de ebuli o s o muito diferentes, isto : ter met lico = -25,0 C e lcool et lico = 78,5 C. Assinale a alternativa que explica o fato do ter met lico e o lcool et lico apresentarem diferen as na temperatura de ebuli o. a) As mol culas do lcool et lico podem formar intera es do tipo pontes de hidrog nio entre si, enquanto as mol culas do ter met lico n o podem. b) O lcool et lico cont m gua e portanto aumenta o seu ponto de ebuli o. c) As mol culas do lcool et lico podem formar intera es fortes do tipo Van der Waals entre si, enquanto as mol culas do ter met lico n o podem. d) As mol culas do lcool et lico podem formar intera es fortes do tipo for as de London entre si, enquanto as mol culas do ter met lico n o podem. e) As mol culas do lcool et lico podem formar intera es fortes do tipo dipolos induzidos entre si, enquanto as mol culas do ter met lico n o podem. 28 A prepara o de solu es uma das habilidades que os qu micos desenvolveram desde os tempos da alquimia e considerada um conhecimento b sico. Os dados da tabela a seguir foram retirados de um frasco de solu o de HCl. HCl Caracter sticas f sico-qu micas Massa Molar 36, 5 g/mol Ponto de Fus o -20 C (Solu o a 30% HCl) Ponto de Ebuli o 110 C (Solu o a 30% HCl a 760 mmHg ) Densidade do L quido ( gua=1) 1, 15 g.mL 1 (Solu o a 30% HCl) Press o de Vapor 11 mmHg (Solu o a 30% HCl a 20 C ) Solubilidade em gua Completa O volume de HCl concentrado necess rio para preparar 1 litro de solu o 1 mol/L de HCl a) 31, 70 mL b) 36, 50 mL c) 105, 8 mL d) 121, 5 mL e) 125, 8 mL 29 Uma ind stria de fabrica o de objetos pl sticos recebeu uma quantidade de diferentes pl sticos misturados, vindos de uma cooperativa de reciclagem. Ap s investiga o, comprovou-se que a mistura era composta apenas de tr s tipos de pol meros: polietileno (PE), policloreto de vinila (PVC) e poliestireno (PS). Sabendo-se os valores das densidades dos materiais puros na temperatura de trabalho, como sendo: PE = 0,91 a 0,98 g/cm3 ; PS = 1,04 a 1,06 g/cm3 e PVC = 1,35 a 1,42 g/cm3 , assinale a alternativa que descreve um m todo capaz de separar convenientemente todos os componentes pl sticos misturados. a) Colocar os pl sticos misturados em um tanque com solu o salina (d = 1,10 g/cm3 ), separar o material que utuou daquele que afundou. Recolher a fra o que foi ao fundo, secar e jogar em outro tanque contendo gua (d = 1,0 g/cm3 ), separando o material que utuou. b) Colocar os pl sticos misturados em um tanque com gua (d = 1,0 g/cm3 ), separar a fra o que utuou. Recolher a fra o que foi ao fundo, secar e jogar em outro tanque contendo solu o salina (d = 1,10 g/cm3 ), separando o material que utuou daquele que afundou. c) Colocar os pl sticos misturados em um tanque com gua (d = 1,0 g/cm3 ), separar a fra o que foi ao fundo. Recolher a fra o que utuou, secar e jogar em outro tanque contendo solu o salina (d = 1,10 g/cm3 ), separando o material que utuou daquele que afundou. d) Colocar os pl sticos misturados em um tanque com gua (d = 1,0 g/cm3 ), separar as tr s fra es de material: a que utua, a que se encontra a m dia dist ncia do fundo e a que afundou. e) Colocar os pl sticos misturados em um tanque com solu o salina (d = 1,10 g/cm3 ), separar as tr s fra es de material: a que utua, a que se encontra a m dia dist ncia do fundo e a que afundou. 16 / 22 30 Leia o texto a seguir: Ser lan ado na pr xima quarta-feira, 1 de julho, em S o Bernardo do Campo (SP), o primeiro nibus brasileiro a hidrog nio. [...] O projeto nibus Brasileiro C lula Combust vel a Hidrog nio o ponto de partida para o desenvolvimento de uma solu o mais limpa para o transporte p blico urbano no Brasil. (Dispon vel em: <http://www.redenoticia.com.br; 28 junho, 2009.> Acesso em: 19 out. 2009.) Quanto aos processos qu micos envolvidos na produ o de energia el trica em c lulas de combust veis a partir do oxig nio e do hidrog nio, correto a rmar: a) O estado de oxida o do oxig nio aumenta de zero para +2 b) A equa o balanceada para o processo global H2 + O2 2H2 O c) O oxig nio um agente redutor e o hidrog nio um oxidante. d) O hidrog nio reduzido conforme a semi-rea o H2 2H + + 2e e) A rea o que ocorre no c todo : 1 2 O2 + 2H + + 2e H2 O 31 As part culas dos solos s o frequentemente arrastadas pelas guas uviais. Quando a gua de um rio, carregada de grande quantidade de part culas coloidais, encontra a gua do mar, que tem elevada concentra o de sais, ocorre a coagula o e forma-se um dep sito aluvionar (formado de cascalho, areia e argila), que se observa na foz dos rios. Esse fato ocorre porque a gua de um rio com part culas coloidais um sistema que se instabiliza pela presen a de grande quantidade de sais contidos na gua do mar. A esse sistema d -se o nome de a) hidr fobo. b) hidrof lico. c) anf tero. d) aerossol. e) emuls o. 32 Subst ncias org nicas capazes de agir na estabiliza o dos microt bulos, diminuindo as taxas de replica o celular, apresentam potencial como agente antic ncer. O taxol (estrutura abaixo) foi a primeira subst ncia natural que mostrou essa propriedade e rapidamente se tornou um f rmaco aprovado para o tratamento de carcinomas de ov rio, mama e pulm o. A identi ca o das rea es qu micas que uma mol cula bioativa pode realizar uma habilidade desenvolvida pelos qu micos e fundamental para a prepara o de estruturas an logas com atividade farmacol gica mais potente ou com menos efeitos colaterais. Com rela o estrutura do taxol, correto a rmar que a) o anel E capaz de sofrer rea o de nitra o onde o grupo N O2 ocupar preferencialmente a posi o orto. b) as insatura es presentes nos an is C, D, E e F podem igualmente sofrer rea o de adi o de Br2 . c) os an is E e F s o capazes de sofrer rea o de nitra o no qual o grupo N O2 ocupar preferencialmente a posi o para. d) diferentemente das insatura es dos an is D, E e F, a insatura o do anel C pode sofrer rea o de adi o de Br2 . e) o taxol uma mol cula polifuncional apresentando, dentre outras, as fun es cido carbox lico, amina e alde do. 17 / 22 Leia o texto a seguir e considere a gura para responder s quest es 33 e 34. O japon s Osamu Shimomura de 80 anos, ganhador do Pr mio Nobel de Qu mica de 2008, estuda h meio s culo a prote na verde uorescente (GFP). Extra da nos anos 60 de uma gua-viva luminescente (Aequorea victoria), a GFP se tornou a base de t cnicas importantes utilizadas pela bioqu mica moderna. Com a ajuda da GFP, os cientistas desenvolveram meios para observar processos que antes eram invis veis, como o desenvolvimento das c lulas nervosas no c rebro e de c lulas cancer genas. (Scienti c American Brasil online. 17 de out. 2008.) Representa o da GFP; completa esquerda e, no centro, com um dos lados cortados para revelar o crom foro no interior. Estrutura qu mica do crom foro direita. ( Adaptado de: <http://en.wikipedia.org/wiki/Green_ uorescent_protein>. Acesso em: 20 ago. 2009.) 33 O crom foro (por o respons vel pela uoresc ncia) da GFP, encontra-se localizado no interior da estrutura tridimensional da prote na, como mostrado na amplia o da gura. Com rela o estrutura qu mica do crom foro, correto a rmar: a) H tr s tomos de carbono que constituem um centro estereog nico (carbono assim trico). b) No anel A, h dois tomos de nitrog nio, ambos constituindo grupo funcional amina. c) A liga o dupla entre os carbonos 1 e 2 apresenta estereoqu mica com con gura o Z. d) H dois tomos de carbono com hibridiza o sp3 , sendo os demais carbonos com hibridiza o sp2 . e) O n mero de is meros ativos do crom foro igual a 23 = 8. 34 A GFP desnaturada n o uorescente. Isto sugere que a estrutura terci ria da GFP importante e que a uoresc ncia ativada por intera es n o-covalentes (ou for as de Van der Waals) do crom foro com res duos de amino cidos da prote na espacialmente pr ximos. Com rela o estrutura do crom foro da GFP, correto a rmar: a) Intera es dipolo-dipolo induzido s o as intera es n o-covalentes mais fortes que o crom foro realiza. b) Realiza v rias intera es n o-covalentes do tipo liga o de hidrog nio. c) Na liga o qu mica entre os tomos de carbono 1 e 2 existem quatro el trons envolvidos em liga o pi. d) O hidrog nio 4 e o nitrog nio 3 est o unidos por intera o do tipo liga o de hidrog nio. e) O hidrog nio 4 e o nitrog nio 3 est o unidos por uma liga o covalente apolar. 18 / 22 Leia o texto a seguir e responda s quest es 35 e 36. Muitos explosivos s o produzidos por meio de misturas de subst ncias. J o perclorato de am nio, o nitrato de am nio, o dinitrato glicol etileno e o trinitrato glicerol s o explosivos puros. A tabela a seguir mostra as entalpias de forma o dos explosivos e as equa es qu micas das rea es que ocorrem com esses explosivos. Entalpia de forma o de algumas subst ncias Subst ncia Hf (kJ/mol) Explosivo 1 (s) -295 Explosivo 2 (s) -366 Explosivo 3 (l) -259 Explosivo 4 (l) -371 CO2 (g ) -394 H2 O (g ) -242 (s) S lido; (l) L quido; (g ) Gasoso Explosivo 1: Explosivo 2: Explosivo 3: Explosivo 4: 2N H4 ClO4 (s) 2N H4 N O3 (s) C2 H4 N2 O6 (l) 4C3 H5 N3 O9 (l) Cl2 (g ) + 4H2 O (g ) + N2 (g ) + 2O2 (g ) 4H2 O (g ) + 2N2 (g ) + O2 (g ) 2CO2 (g ) + 2H2 O (g ) + N2 (g ) 12CO2 (g ) + 10H2 O (g ) + 6N2 (g ) + O2 (g ) 35 Com base nas equa es qu micas e na tabela, para 1 mol de cada explosivo, considere as a rmativas a seguir: I. O explosivo 2 libera maior quantidade de energia que o explosivo 1. II. O explosivo 3 o que libera menor quantidade de energia. III. O explosivo 4 libera mais energia que a soma das energias liberadas pelos explosivos 1, 2 e 3. IV. Os explosivos que est o no estado s lido liberam menor quantidade de energia que os explosivos no estado l quido. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas I e IV s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e III s o corretas. e) Somente as a rmativas II, III e IV s o corretas. 36 Todos os gases formados pela explos o de 1 mol dos explosivos 1, 2, 3 e 4 foram totalmente armazenados e fechados (considerar que n o ocorreu perda de g s) em recipientes identi cados respectivamente por X, Y, W e Z. Estes recipientes apresentam volumes iguais e xos, e est o a uma temperatura T. Com base nessas informa es, correto a rmar que a press o total no interior do(s) recipiente(s) a) Y igual press o parcial do nitrog nio dividido por 3,50. b) W igual press o parcial do nitrog nio multiplicado por 0,2. c) Z igual press o parcial do nitrog nio multiplicado por 1,50. d) X, Y, W e Z igual press o parcial do g s em maior quantidade. e) X igual press o parcial do nitrog nio dividido por 0,125. 19 / 22 37 Em um laborat rio foi montado o equipamento mostrado a seguir para a realiza o de um experimento em duas etapas. A seringa maior (X) o recipiente onde ocorrer o as rea es e as seringas menores (Y) e (W) cont m os reagentes a serem transferidos para a seringa (X). O volume da seringa (X) de 30 mL e os volumes das seringas (Y) e (W) s o de 20 mL em cada uma. Antes da adi o dos gases, deve-se manter o pist o da seringa (X) na posi o zero. Na etapa 1, com a seringa (Y), foram introduzidos 20 mL de N O (g ) na seringa (X). O volume inicial de N O na seringa (X), temperatura ambiente (T ) e press o atmosf rica (P ), est mostrado na tabela a seguir. Na etapa 2, com aux lio da seringa (W), foi introduzido 9 mL de O2 (g ) na seringa (X). O novo volume ocupado pelos gases na seringa (X) est registrado na tabela a seguir. ETAPA 1 2 O2 (g ) adicionado 0 9 Volume (mL) P = 1 atm, temperatura ambiente T Total da N O (g ) que O2 (g ) que Inicial de Final de seringa (X) n o reagiu n o reagiu N O2 (g ) N O2 (g ) 20,0 20,0 0 0 0 14,3 2 0 18 6,5 Final de N2 O4 (g ) 0 5,8 A adi o de O2 (g ) na seringa (X) que cont m N O (g ) resulta na forma o de N O2 (g ), seguido de sua dimeriza o em N2 O4 (g ), de acordo com a equa o a seguir: 2N O (g ) + O2 (g ) 2N O2 (g ) N2 O4 (g ) A dimeriza o s ocorre quando a rea o entre o N O (g ) e o O2 (g ) se completar. Quando a rea o de dimeriza o atinge o equil brio qu mico, a seringa (X) cont m N O2 (g ) e N2 O4 (g ), e os volumes destes gases s o mostrados na tabela anterior. O valor da constante de equil brio (Kp) da rea o de dimeriza o a) 0,50 b) 0,75 c) 2,0 d) 3,2 e) 4,0 38 As guras X, Y e Z mostram tr s gr cos de energia em fun o do progresso da rea o. Estas guras est o representando tr s rea es: R1 P1; R2 P2 e R3 P3. 20 / 22 Com base nas informa es contidas nos gr cos, considere as a rmativas a seguir: I. A energia de ativa o da rea o R1 P1 menor que a energia de ativa o da rea o R3 P3. II. Dentre as rea es representadas em X e Z, a rea o R3 P3 a mais lenta. III. O valor da energia de ativa o das rea es representadas nas guras X, Y e Z depende das concentra es de R1, R2 e R3. IV. Dentre as tr s rea es, a rea o R2 P2 a que libera maior quantidade de energia. Assinale a alternativa correta. a) Somente as a rmativas I e II s o corretas. b) Somente as a rmativas I e III s o corretas. c) Somente as a rmativas III e IV s o corretas. d) Somente as a rmativas I, II e IV s o corretas. e) Somente as a rmativas II, III e IV s o corretas. 39 A investiga o do mecanismo de rea es tem contribu do na compreens o de muitos processos qu micos desenvolvidos em laborat rio de pesquisa. A rea o gen rica A D uma rea o n o elementar e seu mecanismo est representado no gr co a seguir: Analise o gr co e assinale a alternativa correta. a) A etapa C D a determinante da velocidade da rea o A D. b) Na rea o A D est o envolvidas quatro rea es elementares. c) No decorrer da rea o ocorre a forma o de seis subst ncias intermedi rias. d) A express o da velocidade da rea o A D v = k [A]. e) As subst ncias B e C s o catalisadores da rea o A D. 40 Imagine a situa o em que voc precisou comprar g s GLP (G s Liquefeito de Petr leo) em uma distribuidora local. O vendedor lhe ofereceu um botij o com 13 kg de butano, alegando que sua capacidade calor ca maior (2.900 kJ.mol 1 ) e que compensa o pre o 20% mais caro do que o botij o contendo 13 kg de propano, que possui capacidade calor ca de 2.200 kJ.mol 1 . Dados: Massa molar do propano: 44 g/mol; Massa molar do butano: 58 g/mol Com base nos conhecimentos qu micos, na proposta do vendedor e pensando em uma compra mais vantajosa e/ou econ mica, considere F (falso) ou V (verdadeiro) para as a rmativas a seguir em rela o s possibilidades mais adequadas. ( ) Comprar o botij o contendo butano, pois h nele 24% mais capacidade calor ca do que no botij o de propano. ( ) Comprar o botij o contendo propano, pois em rela o a sua capacidade calor ca, ter custo menor. ( ) Negociar com o vendedor at que ele chegue a um percentual de 15% de acr scimo para o botij o de butano em rela o ao botij o de propano, pois essa porcentagem vai ser compensada pela maior capacidade calor ca do butano. 21 / 22 ( ) Propor pagar o mesmo valor em qualquer um dos dois botij es, pois ao nal eles v o gerar a mesma quantidade de calor. ( ) Comprar o botij o contendo propano, pois, por possuir menor massa molar, na mesma massa de 13 kg, proporcionar em compara o com o butano, mais capacidade calor ca. Assinale a alternativa que cont m, respectivamente, a sequ ncia correta. a) F, F, V, F e V. b) F, V, F, V e F. c) F, V, V, F e V. d) V, F, V, F e F. e) V, F, F, V e V. 22 / 22 11. F SICA E QU MICA GABARITO Quest o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Alternativa correta B C C E D A C B D A A E D E B E A B C D D B B E D D A C B E A D C B C E C A A B Assinalada

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Additional Info : PROVA DA 2ª FASE - 08/12/2009
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