PROVA DE QUMICA E FSICA CTG 2014 (TIPO A)

  • Published on
    05-Dec-2014

  • View
    551

  • Download
    3

DESCRIPTION

 

Transcript

  • 1. TIPO-A LEIA COM ATENO 01. S abra este caderno aps ler todas as instrues e quando for autorizado pelos fiscais da sala. 02. Preencha os dados pessoais. 03. Este caderno contm as provas de QUMICA e FSICA, cada uma com 16 (dezesseis) questes, numeradas de 01 a 16, as quais podem ser de proposies mltiplas e/ou de respostas numricas. Se o caderno no estiver completo, exija outro do fiscal de sala. 04. As questes de proposies mltiplas apresentam 5 (cinco) alternativas numeradas de duplo zero (0-0) a duplo quatro (4-4), podendo ser todas verdadeiras, todas falsas ou algumas verdadeiras, e outras falsas. Na folha de respostas, as verdadeiras devem ser marcadas na coluna V, as falsas, na coluna F. 05. As questes numricas apresentam respostas cujos valores variam de 00 a 99, que devem ser marcados, na folha de respostas, no local correspondente ao nmero da questo. (COLUNA D para as dezenas, e COLUNA U para as unidades. Respostas com valores entre 0 e 9 devem ser marcadas antepondo-se zero (0) ao valor na COLUNA D). 06. Ao receber a folha de respostas, confira a indicao das disciplinas de que consta a prova, o seu nome e seu nmero de inscrio. Comunique imediatamente ao fiscal qualquer irregularidade observada. 07. Assinale TIPO-A na folha de respostas e verifique se todas as folhas deste caderno esto identificadas com TIPO-A no canto inferior direito. 08. Assinale a resposta de cada questo no corpo da prova e, s depois, transfira os resultados para a folha de respostas. 09. Para marcar a folha de respostas, utilize apenas caneta esferogrfica preta ou azul e faa as marcas de acordo com o modelo ( ). A marcao da folha de respostas definitiva, no admitindo rasuras. 10. No risque, no amasse, no dobre e no suje a folha de respostas, pois isso poder prejudic-lo. 11. Os fiscais no esto autorizados a emitir opinio nem a prestar esclarecimentos sobre o contedo das provas. Cabe nica e exclusivamente ao candidato interpretar e decidir. 12. Se a Comisso verificar que a resposta de uma questo dbia ou inexistente, a questo ser posteriormente anulada, e os pontos, a ela correspondentes, distribudos entre as demais. 13. Durao desta prova: 04 horas. Nome: Inscrio: Identidade: rgo Expedidor: Assinatura: COMISSO DE PROCESSOS SELETIVOS E TREINAMENTOS Fone: (81) 3412-0800 Fax: (81) 3412-0805 Qumica e Fsica
  • 2. 1 TIPO-A QUMICA 01. A respeito das propriedades peridicas dos grupos de elementos cuja representao mostrada ao lado, analise as proposies abaixo. 0-0) Na+ e Mg2+ so espcies isoeletrnicas. 1-1) O berlio possui raio atmico menor que o ltio. 2-2) K+ possui raio inico menor que Ca2+ . 3-3) A eletropositividade do potssio maior que a do sdio. 4-4) O potencial de ionizao do csio maior que o do brio. Resposta: VVFVF Justificativa: Como os elementos sdio e magnsio possuem 11 e 12 eltrons respectivamente, ao serem formados, os ctions Na+ e Mg2+ ficam ambos com 10 eltrons sendo, portanto, espcies isoeletrnicas. O raio atmico no perodo diminui da esquerda para a direita. Como o clcio possui maior nmero atmico que o potssio, o raio do ction Ca2+ menor que o do K+ . A eletropositividade cresce de cima para baixo nas famlias. O potencial ou energia de ionizao aumenta da esquerda para a direita nos perodos da tabela peridica. 02. Com base nas propriedades dos diferentes tipos de xidos inorgnicos e considerando a temperatura igual a 25 o C, analise as proposies abaixo. 0-0) Ao adicionar xido de sdio (Na2O) em gua, obtm-se uma soluo que possui pH maior que 7. 1-1) O trixido de enxofre (SO3) classificado como um xido neutro, uma vez que sua soluo aquosa tem pH igual a 7. 2-2) A gua classificada como um xido anftero, pois pode atuar como cido ou como base, dependendo da reao. 3-3) O xido de clcio (CaO) um slido, enquanto que o dixido de carbono (CO2) um gs. 4-4) Os compostos H2O2, Na2O2 e BaO2 so classificados como perxidos, pois neles o oxignio tem nmero de oxidao igual a -1. Resposta: VFVVV Justificativa: O Na2O um xido bsico, pois reage com gua para formar hidrxido de sdio. O SO3 um xido cido, pois reage com gua para formar cido sulfrico. A gua pode reagir com amnia (base) ou com HCl de acordo com as reaes: NH3(aq) + H2O(l) NH4 + (aq) + OH- (aq) ou HCl(aq) + H2O(l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) O estado fsico dos xidos CaO e CO2 justificado pelas ligaes predominantemente inicas e pelo carter molecular apolar respectivamente. Por definio, nos perxidos o oxignio tem nmero de oxidao igual a -1, o que ocorre nos compostos mencionados.
  • 3. 2 TIPO-A 03. A tabela abaixo mostra alguns valores de entalpias de ligao. Considerando os conceitos termoqumicos e os dados da tabela, analise as proposies abaixo. Ligao Entalpia (kJmol-1 ) H-H 436 H-F 565 C-C 348 F-F 158 Cl-Cl 242 C-H 412 C-Cl 338 0-0) A reao H2(g) + F2(g)2HF(g) exotrmica. 1-1) A reao Cl2(g) Cl(g) tem H = 242 kJ mol-1 . 2-2) Com base no clculo utilizando as entalpias de ligao, possvel afirmar que a reao CH3-CH3(g) + CH3-Cl(g) CH3-CH2-Cl(g) + CH4(g) no nem endotrmica nem exotrmica. 3-3) A formao de ligaes covalentes um processo que libera energia. 4-4) mais fcil quebrar uma ligao H-H do que uma ligao F-F. Resposta: VFVVF Justificativa: Formam-se 2 ligaes H-F e rompem-se as ligaes H-H e F-F. Logo: H= 2x(-565)+436+158 = -536kJ (exotrmica). Se Cl2(g)2Cl. (g) tem H = 242 kJ mol-1 , ento Cl2(g)Cl. (g) tem H = 121 kJ mol-1 . As ligaes formadas e rompidas so as mesmas. Logo, H=0. A quebra de ligaes sempre endotrmica, enquanto a formao exotrmica. Sendo a entalpia da ligao F-F menor, isso significa que esta ligao mais fcil de ser rompida. 04. O qumico Linus Pauling desenvolveu um diagrama que possibilita a distribuio eletrnica em ordem crescente de energia. Na distribuio eletrnica de um determinado elemento, o ltimo eltron distribudo possui os seguintes nmeros qunticos: 3, 2, -2, +. Considerando que o primeiro eltron distribudo num orbital tem spin , e o segundo tem spin +, analise as proposies abaixo: 0-0) O ltimo eltron distribudo encontra-se num orbital do tipo f. 1-1) O elemento possui eltrons distribudos em 3 nveis de energia. 2-2) H 6 eltrons distribudos no subnvel de maior energia. 3-3) O elemento tem nmero atmico igual a 26. 4-4) O elemento um metal. Resposta: FFVVV Justificativa: Os nmeros qunticos 3 e 2 representam uma distribuio eletrnica que termina em 3d. Os nmeros qunticos -2 e + indicam a situao descrita abaixo: Logo, a distribuio eletrnica do elemento 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 , o que inclui 4 nveis de energia com eltrons distribudos. Como a distribuio termina num sub-nvel d, trata-se de um elemento de transio e, portanto, um metal.
  • 4. 3 TIPO-A 05. A estrutura abaixo representa a gua no estado slido. As ligaes tracejadas correspondem s ligaes de hidrognio (antigamente denominadas pontes de hidrognio) que levam formao de arranjos cclicos. Considerando a formao das ligaes de hidrognio, a estrutura do gelo e as propriedades da gua, analise as proposies seguintes. 0-0) A gua, diferentemente da maioria das substncias, mais densa no estado lquido do que no estado slido, o que pode ser explicado pelos arranjos cclicos que provocam um aumento do volume ocupado quando se forma um cristal de gelo. 1-1) Quando o gelo derretido e quando a gua vaporiza, so rompidas respectivamente ligaes de hidrognio e ligaes covalentes. 2-2) As ligaes de hidrognio ajudam a explicar a grande tenso superficial da gua quando em comparao com a de outros lquidos moleculares na mesma temperatura. 3-3) No estado slido, cada molcula de gua possui geometria hexagonal. 4-4) Tambm formam ligaes de hidrognio substncias polares como HBr, H2S e NaH. Resposta: VFVFF Justificativa: Como pode ser observada na representao, a formao de estruturas cclicas faz com que o cristal de gelo seja menos denso. Tanto na fuso quanto na vaporizao so rompidas ligaes de hidrognio. De fato, quanto mais forte o tipo de interao intermolecular, mais intensa tende a ser a tenso superficial. A molcula de gua tem geometria angular independentemente do estado fsico. As ligaes de hidrognio se formam em molculas que possuem H ligado a N, O ou F quando nos estados lquido ou slido.
  • 5. 4 TIPO-A 06. Um tcnico descuidado se esqueceu de etiquetar quatro frascos contendo cloreto de chumbo II, carbonato de clcio, cloreto de sdio e cloreto de amnio. No dia seguinte, no foi possvel identific-los atravs do aspecto visual, uma vez que todos so ps brancos. O tcnico resolveu fazer alguns testes para identificar as amostras que chamou aleatoriamente de A, B, C e D, de acordo com o esquema abaixo: Com base nos resultados obtidos, o tcnico pde concluir que: 0-0) a amostra A corresponde ao NaCl. 1-1) a amostra C corresponde ao PbCl2. 2-2) o mesmo gs formado nos testes 2 e 3. 3-3) alm de um gs, forma-se um precipitado na reao do teste 2. 4-4) no teste 1, a soluo aquosa obtida atravs da dissoluo da amostra B tem pH maior que 7 a 25 o C. Resposta: VFFFF Justificativa: Dos quatro sais apenas NaCl e NH4Cl so solveis. Destes, apenas NH4Cl reage com bases fortes de acordo com a reao: NH4 + + OH- NH3 + H2O, onde se observa a liberao de amnia (gs) e no se observa a formao de nenhum precipitado. Pode-se concluir que A = NaCl e B = NH4Cl. Como o NH4Cl proveniente de uma base fraca (NH3) e um cido forte (HCl), sua hidrlise cida, e portanto sua soluo aquosa tem pH < 7. Dos sais insolveis, apenas CaCO3 reage com cidos de acordo com a reao: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2, onde se observa a liberao de gs carbnico. Logo, C = CaCO3 e D = PbCl2. 07. A azida de sdio (NaN3) um sal no qual o nitrognio tem nmero de oxidao . Este composto possui papel importante no avano da indstria de segurana automobilstica. Este sal utilizado nos dispositivos denominados air bags, cujo funcionamento est relacionado reao no-balanceada abaixo: Considerando o funcionamento de um air bag a 27o C e 1atm, analise as proposies abaixo. 0-0) A soma dos menores coeficientes inteiros para a reao balanceada 34. 1-1) A azida de sdio atua como agente oxidante. 2-2) Se houver consumo de 0,5 mol de azida de sdio, o volume do air bag inflado ser igual a 12,3 L.
  • 6. 5 TIPO-A 3-3) Para a mesma massa de azida de sdio consumida, o volume do air bag inflado ser sempre o mesmo, independentemente da temperatura. 4-4) Para cada mol de azida de sdio que reage, h um consumo de 0,2 mol de nitrato de potssio. Resposta: VFFFV Justificativa: 08. O grfico abaixo mostra como as solubilidades de dois sais desconhecidos, designados por X e Y, variam com a temperatura. Com base no grfico, analise as proposies seguintes. 0-0) X mais solvel em gua que Y, em qualquer temperatura. 1-1) Ao se adicionar 12g de Y em 50g de gua a 40o C todo o sal ser dissolvido.
  • 7. 6 TIPO-A 2-2) A massa mnima de gua necessria para se dissolver 4g de X a 20o C 25g. 3-3) A dissoluo de ambos os sais endotrmica. 4-4) A adio de 80g de Y em 500g de gua a 30o C resulta num sistema bifsico em que uma das fases uma soluo saturada. Resposta: FFVVV Justificativa: De acordo com o grfico, em temperaturas inferiores a aproximadamente 5 o C, a solubilidade de Y maior que a de X. A 40 o C a solubilidade de Y 12g/100g H2O, logo seria possvel dissolver apenas 6g em 50g de gua nesta temperatura. A 20 o C a solubilidade de X 16g/100g H2O, logo seria possvel dissolver 4g em 25g de gua nesta temperatura. Como em ambos os casos a dissoluo favorecida pelo aumento de temperatura, podemos dizer que so processos endotrmicos. A 30 o C a solubilidade de Y aproximadamente 10g/100g H2O, logo seria possvel dissolver em torno de 50g em 500g de gua nesta temperatura; como foi considerada a adio de 80g, sobrariam aproximadamente 30g sem dissolver (soluo saturada com corpo de fundo). 09. A figura abaixo mostra o perfil de uma reao no elementar reversvel, na qual os reagentes R1 e R2 so convertidos nos produtos P1 e P2. Considerando o grfico apresentado, analise as proposies abaixo. 0-0) Neste processo, no se forma nenhum intermedirio reacional. 1-1) O processo global exotrmico. 2-2) A primeira etapa a mais rpida. 3-3) A terceira etapa tem menor energia de ativao. 4-4) A utilizao de um catalisador aumenta a velocidade das reaes direta e inversa. Resposta: FFFVV Justificativa: Como ocorrem trs etapas, dois intermedirios (I1 e I2) so formados. O processo global endotrmico. A primeira etapa a mais lenta, pois possui maior energia de ativao (EA1). Observa-se no grfico abaixo que a energia de ativao da etapa 3 (EA3) a menor. Um catalisador diminui a energia de ativao tanto da reao direta quanto da inversa.
  • 8. 7 TIPO-A 10. Reaes nucleares so aquelas que ocorrem com modificao de um ou mais ncleos atmicos. Considere os processos nucleares abaixo e analise as proposies seguintes. A + + + 3 B + + C + + x D + y 0-0) A reao A uma fuso nuclear. 1-1) A emisso de nutrons possibilita que a reao A se propague em cadeia. 2-2) A reao B uma fisso nuclear. 3-3) Na reao C, x uma partcula . 4-4) Na reao D, y uma partcula . Resposta: FVFVV Justificativa: Como na reao A um ncleo mais pesado ( ) se converte em outros mais leves ( e ) a reao se classifica como uma fisso. Os nutrons emitidos em A podem reagir com outros tomos de urnio-235, o que explica o processo em cadeia. Como na reao B ncleos mais leves ( e ) se convertem em outro mais pesado ( ) a reao se classifica como uma fuso. Se substituirmos x e y por e , respectivamente, as reaes C e D ficam balanceadas.
  • 9. 8 TIPO-A 11. A cafena um estimulante do sistema nervoso central que produz um efeito temporrio de restaurao do nvel de alerta. Algumas bebidas que contm cafena, como refrigerantes e energticos, so muito populares entre os jovens. O metabolismo da cafena leva formao de trs metablitos: paraxantina, teobromina e teofilina, de acordo com o esquema abaixo: Considerando a cafena e seus metablitos, podemos afirmar que: 0-0) a cafena possui a funcionalidade cetona. 1-1) a cafena possui frmula molecular C8H10N4O2. 2-2) a cafena possui 5 tomos de carbono com hibridao sp2 . 3-3) paraxantina, teobromina e teofilina so ismeros. 4-4) na converso da cafena teofilina, uma amina terciria convertida a uma amina secundria. Resposta: FVVVV Justificativa: As carbonilas da cafena esto ligadas a tomos de N o que caracteriza a funo amida (ou lactama j que a estrutura cclica). Na cafena, com exceo das metilas em negrito, todos os cinco carbonos tm hibridao sp2 . Os compostos paraxantina, teobromina e teofilina so ismeros, pois se diferenciam apenas pela posio de suas metilas.
  • 10. 9 TIPO-A 12. Na estante de um laboratrio de qumica, um estudante observou dois frascos etiquetados de acordo com a figura abaixo. Considerando as propriedades desses compostos, analise as proposies seguintes. 0-0) Ambos possuem carbonos com hibridao . 1-1) 3,4-dimetil-1-pentino mais voltil que n-octino. 2-2) Se 1 mol de n-octino reagir com 2 mols de HBr o produto ser o composto 2,2-dibromo-octano. 3-3) Ambos podem ser desprotonados na presena de uma base forte. 4-4) Ambos so quirais. Resposta: VVVVF Justificativa: Os carbonos que participam da ligao tripla possuem hibridao sp. Como possui cadeia ramificada, 3,4-dimetil-1-pentino possui menor ponto de ebulio. Na reao entre n-octino e HBr o produto 2,2-dibromo-octano formado (Regra de Markownikoff). Alquinos terminais podem ser desprotonados por bases fortes. Apenas 3,4-dimetil-1-pentino quiral. 13. A figura abaixo mostra a estrutura dos compostos aromticos di-hidrxi- antraceno e di-hidrxi-p-terfenil. Com base na estrutura desses compostos, analise as proposies abaixo. 0-0) Ambos possuem 9 ligaes . 1-1) Ambos so fenis. 2-2) Ambos sofrem adio de H2 catalisada por metal a temperatura e presso ambientes. 3-3) O di-hidrxi-antraceno mostrado acima ismero do composto abaixo:
  • 11. 10 TIPO-A 4-4) O di-hidrxi-p-terfenil mostrado acima ismero do composto abaixo. Resposta: FVFVF Justificativa: O di-hidrxi-antraceno possui 7 ligaes . Os fenis so caracterizados por uma ou mais hidroxilas ligadas a um anel aromtico. Nas condies ambientes, compostos aromticos no sofrem reaes de adio, esses compostos sofrem preferencialmente reaes de substituio. 14. As poliamidas so polmeros utilizados na fabricao de tecidos e plsticos. A figura abaixo mostra a estrutura de uma poliamida: Considerando a estrutura da poliamida acima, analise as proposies abaixo. 0-0) um polmero natural, sendo extrado da seringueira. 1-1) um polmero de adio. 2-2) um homopolmero. 3-3) obtido a partir de uma amida. 4-4) Na sntese da poliamida 6,6 ocorre eliminao de gua. Resposta: FFFFV Justificativa: A poliamida 6,6 (nilon) um polmero de condensao sinttico. Como formado por dois monmeros diferentes (uma diamina e um cido dicarboxlico) classificado como um copolmero.
  • 12. 11 TIPO-A 15. Numa eletrlise, uma amostra de mangans foi produzida a partir de uma soluo aquosa de nitrato de mangans, Mn(NO3)2, quando uma corrente de 0,2 A foi utilizada por um perodo de 9,65 minutos. Calcule a massa (em mg) da amostra de mangans. Dados: Mn = 55g/mol; Constante de Faraday = 96500 C mol-1 . Resposta: 33 Justificativa: 16. O cido actico (CH3COOH) possui Ka igual a 1,8 x 10-5 . Uma amostra de 20 mL de uma soluo aquosa 0,1 M de cido actico foi diluda para um volume final de 400 mL. Calcule a concentrao molar de ons H3O+ na soluo diluda. Multiplique o resultado por 104 . Resposta: 03 Justificativa:
  • 13. 12 TIPO-A FSICA Acelerao da gravidade, g = 10 m/s2 Constante gravitacional, G = 7 x 10-11 N.m2 /kg2 Massa da Terra, M = 6 x 1024 kg Velocidade da luz no vcuo, c = 300.000 km/s 01. Em 2013, os experimentos com colises entre prtons no acelerador de partculas LHC levaram descoberta do bson de Higgs, partcula associada origem da massa das demais partculas. Em um experimento no LHC, ocorrem cerca de 600 milhes de colises entre prtons a cada segundo. Seja 10N a ordem de grandeza do nmero de colises que ocorrem em 10 horas. Qual o valor de N? Resposta: 13 Justificativa: Em 10 horas ocorrem 10 (3.600 s) (600.000.000 colises/s) = 2,16 1013 . Assim, N = 13. 02. Uma viagem de automvel de uma cidade A para uma cidade B realizada da seguinte forma: o trecho inicial, correspondente a 3/4 do percurso total, realizado com velocidade v1 = 60 km/h; o trecho final, correspondente a 1/4 do percurso total, realizado com velocidade v2 = 80 km/h. Considerando um percurso reto entre a cidade A e a cidade B, calcule a velocidade mdia com que o automvel realiza a viagem de A a B, em quilmetros por hora. Resposta: 64 Justificativa: A velocidade mdia dada por t x vmdia , onde x o comprimento do percurso total e t o tempo gasto neste percurso. Ento, hkm xx x v x v x x tt x vmdia /64 80 4/1 60 4/34/14/3 21 21 03. O grfico a seguir ilustra a acelerao, em funo do tempo, de uma partcula que se move ao longo de uma linha reta. Se no instante t = 2,0 s a velocidade da partcula era de 60 m/s, qual a sua velocidade em m/s no instante t = 8,0 s?
  • 14. 13 TIPO-A Resposta: 69 Justificativa: A rea (levando-se em conta o sinal) do grfico acelerao versus tempo d a variao de velocidade. Entre os instantes t = 2 s e t = 8 s, a rea do grfico vale 3 x 8 3 x 5 = 9. Se a velocidade em t = 2 s era de 60 m/s, ento a velocidade em t = 8 s ser de 60 + 9 = 69 m/s. 04. A figura a seguir ilustra um automvel deslocando-se em uma estrada retilnea horizontal, da esquerda para a direita. No instante mostrado, o automvel encontra-se em desacelerao. Do seu teto, pende um fio ideal com uma bolinha amarrada na sua extremidade. Sabe-se que sen() = 4/11 e cos() = 4/5 . Utilizando as aproximaes 3,311 e 2,25 , qual o mdulo da acelerao do automvel, em m/s2 ? Resposta: 15 Justificativa: Pela 2 lei de Newton aplicada bolinha, tg() = FR/P = Ma/Mg = a/g. O mdulo da acelerao da bolinha vale a = g tg() = 10 5/11 , o que d, na aproximao indicada, a = 15 m/s2 . 05. Uma bola com massa m = 0,1 kg largada do repouso, do dcimo quinto andar de um edifcio, a partir de uma altura de 45 m. No instante imediatamente antes de tocar o solo, a velocidade da bola 20 m/s. Considerando que a trajetria da bola foi vertical, calcule quanta energia foi dissipada devido resistncia do ar, em joules. Resposta: 25 Justificativa: Em sistemas onde no h conservao da energia mecnica a variao da energia mecnica igual ao trabalho realizado pelas foras dissipativas, WEmec . Logo, Wmghmv 2 2 1 . Assim, JW 25 e a energia dissipada foi 25 J.
  • 15. 14 TIPO-A 06. Duas partculas, A e B, movem-se uma em direo outra ao longo do eixo x horizontal, com velocidades vA = 400 m/s e vB = 30 m/s (ver figura a seguir). Desprezam-se todos os atritos. Aps uma coliso inelstica as partculas permanecem juntas. Qual o mdulo da velocidade (em m/s) das partculas aps a coliso? Resposta: 13 Justificativa: Ao se desprezar os atritos, a conservao do momento linear total leva a MAvA + MBvB = (MA + MB)v, donde obtemos 1x400 + 9x(30) = 10v, tal que v = 13 m/s. 07. Um satlite artificial geoestacionrio encontra-se em uma rbita circular em torno da Terra. Sabendo-se que o raio da rbita aproximadamente 42.000 km, e que a massa do satlite 840 kg, calcule a fora com que a Terra atrai o satlite e fornea a resposta em unidades de 102 newtons. Resposta: 02 Justificativa: A fora de atrao gravitacional N R Mm GF 2002 . 08. Um tanque aberto no topo, feito para treinamento de mergulho com cilindro, tem 30 m de profundidade. Quando preenchido com 1,0 m de gua, a presso no fundo do tanque p1 e a presso da coluna de gua p0. A presso atmosfrica local vale 10p0. O tanque preenchido com gua at 23 m de altura e a nova presso no fundo do tanque p2. Calcule a razo p2/p1. Resposta: 03 Justificativa: A presso no fundo do tanque dada por p = patmosfrica + gh, onde a densidade da gua, g a acelerao gravitacional e h a altura da coluna de gua. Ento, p1 = 10p0 + p0 = 11p0 e p2 = 10p0 + 23p0 = 33p0. Logo, p2/p1 = 3. 09. Uma fina vareta feita de um metal de coeficiente de dilatao linear 2,5 105 o C1 . A vareta transferida para um local 10 o C mais frio, sofrendo uma contrao de 0,5 mm. Qual era o tamanho inicial da vareta, em metros? Resposta: 02 Justificativa: A expresso da dilatao trmica linear L = L0T. Assim, L0 = L/(T) = 0,5 103 /(2,5 105 10) = 2 m.
  • 16. 15 TIPO-A 10. O diagrama presso (p) versus volume (V) a seguir ilustra trs transformaes termodinmicas sofridas por um gs: isovolumtrica (do ponto A ao ponto B), isobrica (do B ao C) e novamente isobrica (do C ao B). Qual o mdulo do trabalho total realizado pelo gs? Resposta: 00 Justificativa: A rea do grfico p vs V d o trabalho realizado pelo gs. No processo AB a rea zero. Por outro lado, as reas dos processos BC e CB tm o mesmo mdulo e sinais contrrios, de modo que o trabalho total nas trs transformaes nulo. 11. Uma partcula pontual, com carga eltrica positiva q = 3,0 C (1 C = 106 C) e massa m = 3,6 x 106 kg, colocada dentro de uma casca esfrica de material isolante carregada uniformemente com carga positiva. Sabendo-se que a partcula fica em equilbrio esttico em uma certa altura ao longo da linha vertical que liga o centro da casca ao ponto mais baixo da casca, calcule o mdulo do campo eltrico produzido pela casca na posio da partcula, em newton por coulomb. Resposta: 12 Justificativa: De acordo com a simetria da distribuio de cargas, o campo eltrico produzido na posio da partcula vertical. Assim, pela segunda lei de Newton, Feltrica Fg = ma = 0. Logo, qE = mg, e E = mg/q = 12 N/m. 12. Os capacitores 1 e 2, de capacitncias C1 = 4,0 F e C2 = 1,0 F (1 F = 106 F), esto carregados com cargas q1 = 8,0 C e q2 = 2,0 C, respectivamente, como mostrado na figura a seguir. Em t = 0, a chave Ch fechada. Qual a carga do capacitor 2 depois que a chave fechada, em C?
  • 17. 16 TIPO-A Resposta: 02 Justificativa: Visto que q = CV, ento V1 = q1/C1 = V2 = q2/C2 = 2 V e portanto no h fluxo de carga entre os capacitores. A carga no capacitor 2 no muda com o fechamento da chave. 13. O comprimento de onda e a frequncia de uma onda eletromagntica que se propaga em um material transparente so, respectivamente, = 400 nm (1 nm = 109 m) e f = 0,50 x 1015 Hz. Calcule o ndice de refrao n do material e fornea o valor N da resposta escrita na forma n = N x 101 . Resposta: 15 Justificativa: O comprimento de onda dado por = v/f. Logo, v = f = 200 x 106 m/s. Assim, n = c/v = 1,5. Portanto, n = 15 x 10-1 . 14. Um fio com formato mostrado na figura a seguir colocado em uma regio de campo magntico uniforme, de mdulo B = 5,0 T e direo e sentido indicados na figura. As hastes verticais do fio tm tamanho 3,0 m, e o comprimento da haste horizontal de 4,0 m. O fio atravessado por uma corrente eltrica i = 2,0 A, de sentido indicado na figura. Qual o mdulo, em newtons, da fora magntica no fio? Resposta: 40 Justificativa: As foras magnticas nas hastes verticais anulam-se por terem mesmo mdulo e direo e sentidos opostos. A fora magntica na haste horizontal a fora magntica resultante, tendo mdulo BiLsen(90o ) = 40 N. 15. Analise as seguintes afirmaes acerca do fenmeno das ondas. 0-0) Todas as ondas transportam matria. 1-1) As ondas mecnicas so ondas transversais. 2-2) As ondas eletromagnticas so ondas longitudinais. 3-3) As ondas eletromagnticas precisam de um meio para se propagarem. 4-4) As ondas mecnicas precisam de um meio para se propagarem. Resposta: FFFFV Justificativa: A afirmao (0-0) falsa pois a maioria das ondas no transporta matria, s energia; A afirmao (1-1) falsa pois as ondas em uma mola, por exemplo, podem ser transversais e/ou longitudinais; A afirmao (2-2) falsa pois
  • 18. 17 TIPO-A nas ondas eletromagnticas, os campos eltrico e magntico oscilam na direo perpendicular direo de propagao das ondas; A afirmao (3-3) falsa pois as ondas eletromagnticas podem se propagar no vcuo, como acontece com a luz do sol que chega a Terra; A afirmao (4-4) verdadeira pois as ondas mecnicas se propagam atravs das interaes entre partculas, portanto precisam de um meio para se propagarem. 16. Analise as seguintes afirmaes acerca da radiao trmica do corpo negro e da hiptese de Planck. 0-0) Um corpo negro ideal absorve toda a radiao incidente sobre ele, independentemente da sua forma. 1-1) Um corpo negro ideal deve ter cor escura, independentemente da sua temperatura. 2-2) Para explicar a radiao emitida por um corpo negro, Planck sugeriu que as ondas eletromagnticas em propagao so compostas de ftons de energia quantizada. 3-3) Para explicar a radiao emitida por um corpo negro, Planck sugeriu que as partculas nas paredes do interior de uma cavidade que se comporta como um corpo negro devem absorver ou emitir pacotes de energia quantizada. 4-4) Os pacotes de energia a que se refere o item anterior tm energia inversamente proporcional frequncia de oscilao das partculas. Resposta: VFFVF Justificativa: A afirmao 0-0 verdadeira, pois se refere prpria definio de um corpo negro. A afirmao 1-1 falsa, pois a cor de um corpo negro ideal resultante do seu espectro de emisso de radiao, o qual depende da temperatura. A afirmao 2-2 falsa, pois esta foi a hiptese que Einstein utilizou para explicar o efeito fotoeltrico. A afirmao 3-3 verdadeira e deu origem quantizao da energia na Fsica. A afirmao 4-4 falsa, pois os pacotes tm energia diretamente proporcional frequncia.

Recommended

View more >