2012 Revisão de Básicas Semiextensivo Pré Vestibular Ensino Superior - Básicas Básicas Matemática POTÊNCIAS P3)(an)m = an . m P4)(ab)n = an . bn n a an P5) = (b ≠ 0) b bn Dado um número real a e um número inteiro n (n >1), chamaremos de potência n-ésima de a o produto de n fatores iguais a a. NOTAÇÃO Exemplos: • 72 . 710 . 75 = 72 + 10 + 5 = 717 312 12 −17 • = 3= 3 −5 317 a 2 .a 5 .a 3 2+5+3−4 = a= a6 • a4 • (x5)3 = x5 . 3 = x15 • (2x)3 = 23x3 = 8x3 Exemplos: • 52 = 5 . 5 = 25 • (– 3)2 = (– 3) . (– 3) = 9 • 23 = 2 . 2 . 2 = 8 • (– 7)2 = (– 7) . (– 7) = 49 • – 72 = – (7) . (7) = – 49 • – 33 = – (3) . (3) . (3) = – 27 • (x3y2)5 = (x3)5 . (y2)5 = x15 . y10 3 x2y • = 5 Observações: a) Se a é um número real e diferente de zero, e se n é um número inteiro, faremos as seguintes definições: a1 = a a0 = 1 a −n = 1 an Exemplos: • 21 = 2 • 70 = 1 1 1 • 5–2 = 2 = 5 25 −3 • x ) .y (= 2 3 5 3 x6y3 125 3 Observação: Todas as propriedades das potências valem nos dois sentidos. Acompanhe os exemplos: 1)2x + 3 = 2x . 23 2)52x = (52)x = (5x)2 3)32 . 52 = (3 . 5)2 = 152 2 3 2 Atenção, pois (2 ) ¹ 2 De fato: (22)3 = 22 . 3 = 26 3 3 22 = 2(2 ) = 28 3 3 343 2 7 = = 7 2 8 b) Para todo n inteiro, temos: 1n = 1; (– 1)n = 1, se n for um número par; (– 1)n = – 1, se n for um número ímpar. ATIVIDADES 01. Calcule o valor da expressão: a) A = (–7)–1 + (–7)0 + (–7)1 c) Para n inteiro positivo, 0n = 0. d) Para n inteiro negativo, não se define 0n, isto é, esse valor não existe. b) B = – 52 + (–5)2 – 53 + (–5)3 e) Não daremos significado para 00. PROPRIEDADES DAS POTÊNCIAS Se a e b são números reais, e m e n são números inteiros, são válidas as seguintes propriedades das potências: 02. (UNICAMP-SP) a) Calcule as seguintes potências: a = 32, b = (–2)3, c = 3–2 e d = (–2)–3 P1)an . am = an + m an P2) m = an – m (a ¹ 0) a Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 1 Ensino Superior - Básicas EXERCÍCIOS b) Escreva os números a, b, c, d em ordem crescente. 01. Calcule o valor de: a) – 72 + (– 7)0 + (– 7)2 2 03. Sendo k inteiro, calcule o valor da expressão: E = (–1) + (–1) 2k 2k + 1 + (–1) 2k + 3 + (–1) k (k + 1) 3 1 b) + 5 3 2 1 c) 2–3 + 3–2 . 3 −1 d) 30 + 31 – (– 3)0 – (– 3)1 3 3 e) – 22 – − – 5 + 123 2 02. Reescreva os números a seguir, utilizando a notação de potência e eliminando os parênteses: a) b) c) d) 04. Escreva numa só potência: a) 74 . 72 . 711 = 513 b) 20 = 5 c) d) e) f) g) 03. Escreva numa só potência: x 2 .x 7 .x 3 x10 .x (x2)3 = 3 x2 = (x3)2 = 2 x3 = a) 52 . 57 . 54 12 10 b) 3 .3 327.3 c) (22)5 2 d) 2 i) f) ( ) g) 24 2 9 .243 = 814 32 h) (– 3)4 . 36 i) 05. Simplifique a expressão: ( 2a ) . ( 4a ) . (b ) ( 32a ) . (b ) 2 4 a) A = 5 e) (25)2 24.26 h) 9 = 5 .5 3 (– 3)48 (– 3 )21 (– 2)37 (– 2)44 3 3 2 3 5 46.8 −2.32 163.128 −1 04. Simplifique: 5 3 a) 6a 3b5c 2 3ab4 b) ( 3a ) . ( 9a ) 2. (b ) ( 81a ) . (b ) 2 5 2 b) B = 3 ( ) + (a ) a3 + a2 + a2 3 a3 + a2 + 2 3 2 7 2 4 2 3 2 7 05. (F. OSWALDO CRUZ–SP) Se k é um número e positivo, então y = (– 1)k + (– 1)k + 1 é: a) b) c) d) e) 2 1 0 –1 depende de k 06. Qual é a metade de 222? 2 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas 07. (FUVEST-SP) Dos números abaixo, o que está mais ( 5,2) . (10,3) (9,9)2 4 próximo de a) b) c) d) e) 3 0,625 6,25 62,5 625 6.250 b) c) d) e) A= ( ) ( ) .b ( a .b ) . ( a .b) 4 a.b −2 . a −1.b2 . a.b −1 a −2 2 −1 −1 2 para a = 10–3 e b = 10–2 faz a) b) c) d) e) {106, 10–6} {– 10–6, – 106} {– 109, 10–9} {– 10–9, 109} n.d.a. 09. (PUC–MG) A expressão a) b) c) d) e) −2 3 2 −2 −3 , a15 2 2a15 a13 a14 4 a3 13. (PUC-SP) O número de elementos distintos na sequência (24; 42; 4–2; (– 4)2; (– 2)4; (– 2)–4 é: a) b) c) d) e) parte de qual conjunto? 5 23 5 7 a) 08. (FGV-SP) O resultado da expressão 3 4 12. é: ( 2a ) ( 4a ) (16a ) Simplificando a expressão E = ( 8a ) ( 2 a ) obteremos: 1 2 3 4 5 Gabarito 3+ x x −3 2 −2 2x + 2x − 3 é igual a: 2x 2–x 2–3 7 8 01 * 04 * 07 e 10 c 02 * 05 c 08 b 11 c 03 * 06 221 09 d 12 a * 02. a) 348 26 9 21 b) -3 11 24 37 c) -2 d) 244 03. a) 513 b) 3-6 c) 210 d) 232 g) 236 h) 310 i) 26 01. a) 1 10. (F. CARLOS CHAGAS–SP) Se A = (62 . 95)–4, então A é igual a: f) 225 b) 04. a) 2a2bc2 1 a) 4 c) b) d) 6 13 e) − b 5 8 e) 210 a12 27 b) 3–24 . 2–6 1 c) 48 8 3 .2 RAÍZES 1 5410 e) 54–28 d) Seja a um número real e seja n um número inteiro e positivo, chama-se raiz n-ésima de a o número real b que, elevado à potência n, resulta em a. 11. (FUVEST–SP) Qual desses números é igual a 0,064? 1 a) 80 1 b) 8 2 c) 2 5 3 EM SÍMBOLOS 2 n a =b ⇒ bn =a NOMENCLATURA 1 d) 800 2 1 e) 800 3 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 3 Ensino Superior - Básicas CONDIÇÕES DE EXISTÊNCIA OPERAÇÕES COM RAÍZES Se n é um número par, necessariamente temos a ≥ 0. Se a for negativo e n par, nenhum número real b, elevado a n, resulta em a. Em resumo: n par → n a só é definida se a ≥ 0 n ímpar → n a é definida para todo a real Por ser muito usada, a raiz quadrada de um número a (a ≥ 0) é representada por a , omitindo-se o índice 2. Assim: 2 4 = 4 (lê-se raiz quadrada de quatro ou, simplesmente, raiz de quatro). Observação A equação x2 = 4 possui duas raízes: 2 e – 2. O símbolo 4 indica somente a raiz positiva, também chamada raiz aritmética. Para não fazer confusão, guarde o seguinte: a raiz deve ter o mesmo sinal do radicando, isto é, na igualdade n a = b, a e b têm mesmo sinal. Exemplos: 9 = 3 pois 32 = 9 (3 e 9 têm mesmo sinal) • 3 125 = 5 pois 53 = 125 (5 e 125 têm mesmo sinal) • 5 −32 = – 2 pois (– 2)5 = – 32 (– 2 e – 32 têm mesmo • sinal) De modo geral, ao resolvermos em IR equações do tipo xn = a, temos: → n par x=± n a n ímpar → x= n a Exemplos: • x2 = 25 → x = ± 25 → x = ± 5 • x3 = 8 → x = ± 3 8 → x = 2 • x4 = 16 → x = ± 4 16 → x = ± 2 PROPRIEDADES Satisfeitas as condições de existência de cada uma das raízes seguintes, são válidas as propriedades: P1) n a. n b = n ab P2) n a a n = (b ≠ 0) n b b P3) n m a = n.m a P4) n p n p a = a ( ) P5) np n mp = a = a Exemplos: 7 • 7 2. = 5 7= 2.5 • = 32 = 16.2 • 3 5 5 2 = • 3 4 • ( 3) = 7 9 7 15 12 • = 2 4 5 n mp a 10 16. = 2 4 2 7 3 2 3.4 = 7 12 = 24.3 5 Só é possível somar raízes que tenham o mesmo índice e o mesmo radicando. Exemplo: 3+5 3 = 6 3 • 4 7 • 5 7 + 3 7 − 4 7 = 2+ 8 = 2+2 2 =3 2 • POTÊNCIA DE EXPOENTE RACIONAL (FRACIONÁRIO): Já sabemos calcular potências de expoentes inteiros. Vamos, agora, ampliar o conceito de potência para números 2 da forma 5 3 ou 70,5. Sendo a um número positivo, m um número inteiro e n um número inteiro e positivo, temos m n a = n am Exemplos 2 • 5 3 = 3 52 • 2 70,5 = 7= 1 3 • −2 7 7 = 3 7 −2 REDUÇÃO DE RADICAIS AO MESMO ÍNDICE Às vezes é necessário transformar dois ou mais radicais de índices diferentes em radicais equivalentes que possuam o mesmo índice. Vamos, por exemplo, escrever o produto 2. 3 5. 4 3 em um só radical. Observe que não podemos multiplicar os radicandos, pois as raízes não possuem índices iguais. Assim, vamos transformar cada uma das raízes em outras equivalentes (com mesmo índice). Para tanto, vamos tomar como índice o m.m.c. (mínimo múltiplo comum) de 2, 3 e 4, ou seja, 12. Temos: = 2 2.6 = 26 12 26 3 = 5 3.4 12 54 4 = 3 3.4 12 33 = 54 = 53 Assim, 2. 3 5 . 4 3 = 12 26 . 4 5.12 33 = = 12 = 26.54.33 12 1.080.000 RACIONALIZAÇÃO DE DENOMINADORES 7 = 9 37 5.3 m ADIÇÃO DE RAÍZES 24 Eliminar raízes não inteiras dos denominadores das frações é habitual nos cálculos matemáticos. Sua origem está na necessidade de facilitar cálculos e minimizar a propagação de erros. Por exemplo, vamos supor que se queira realizar o seguinte cálculo: Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas ATIVIDADES 1 2 Como 2 vale, aproximadamente, 1,414, devemos efetuar esta divisão: 01. Calcule, usando a definição: 1 3 c) 3 125 d) 4 81 e) 7 −1 f) 5 0 g) 4 −16 a) Porém, se multiplicarmos o numerador e o denominador da expressão dada por 2 , obteremos: 1 = 2 1 2 2 = . 2 2 2 2 1 2 Portanto, é o mesmo que . 2 2 02. Calcule: Então, em vez de efetuar a divisão antes indicada, podemos efetuar a divisão 1,414 , que é mais simples que 2 a primeira. 1 2 Quando se transforma a fração , em , dizemos 2 2 que estamos racionalizando o denominador da primeira expressão. De modo geral, para racionalizar denominadores da forma n a x ( x < n) , multiplicamos o numerador e o denominador da expressão dada por n a y , de modo que se tenha x + y = n. Assim, temos: b) − 4 c) −4 = 3 d) 27 = e) − 3 27 = f) 3 −27 = 03. Simplifique: 7 1) = 5 7 5 7 5 7 5 .= = 5 5 5 52 5 3)= 4 3 d) f) g) Se no denominador a ser racionalizado aparecer uma soma, devemos utilizar produtos notáveis. Por exemplo, racionalize os denominadores: = 2 16 = 11 311 = ( 7) 3 12 6 = 341 = 243 = a) 35 2 = b) 3. 3 5 = 3 7+2 05. Racionalize os denominadores: No denominador, temos uma expressão do tipo a + b. É conveniente que tenhamos a2 sem que apareça novamente a. Lembrando que: a2 – b2 = (a + b) (a – b) Basta multiplicar o numerador e o denominador por a – b. a) b) c) Assim: ( 7 − 2) 3= ( 7 − 2) . = 7 + 2 ( 7 − 2) ( 7 ) − 2 3 ( 7 − 2) 3 ( 7 − 2) = = 7−2 3 = 7+2 = 5 04. Escreva num só radical: 4 3 3 5 4 33 5 4 27 .= = 4 3 4 4 3 3 3 3 5 4 64 5 c) e) 10 10 3 72 10 3 72 10 3 49 2) = = . = 2 3 3 7 7 3 7 3 72 7 3. 27 = a) b) n n x+y a x . n= a y n a= = a a Vamos, por exemplo, racionalizar os denominadores das seguintes frações: 4 a) n • 49 b) 1 1,414 7−4 3 2 3 d) 2 e) 1 2 3 3 1 3 2 2 7 53 = = = = 1 3+ 2 2 f) = 1− 5 = Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 5 Ensino Superior - Básicas EXERCÍCIOS 01. Calcule: a) 1 b) 10. (UFRS) O valor de a) 2 3 22 3 64 − 25 + 125 − −27 02. Simplifique: a) 3 5 222 d) 4 512 e) 7 5 c) b) c) d) e) 32 98 b) 8 a) 2. 3 5 b) 2 2 2 04. Efetue: 32 − 2 + 50 − 98 Onde p é o semiperímetro (2p = a + b + c). Qual a área de um triângulo de lados 5, 6 e 7? a) 15 b) 21 c) 7 5 43 3 16 33 4 8 23 3 0 −2 −4 −6 −8 09. 2,5 0 23 1 –1 6 1 ÷ 32 0,2 é: 0,125 0,25 0,5 0,75 1 a) b) e) 1 1 + x2 2 1 + x2 1 1− x 1 1+ x 2 1− x 2+ 3 3 é igual a: 2+2 6 + 3 3 5+2 6 b) 3 2+ 6 c) 6 a) 3 3 3 3 3+ 6 3 6 e) 6 d) 2 23 2 − 23 .8 − .8 é igual a: 3 3 2. 2 + 2 . 2 − 2 é igual a: a) 2 b) 2 0,5 13. (FUVEST-SP) 08. (FGV-SP) a) b) c) d) e) a) b) c) d) e) d) 07. (MACKENZIE-SP) 2 3 + 12 − 2 75 é igual a: a) b) c) d) e) 26 3 22 2 4 8 1 4 c) 06. (MACKENZIE-SP) A raiz cúbica de (64)2 é: a) b) c) d) e) 2 2 é: 12. (CESGRANRIO) Efetuando e simplificando 1 1 + , obtemos: 1+ x 1− x 12 + 27 − 75 05. (FUVEST-SP) A área de um triângulo de lados a, b e c é dada pela fórmula S = p (p − a )(p − b)(p − c ) 8 3 11. (U.F.PELOTAS-RS) O valor da expressão 03. Escrever na forma de um único radical: a) b) 2+ 2 e) 5 + 4 + 3 27 + 4 0 + 5 −1 3 c) 2 2 d) 1 14. (FUVEST-SP) Qual é o valor da expressão 3 +1 3 −1 + 3 −1 3 +1 ? a) 3 b) 4 c) 3 d) 2 e) 2 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas 2 15. (FUVEST-SP) 5− 3 − 2 3 2 PROBLEMAS é igual a: Normalmente existe uma dificuldade muito grande em entender enunciados de problemas e traduzí-los da linguagem formal para a linguagem algébrica. É importante que você leia o enunciado com muita atenção, procurando determinar qual é (ou quais são) a(s) incógnita(s) e as condições envolvidas, estabelecendo relações entre os dados apresentados. Não há receitas para resolver problemas, mas é fundamental praticar e formar uma coleção de problemas resolvidos e entendidos. Vamos procurar, neste módulo, resolver vários tipos de problemas. 3 5+ 3+ 4 5+ 3+32 5− 3+32 a) b) c) d) e) 5+ 3−34 5− 3−34 16. Simplifique as expressões: a) A = 5 31 + 6 10 − 83 − 4 5 + 2 b)= B 2 5 Exercícios Resolvidos 01. A soma de um número com sua quinta parte é 18. Qual é esse número? x x c) C = 3 x 17. (VUNESP) A expressão a) b) c) d) e) 0,25 + 16 − 3 4 Resolução Seja x o número procurado equivale a: 1,65 1,065 0,825 0,625 0,525 x+ 18. (FUVEST-SP) 3 8 a) 2 5 b) 29 5 x 18 = 5 5x + x 5.18 = 5 5 228 + 230 = 10 6x = 5 . 18 5.183 6 x = 15 x= O número é 15. c) 28 d) 29 e) 258 10 02. A idade de um menino é igual ao triplo da idade de seu irmão. Daqui a 5 anos, a soma das duas idades será 30 anos. Quais são as idades atuais? 1 3 Resolução Hoje: Idade do irmão = x Idade do menino = 3x Daqui a 5 anos: Idade do menino = 3x + 5 Idade do irmão = x + 5 Gabarito 01 * 05 e 09 a 13 d 17 d 02 * 06 b 10 d 14 b 18 d 03 * 07 c 11 e 15 d 04 * 08 a 12 e 16 * 3x + 5 + x + 5 = 30 4x = 20 x=5 * 01. a) 9 b) 11 02.a) 2 3 4 b) 7 2 6 200 b) a) 0 b) 03.a) 04. 16. a) 2 8 2 4 c) 16 5 4 d) 4 2 As idades atuais são 15 e 5 anos. 7 e) 4 2 7 2 b) 7 10 10 c) 12 x 7 03. Uma torneira enche um tanque em 2 horas. Outra torneira enche o mesmo tanque em 3 horas. Supondo que o tanque está vazio e que as torneiras têm vazão normal, abrindo as duas torneiras simultaneamente, após quanto tempo o tanque estará cheio? Resolução Inicialmente, vamos calcular o quanto cada torneira 1 enche por hora. A primeira torneira enche do tanque 2 por hora. Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 7 Ensino Superior - Básicas 1 do tanque por hora. Juntas elas 3 A segunda enche enchem 1 1 5 + = do tanque por hora. 2 3 6 5 6 1 1 x x = 6 6 h = .60 = 5 5 72min 04. Num quintal há porcos e frango, num total de 17 cabeças e 54 pés. Qual é o número de porcos e o número de frangos? Resolução Número de porcos = x Número de frangos = y `− x − y =−17 27 2x + y = 01. (Unisinos-RS) É comum, encontrarmos, na história da Matemática, problemas que, apesar de sua simplicidade, atravessam séculos. Um deles é o problema conhecido como “Saudações a vós”, que aparece no livro Antologia Grega, de Metrodorus, datado do século V. Após 1 hora e 12 minutos. x + y 17 = 54 4x + 2y = Atividades Adaptado apresenta-se assim: “Bom dia, minhas cem pombas”, disse o gavião a um bando de avezinhas que passavam. “Cem pombas não somos nós”, disse uma delas. “Para sermos cem, é necessário outro tanto de nós, mais metade de nós, mas a quarta parte de nós e contigo , gavião, cem aves seremos nós.” Há no bando: a) 36 pombas. b) 40 pombas. c) 46 pombas. d) 96 pombas. e) 101 pombas. . ( −1) : ( 2) + x = 10 → 10 + y = 17 → y = 7 Há 10 porcos e 7 frangos 02. Numa família, um pai tem 30 anos a mais do que seu filho. Depois de 20 anos, a idade do pai será o dobro da idade do filho. Quais são as idades atuais? 05. As despesas de um condomínio totalizaram R$ 1.200,00. Três dos condôminos não pagaram, obrigando os demais a pagarem, além de sua cota, um adicional de R$ 90,00 cada um. Qual é o número total de condôminos? Resolução Número total de condôminos = x 1.200 Cota individual = x Com 3 pagantes a menos: 1.200 Cota individual = x−3 Do enunciado: 1.200 1.200 = + 90 (com x inteiro e maior que 3) x−3 x 1.200x 1.200 ( x − 3) + 90x ( x − 3) = ( x − 3) x ( x − 3) x 03. Duas torneiras levam, respectivamente, 4 e 6 horas para encher um tanque. Estando o tanque vazio e abrindo-se simultaneamente as duas torneiras, em quanto tempo o tanque estará cheio? 1.200 x = 1.200 x - 3.600 + 90 x2 - 270 x 90 x2 - 270 x - 3.600 = 0 (:90) x2 - 3 x - 40 = 0 x = 8 ou x = - 5 (não convém) O número total de condôminos é 8. 8 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas 04. (Enem-MEC) Uma companhia de seguros levantou dados sobre os carros de determinada cidade e constatou que são roubados em média, 150 carros por ano. O número de carros roubados da marca x é o dobro do número de carros roubados da marca y, e as marcas x e y , juntas, respondem por cerca dos 60% dos carros roubados. O número esperado de carros roubados da marca y é: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) 60 05. (Vunesp) Dois produtos químicos P e Q são usados em um laboratório. Cada 1 g (grama) de produto P custa R$ 0,03 e cada 1 g do produto Q custa R$ 0,05. Se 100g de uma mistura dos dois produtos custam R$ 3,60, a quantidade de produto P contida nessa mistura é: a) b) c) d) e) a) As dimensões do novo retângulo: b) O perímetro do novo retângulo: 08. Para calcular o volume de um paralelepípedo retângulo, devem-se multiplicar suas três dimensões. Dadas as dimensões (x+3),3 e x e sabendo que o volume, nessas condições, mede 30m³, calcule o maior valor de x: 70 g 65 g 60 g 50 g 30 g Tarefa Proposta 01. Três irmãos têm, juntos, 72 anos. O mais velho tinha 2 anos quando o segundo nasceu, o qual tinha 5 anos quando o mais novo nasceu. Qual a idade do mais velho? 06. Os registros de temperatura tomados entre 0 hora e 24 horas de um dia em uma zona rural se ajustam a formula T= - 1/10 . (x-12)2 + 10, onde T representa a temperatura em graus Celsius e x representa as horas do dia. A que horas do período da tarde a temperatura registrada foi de 9,6°C ? 07. Um retângulo apresenta base igual a 5m e altura igual a 2m. Se aumentarmos o comprimento e altura na mesma quantidade, a área do novo retângulo será sete vezes a área do retângulo original. Calcule: 02. A idade de uma pessoa é o dobro da idade de outra. Há 5 anos, a soma das idades era 20 anos. Quais são as idades dessas pessoas? 03. (Unicamp-SP) Uma senhora comprou uma caixa de bombons para seus dois filhos. Um deles tirou a metade dos bombons da caixa. Mais tarde, o outro menino também tirou metade dos bombons que encontrou na caixa. Restaram 10 bombons. Calcule quantos bombons havia inicialmente na caixa. 04. (Unicamp-SP) Em um restaurante, todas as pessoas de um grupo pediram um mesmo prato principal e uma mesma sobremesa. Com o prato principal, o grupo gastou R$ 56,00 e com a sobremesa R$ 35,00. Cada sobremesa custou R$ 3,00 a menos que o prato principal. a) Encontre o número de pessoas nesse grupo. b) Qual foi o preço do prato principal? Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 9 Ensino Superior - Básicas 05. (Fuvest-SP) O dobro de um número, mais sua terça parte, mais sua quarta parte somam 31. Determine o número. 12. Quando você subtrai 3 de um certo número real x, você obtêm o dobro da raiz quadrada desse número x. Qual é o valor da terça parte de x? 06. (UERJ) Em um restaurante há 12 mesas, todas ocupadas. Algumas estão ocupadas por 4 pessoas, outras por apenas duas pessoas. Sabendo que há 38 fregueses, o número de mesas ocupadas por duas pessoas é: 13. Uma torneira é capaz de encher um tanque em 4 horas e uma segunda torneira o esvazia em 12 horas. Estando o tanque vazio e abrindo-se simultaneamente as duas torneiras, em quanto tempo o tanque estará cheio? a) b) c) d) e) 4 5 6 7 8 14. Duas torneiras levam respectivamente 12 e 18 horas para encher um ta nque. Reunidas a uma terceira torneira enchem o tanque em 6 horas. Quanto tempo levará a terceira torneira para encher sozinha o tanque? 07. Um grupo de amigos encontrou-se em um bar. Ao ser apresentada a conta de R$ 240,00, quatro deles afirmaram não dispor de dinheiro e com isso cada um dos demais pagou uma quantia adicional de R$ 5,00. Quantas pessoas havia no grupo? 08. (U.F. São Carlos-SP) Para as apresentações de uma peça teatral (no sábado e no domingo, à noite) foram vendidos 500 ingressos e a arrecadação total foi de R$ 4.560,00. O preço do ingresso no sábado era de R$ 10,00 e, no domingo, era de R$ 8,00. O número de ingressos vendidos para a apresentação do sábado e para o domingo, nesta ordem, foi: a) b) c) d) e) 300 e 200. 290 e 210. 280 e 220. 270 e 230. 260 e 240. 09. Num quintal temos porcos e galinhas num total de 88 cabeças e 250 pés. Quantas galinhas e quantos porcos há no quintal? 10. (Fuvest-SP) Dois quintos do meu salário são reservados para o meu aluguel; metade do que sobra, para a alimentação. Descontados o dinheiro do aluguel e da 1 alimentação, coloco do que sobra na poupança, 3 restando então R$ 1.200,00 para gastos diversos. Qual é o meu salário? 11. (Fuvest-SP) Os números inteiros positivos foram dispostos em “quadrados”, da seguinte maneira: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ... ... ... ... ... ... ... ... O número 500 encontra-se em um desses quadrados. A “linha” e a “coluna” em que o número 500 se encontra são, respectivamente: a) b) c) d) e) 2 e 2. 3 e 3. 2 e 3. 3 e 2. 3 e 1. 10 a) b) c) d) e) 10 horas. 12 horas. 15 horas. 16 horas. 36 horas. 15. (Vunesp) Uma pessoa, em seu antigo emprego, trabalhava uma quantidade x de horas por semana e ganhava R$ 60,00 pela semana trabalhada. Em seu novo emprego, essa pessoa continua ganhando os mesmos R$ 60,00 por semana. Trabalha, porém, 4 horas a mais por semana e recebe R$ 4,00 a menos por hora trabalhada. O valor de x é: a) b) c) d) e) 6. 8. 10. 12. 14. 16. (FEI-SP) Atualmente as idades (valores inteiros em anos) de três irmãos são tais que a soma das idades dos dois mais novos é igual à idade do mais velho e a diferença entre as idades dos dois mais novos é de um ano. Há um ano, a idade do mais velho era o triplo da idade do mais novo. Daqui a um ano qual será a soma das 3 idades? a) b) c) d) e) 17. 15. 14. 18. 12. 17. (Fatec-SP) Dois casais foram a um barzinho. O primeiro pagou R$ 5,40 por 2 latas de refrigerante e uma porção de batatas fritas. O segundo pagou R$ 9,60 por 3 latas de refrigerante e 2 porções de batatas fritas. Nesse local e nesse dia, a diferença entre o preço de uma porção de batatas fritas e o preço de uma lata de refrigerante era de: a) b) c) d) e) R$ 2,00. R$ 1,80. R$ 1,75. R$ 1,50. R$ 1,20. 18. A soma das áreas dos quadrados abaixo é 52cm². Sabendo que a diferença entre as medidas dos lados desses quadrados é 2cm, calcule a área de cada quadrado: Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas * 01. 27 anos 02. 10 e 20 anos 04. a) 7 b) R$ 8,00 09. 51 e 37 10. R$ 6.000,00 18. 36cm² e 16cm². 19. Na figura a área da região retangular maior é 88cm², enquanto a região retangular menor tem 54cm² de área. Calcule a soma das medidas x e y indicadas: 20. Em um paralelepípedo retangular com dimensões, em cm, expressas por 3,(3-2x)e (3-x) tem volume de 15 cm³. A soma das três dimensões desse paralelepípedo é quanto? Gabarito 01 * 05 12 09 * 13 6h 17 b 02 * 06 b 10 * 14 e 18 * 03 40 07 16 11 a 15 a 19 15 04 * 08 c 12 3 16 a 20 7,5 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 11 Ensino Superior - Básicas Básicas Física CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Física A O que é a Física? Física é a ciência que estuda a natureza em seus aspectos mais gerais. O termo vem do grego (physiké), que significa natureza. Atualmente, é dificílimo definir qual o campo de atuação da física, pois ela aparece em diferentes campos do conhecimento que, à primeira vista, parecem completamente descorrelacionados. É muito comum existir uma confusão entre o que é uma grandeza física e o que é uma unidade física. Vamos tentar resolver este problema através de alguns exemplos. No nado livre a velocidade do nadador pode chegar a até 7,2 km/h. Aqui a grandeza física em questão é a velocidade. Esta grandeza mede a rapidez do nadador. A unidade usada para representar a rapidez do nadador foi o km/h (quilômetros por hora). Note que se eu quiser posso usar outras unidades para representar a grandeza física velocidade. Poderia usar o m/s (metros por segundo), ou então a mph (milhas por hora). Como ciência, faz uso do método científico. Baseia-se essencialmente na matemática e na lógica quando da formulação de seus conceitos. De forma geral pode-se dizer que Física é a ciência que estuda os fenômenos naturais dando ênfase aos fenômenos físicos. Unidades do SI - Básicas Grandeza Comprimento Fenômeno Físico: é aquele que não altera a natureza da matéria. Áreas da Física (principais): • Mecânica Cinemática Dinâmica Estática Hidrostática Hidrodinâmica Gravitação Universal • Termologia Termodinâmica Calorimetria • Ondulatória Acústica Óptica • Eletromagnetismo • Magnetismo • Eletricidade • Física Moderna Grandezas Damos o nome de grandeza a tudo aquilo que pode variar quantitativamente. A grandeza foi introduzida na Física para tornar possível o estudo quantitativo dos fenômenos da natureza. Uma grandeza é dita mensurável quando pode ser medida. Quando não pode ser medida, por falta de termo de comparação como no caso da beleza ou da bondade, é dita imensurável Grandeza Escalar: é aquela que fica definida apenas com um número e uma unidade de medida. Ex: Massa, tempo, temperatura. Grandeza Vetorial: é aquele que para ficar definida, necessita além do número e da unidade de medida, de direção e sentido. Ex: Velocidade, força, aceleração. A Física somente trabalha com as grandezas físicas, ou seja, com aquelas que podem ser medidas e quantificadas. Unidade Símbolo metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente elétrica ampère A Temperatura termodinâmica kelvin K mol mol candela cd Quantidade de matéria Intensidade luminosa ORDEM DE GRANDEZA A determinação da ordem de grandeza surgiu da necessidade realizar cálculos com valores aproximados, ou seja, através de uma estimativa. O físico Ítalo- americano Enrico Fermi foi um dos maiores especialistas na determinação de ordem de grandeza. Mas como determinaremos a ordem de grandeza? Para tal, adotaremos os seguintes passos: 1º passo: Passe o número para a notação científica: Exemplo: a) 25700 = b) 321 = c) 302000 = d) 0,012 = e) 0,00245 = f) 0,00004 = Um número em notação científica deve sempre ser escrito da forma Nx10n Sendo N a mantissa, que deve estar sempre entre o intervalo 1 ≤ N < 10. E n é a ordem de grandeza. 2º passo: Comparando o valor de N: • Se N > 3,16, faça 10n + 1. • Se N < 3,16, n fica com o mesmo valor. Exemplo: a) 2,57x104 Comparo 2,57 3,16 => b) 3,21x102 Comparo 3,21 3,16 => c) 3,02x105 Comparo 3,02 3,16 => d) 1,2x10-2 Comparo 1,2 3,16 => e) 2,45x10-3 Comparo 2,45 3,16 => f) 4,0x10-5 Comparo 4,0 3,16 => Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 1 Ensino Superior - Básicas NOTA: Mas por que a comparação é feita com 3,16? Como trabalhamos com valores aproximados, 3,16 é o ponto médio entre duas potências inteiras e consecutivas. Exemplo: o ponto médio entre 100 e 101 é 100,5, pois: 100+1/2 = 100,5 Mas 100,5 = 101/2 = √10 ≅ 3,16 07. Qual é a ordem de grandeza do número 2004? a) b) c) d) e) 08. Qual é a ordem de grandeza da massa de um homem adulto, em kg? a) b) c) d) e) EXERCÍCIOS 01. A ordem de grandeza da altura de um indivíduo adulto é: a) b) c) d) e) 10–3 m. 10–2 m. 10–1 m. 100 m. 101 m. 102. 103. 104. 105. 106. 104. 106. 108. 1010. 1012. 04. A ordem de grandeza da massa de 1 litro de água, em gramas é: a) b) c) d) e) 100. 101. 102. 103. 104. 05. O volume de um cilindro é 6,8 m . A ordem de grandeza do volume deste cilindro em cm3 é: 3 a) b) c) d) e) 105. 106. 107. 108. 109. 06. A biblioteca de uma universidade contém 2 x 105 livros. Qual é a ordem de grandeza, expressa em metros, de comprimento de prateleiras ocupada pelos livros? a) b) c) d) e) 102. 104. 106. 108. 1010. 2 Parte da Mecânica que estuda os movimentos dos corpos sem se preocupar com as suas causas ou efeitos. Velocidade média: É a grandeza física que mede a rapidez com que um corpo muda de posição. É dada pela razão entre a distância percorrida e o intervalo de tempo gasto para percorrê-la. Define-se velocidade média como sendo: Vm = 03. Qual é a ordem de grandeza da população do Brasil, em número de habitantes? a) b) c) d) e) 100. 101. 102. 103. 104. CINEMÁTICA 02. Qual a ordem de grandeza do número de segundos que tem um dia? a) b) c) d) e) 104. 103. 102. 101. 100. _ x x 2 − x1 = _t t 2 − t1 Unidades: SI CGS MKgfS m/s cm/s m/s EXERCÍCIOS 09. (UTFPR) – No céu, vê-se o clarão de um relâmpago e, após 4 segundos, ouve-se o ruído do trovão. A que distância do local onde ocorreu a descarga elétrica encontra-se este observador, sabendo-se que a velocidade do som no ar é 340 m/s? a) b) c) d) e) 2.720 m. 1.360 m. 272 m. 136 m. 122 m. 10. (UTFPR) – Um avião viajou entre duas cidades com uma velocidade média de 600 km/h. Sabendo-se que levou 1 hora e 30 minutos na viagem, podemos afirmar que a distância entre tais cidades, em km, é igual a: a) b) c) d) e) 1200. 1800. 400. 900. 700. Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas 11. (UTFPR) – Um automóvel percorre uma distância entre os marcos “km 100” e “km 160” de uma estrada em 1 hora. Faz então uma parada de meia hora e percorre mais 150 km, gastando nessa segunda etapa 2 horas e 30 minutos. A velocidade média desenvolvida no trajeto vale: a) b) c) d) e) Gabarito 60 km/h. 70 km/h. 67,5 km/h. 52,5 km/h. 50,4 km/h. 12. O excesso de velocidade é um dos principais causadores de acidentes de trânsito nas estradas. O Código de Trânsito Brasileiro estabelece que, não havendo sinalização, a velocidade máxima permitida para automóveis em rodovias é de 110 km/h. Se um carro percorre 105 m em 3 s numa rodovia, ele está: a) b) c) d) e) c 15 a 9 b 16 d 3 c 10 d 17 4 d 11 d 18 5 c 12 a 19 6 b 13 a 20 7 b 14 a 21 ELETROSTÁTICA Carga elétrica: não tem definição. 40. 50. 20. 10. 30. Lei de DU FAY Cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais diferentes se atraem. Corpo Eletrizado Um corpo está eletrizado quando tiver falta ou excesso de elétrons. 2.400 m. 4.800 m. 7.200 m. 9.600 m. 8.200 m. 15. (UTFPR) – Um automóvel percorre 800 m em 40 s. Com essa mesma velocidade em 2 h irá percorrer uma distância de: a) b) c) d) 8 d Átomo: é a menor partícula da matéria. 13. (UTFPR) – Um trem de 300 m de comprimento tem velocidade de 72 km/h. O tempo gasto pelo trem para atravessar uma ponte de 500 m, em segundos, é: 14. Qual a distância percorrida por um móvel durante 1h20min, sabendo que sua velocidade é constante e igual a 2 m/s? d 2 Física B a) Cometendo uma infração de trânsito, pois sua velocidade média é de 126 km/h. b) Com velocidade média de 35 km/h e, portanto respeitando o Código de Trânsito. c) Respeitando o Código de Trânsito, pois sua velocidade média é de apenas 108 km/h. d) Com excesso de velocidade para uma rodovia, pois atingiu uma média de 140 km/h. a) b) c) d) e) 1 144 km. 72 km. 40 km. 200 km. 16. (UTFPR) – Um carro anda meia hora com velocidade constante de 50 km/h e depois, 15 minutos com velocidade constante de 40 km/h. A distância total percorrida por ele é: a) 50 km. b) 40 km. c) 90 km. d) 35 km. e) 30 km. Positivamente Falta de elétrons Negativamente Excesso de elétrons Processos de Eletrização • Atrito • Contato • Indução • Pressão • Aquecimento Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 3 Ensino Superior - Básicas Condutor – Isolante • Condutor: permite o movimento de cargas elétricas. (metais, carvão, corpo humano, gases ionizados, solução eletrolítica, ...) • Isolante: não permite o movimento de cargas elétricas. (água, plástico, borracha, vácuo, ...) Eletroscópio É o aparelho que serve para verificar se um corpo está ou não eletrizado. 05. Um corpo carregado negativamente tem: a) b) c) d) e) Falta de prótons. Excesso de elétrons. Falta de nêutrons. Excesso de nêutrons. Falta de elétrons. 06. Entre os materiais abaixo, quais são maus condutores de eletricidade? a) b) c) d) e) Ebonite, plástico e parafina. Cobre, breu e gesso. Alumínio, ebonite e plástico. Platina, cobre e terra. Ferro, ouro e cobre. 07. Eletroscópio é um instrumento utilizado para: a) b) c) d) e) EXERCÍCIOS 01. Após friccionar um pente com um pedaço de lã, observase que o pente atrai pequenos pedaços de papel. Isso se deve ao fato de: a) b) c) d) e) O pente ficar magnetizado. O papel ficar eletrizado. A lã ter estado eletrizada. O pente receber cargas elétricas. O pente ser de plástico. 02. Quando se aproxima um corpo carregado eletricamente de um corpo neutro ocorre: a) b) c) d) e) Uma atração somente se a carga for positiva. Uma atração somente se a carga for negativa. Uma repulsão se a carga for negativa. Uma atração em qualquer caso. Não ocorre nada, pois um corpo é neutro. 03. Um eletroscópio está carregado positivamente. Quando um corpo é colocado próximo a ele e as suas folhas se repelem mais ainda, é porque o corpo: a) b) c) d) e) Com certeza é metálico. Está eletricamente neutro. Está carregado positivamente. Está carregado negativamente. Está eletrizado. 04. Uma bolinha (I) carregada positivamente atrai duas outras bolinhas (II) e (III). As bolinhas (II) e (III) também se atraem. A alternativa que melhor explica esses fatos é: Medir corrente elétrica. Determinar a variação de temperatura. Medir carga elétrica. Verificar se um corpo está eletrizado. Eletrizar um corpo. 08. São processos de eletrização: a) b) c) d) e) Atrito e condução. Indução e convecção. Contato e indução. Contato e condução. Atrito e convecção. 09. Na eletrização por atrito dois corpos adquirem cargas: a) b) c) d) De mesmo módulo. De módulos diferentes. Sendo que o maior fica maior quantidade de carga. Sendo que o menor fica com maior quantidade de carga. e) Neutras. 10. Duas cargas elétricas no ar se repelem com determinada força. Se você aumentar a distância entre eles, a força: a) b) c) d) e) Desaparece. Permanece com o mesmo valor. Aumenta. Diminui. Inverte o sentido. Gabarito 1 d 5 d 9 d 2 e 6 c 10 d 3 d 7 e 4 b 8 c a) As bolinhas (II) e (III) têm carga positiva. b) A bolinha (II) tem carga negativa e a (III) tem carga positiva. c) A bolinha (II) tem carga positiva (III) tem carga negativa. d) A bolinha (II) estava neutra e a (III) com carga negativa. e) As bolinhas (II) e (III) possuem cargas negativas. 4 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas Física C EXERCÍCIOS TERMOLOGIA 01. “Uma forma de energia em trânsito resultante da movimentação das partículas que constituem a matéria.” Essa é a definição de: É a parte da física que estuda fenômenos que envolvem calor. Divisão: termometria, dilatometria, calorimetria e termodinâmica. Temperatura: é a grandeza que dá a medida da energia cinética das moléculas de um corpo, o estado de agitação das partículas que constituem este corpo. a) b) c) d) e) 02. Um cobertor de lã tem por função: a) b) c) d) e) Termômetro: é o aparelho que funciona baseado no princípio da dilação térmica. É a grandeza que dá uma medida da energia cinética média das moléculas de um corpo, ou seja, o estado de agitação das partículas que constituem este corpo. Escala Termométrica: o conjunto dos valores numéricos que pode assumir a temperatura, a qual é estabelecida ao se graduar um termômetro. Sensação térmica. Temperatura. Potência. Calor. Momento de uma força. Dar calor ao corpo. Impedir a entrada do frio. Comunicar a temperatura ao corpo. Deixar o corpo quentinho. Reduzir a transferência do calor do corpo para o exterior. 03. Quando dois corpos, de temperaturas diferentes são colocados em contato, observa-se que: a) Os corpos irão receber calor. b) Flui temperatura do corpo mais quente para o mais frio. c) Flui calor do corpo de maior massa para o de menor massa. d) Flui calor do corpo mais quente para o mais frio. e) Os dois corpos possuem temperaturas diferentes. 04. O processo de propagação do calor, onde este passa de molécula a molécula do corpo, sem haver deslocamento daquelas, é denominado: a) b) c) d) e) Irradiação. Condução. Convecção. Ebulição. Molecular. 05. Assinale a alternativa correta: Calor: é uma forma de energia (energia térmica) em trânsito, que flui espontêneamente do corpo mais quente para o mais frio, até que atinjam o equilíbrio térmico. A propagação do calor pode-se efetuar através de três processos: condução, convecção e irradiação. Propagação do Calor • Condução: o calor se propaga de partícula à partícula, sem transporte das mesmas. • Convecção: o calor é transmitido pela massa aquecida em movimento. • Irradiação: o transporte de energia é feito através de ondas eletromagnéticas. a) O calor só se propaga, no vácuo, por condução ou irradiação. b) Na convecção do calor há transporte de calor sem arraste de matéria. c) O calor do sol chega à Terra por um processo de condução. d) A convecção do calor é um processo que só pode ocorrer em meios fluídos. e) A condução ocorre em qualquer meio. 06. A propriedade que permite informar se dois corpos estão em equilíbrio térmico é: a) b) c) d) e) A energia térmica. A quantidade de calor. A temperatura. O calor específico. O calor latente. Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior 5 Ensino Superior - Básicas 07. Normalmente dizemos que estamos com frio ou calor dependendo da temperatura do ambiente que presenciamos. Porém, para física, calor e temperatura são grandezas distintas. Sobre calor e temperatura, é correto afirmar: a) Dizemos que existe calor quando a temperatura é alta. b) O frio nada mais é que o calor a uma temperatura baixa. c) A temperatura de um corpo é a quantidade de caloria que existe nesse corpo. d) Frio e calor são a mesma coisa que temperatura. e) O calor é uma forma de energia e a temperatura estabelece o grau térmico dos corpos. 08. Leia atentamente as afirmativas sobre “calor”. I. Calor é a energia que passa de um corpo com menor temperatura para outro com maior temperatura. II. Os agasalhos que usamos em dias frios nos mantêm aquecidos porque são bons condutores de calor. III. Para maior eficiência, colocam-se os aquecedores em lugares próximos ao chão, pois o ar aquecido sobe, favorecendo as correntes as correntes de convecção. IV.As ondas de calor provenientes do Sol chegam a Terra porque a irradiação térmica permite a transferência de calor mesmo que os corpos estejam separados por vácuo. Estão corretas as afirmativas: a) b) c) d) e) I e III. II e IV. III e IV. I, II e IV. I e II. 09. Assinale a alternativa incorreta: a) Calor e temperatura têm significados físicos diferentes. b) A temperatura mede o estado cinético das moléculas de um corpo. c) Com o aumento de temperatura os corpos aumentam as duas dimensões. d) Na convecção há transporte de calor sem arraste de matéria. e) Na condução de calor há transporte de energia. 10. A garrafa térmica é um frasco de paredes duplas, entre as quais é feito vácuo. O vácuo entre as paredes é para evitar a passagem do calor: a) b) c) d) e) Por irradiação e convecção. Apenas por irradiação. Apenas por convecção. Por condução e convecção. Apenas por condução. Gabarito 1 d 5 b 9 b 2 d 6 a 10 d 3 c 7 d 4 d 8 c 6 Líder absoluto para os exames de Ensino Médio e UTFPR - Ensino Superior Ensino Superior - Básicas Básicas Química Parte 1 Matéria, Estados Físicos e Transformações • Matéria – é tudo aquilo que tem massa e ocupa um lugar no espaço. • Massa – quantidade de matéria de um corpo. • Corpo – Porção limitada de matéria, sem forma definida. • Objeto – Porção limita de matéria, com forma e utilidade definida. Estados Físicos SÓLIDO LÍQUIDO Forma definida Forma indefinida Forma indefinida Volume definido Volume definido Volume indefinido Moléculas estão Moléculas podem fixas no espaço se mover GASOSO Moléculas muito agitadas com alta mobilidade f) Formação da geada: ____________________________________________ g) Água da chuva caindo no escapamento do carro: ____________________________________________ h) Uma poça secando: ____________________________________________ 02. Considerando a água ao nível do mar, indique as temperaturas: a) Ponto de ebulição: ____________________________________________ b) Ponto de fusão: ____________________________________________ 03. O etanol é um combustível muito utilizado em carros, por ser uma fonte renovável de energia. Esse combustível é líquido a 25°C. Mudanças de Estado Físico Sabendo que os pontos de fusão e de ebulição do etanol (ao nível do mar) são respectivamente PF = −114,3 °C e PE = 78,4°C, qual será seu estado físico a 0°C e 80°C? * Vaporização: Varia de acordo com a temperatura. • Ponto de Fusão – Temperatura na qual um sólido se transforma em líquido. • Ponto de Ebulição – Temperatura na qual um líquido de transforma em vapor. • CNTP – Condições Normais de Temperatura e Pressão – 1 atm e 0°C. • Condições ambientes – 1 atm e 25°C. Exercícios 01. (ENEM) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para recomeçar a subir para a atmosfera. Atividades a) b) c) d) e) 01. Indique o nome do processo de mudança de estado físico: a) Água fervendo na chaleira: ____________________________________________ b) Um sorvete derretendo: ____________________________________________ c) Espelho do banheiro embaçado: ____________________________________________ d) Bolinhas de naftalina diminuindo de tamanho: ____________________________________________ e) Precipitação da chuva: ____________________________________________ A transformação mencionada no texto é a: Fusão. Liquefação. Evaporação. Solidificação. Condensação. 02. Observe os fatos abaixo: I. Uma pedra de naftalina deixada no armário. II. Uma vasilha com água deixada no freezer. III. Uma vasilha com água deixada no sol. IV.O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido. Nesses fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos: Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior 1 Ensino Superior - Básicas a) I. Sublimação; II. Solidificação; III. Evaporação; IV. Fusão. b) I. Sublimação; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação. c) I. Fusão; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação. d) I. Evaporação; II. Solidificação; III. Fusão; IV. Sublimação. e) I. Evaporação; II. Sublimação; III. Fusão; IV. Solidificação. PF (°C) PE (°C) Cloro -101,0 -34.6 Flúor -219,6 -188,8 Bromo -7,2 58,8 Mercúrio -38,8 356, Iodo 113,5 184 A 50°C, encontram-se no estado líquido: a) b) c) d) e) Vaporização – solidificação – liquefação. Liquefação – fusão – vaporização. Solidificação – fusão – sublimação. Solidificação – liquefação – sublimação. Sublimação – fusão – vaporização. 05. O naftaleno, comercialmente conhecido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, funde a temperatura superiores a 80° C. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura ambiente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduos. Esta observação pode ser explicada pelo fenômeno da: a) b) c) d) e) Fusão. Sublimação. Solidificação. Liquefação. Ebulição. 06. (Acafe-SC) A passagem turbulenta de um líquido para o estado de vapor, com agitação em toda sua massa líquida, denomina-se: a) b) c) d) e) PE (°C) I. Éter etílico -116 34 II. Clorofórmio -63 61 III. Ciclobutano -127 -31 43 183 GABARITO 01.C. 02.A. 03.D. 04.E. 05.B. 06.A. 07.I – Gasoso; II – Líquido; III – Gasoso; IV – Sólido. Parte 2 Átomos e Íons Átomo - é a menor partícula que compõe um elemento químico. Figura1. Modelo atômico atual, com a representação das três partículas fundamentais (prótons, nêutrons e elétrons). O átomo é constituído basicamente por três tipos de partículas. Suas massas e cargas estão apresentadas no quadro abaixo: Cloro e flúor. Cloro e iodo. Flúor e bromo. Bromo e mercúrio. Mercúrio e iodo. 04. (UFSM – RS) – Com relação aos processos de mudança de estado físico de uma substância, pode-se afirmar que são endotérmicos (absorvem energia): a) b) c) d) e) PF (°C) IV.Fenol 03. Considere a tabela de pontos de fusão e ebulição das substâncias a seguir, a 1 atm de pressão: Substância Substância Ebulição. Evaporação. Sublimação. Calefação. Irradiação. 07. (MACK-SP) Indique os estados físicos das substâncias I, II, III e IV citadas na tabela a seguir, à temperatura de 40 °C e pressão de 1 atm:. 2 Partícula Massa relativa Carga relativa Próton 1 +1 Nêutron 1 0 Elétron Aprox. 1/1840 -1 É possível observar que a massa do elétron é muito pequena quando comparada a das outras partículas, portanto podemos considerá-la desprezível. Devemos considerar apenas as massas dos prótons e nêutrons, que estão presentes no núcleo. Elemento Químico – Conjunto de átomos que possui o mesmo número atômico. Os átomos que constituem os elementos químicos devem ser representados conforme apresentado abaixo: • X – Símbolo referente ao elemento químico. • Z – Número Atômico (Quantidade de prótons presentes no núcleo). • A – Número de massa (Massa dos prótons + massa dos nêutrons). H2 1 Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior Ensino Superior - Básicas • • • • • • H – Hidrogênio Número atômico (Z) = 1 Número de Massa (A) = 2 Prótons = 1 Elétrons = 1 Nêutrons = 1 Para o cálculo do número de prótons, elétrons e nêutrons, devemos considerar: z. • Prótons – igual ao Z. • Elétrons – igual ao Z. • Nêutrons – A – Z. *Um átomo neutro deve ter o mesmo número de prótons e nêutrons. g) S ____________________________________________ h) O ____________________________________________ i) F ____________________________________________ j) P ____________________________________________ 03. O átomo constituído de 17 prótons, 18 nêutrons e 17 elétrons. Apresenta respectivamente, número atômico e número de massa iguais a: • Íon – Átomo que possui um desequilíbrio entre prótons e elétrons. • Cátion – PERDEU elétrons, possui carga POSITIVA. 11 Na+1 11 prótons. 10 elétrons. • Ânion – GANHOU elétrons, possui carga NEGATIVA. 16 S -2 16 prótons. 18 elétrons. Exercícios 01. O átomo constituído de 27 prótons, 29 nêutrons e 27 elétrons. Apresenta respectivamente, número atômico e número de massa iguais a: Atividades 01. Indique o número de prótons, elétrons e nêutrons das espécies: a) 11Na23 ____________________________________________ b) 8O16 ____________________________________________ c) 19K39 ____________________________________________ d) 26Fe56 ____________________________________________ e) 51Sb121 ____________________________________________ 02. Escreva o nome dos seguintes elementos químicos: a) Na ____________________________________________ b) K ____________________________________________ c) Ca ____________________________________________ d) Al ____________________________________________ e) Cu ____________________________________________ f) Au ____________________________________________ 02. Um íon de carga +2 possui 15 elétrons. O seu número de nêutrons é duas unidades maior do que seu número de prótons. Qual é o número de massa do elemento correspondente? 03. (UFSM-RS) Analise a tabela: Espécie genérica Nº de nêutrons Nº de prótons Nº de elétrons X 20 17 17 Y 17 17 18 Z 78 79 78 W 18 18 18 Assinale a alternativa que apresenta apenas espécie(s) neutra(s): a) b) c) d) e) X, apenas. Y, apenas. Z, apenas. W, apenas. X e W, apenas. Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior 3 Ensino Superior - Básicas 04. (UERJ) Um sistema é formado por partículas que apresentam composição atômica: 10 prótons, 10 elétrons e 11 nêutrons. A ele foram adicionadas novas partículas. O sistema resultante será quimicamente puro se as partículas adicionadas apresentarem a seguinte composição atômica: a) b) c) d) e) GABARITO 01.Z = 27 A = 55. 02.A = 36. 03.E. 04.C. 05.B. 21 prótons, 10 elétrons e 11 nêutrons. 20 prótons, 20 elétrons e 22 nêutrons. 10 prótons, 10 elétrons e 12 nêutrons. 11 prótons, 11 elétrons e 12 nêutrons. 11 prótons, 11 elétrons e 11 nêutrons. Parte 3 05. (Unifor-CE) Dentre as espécies químicas: 5 B9, 5B10, 5B11, 6C10, 6C12, 6C14 As que representam átomos cujos núcleos possuem 6 nêutrons são: a) b) c) d) e) C10 e 6C12. 6 B11 e 6C12. 5 B9 e 6C14. 5 B10 e 5B11. 5 B10 e 6C14. 5 Moléculas e Reações Molécula – conjunto ordenado de átomos. As substâncias são compostas por moléculas, que possuem uma fórmula, chamada Fórmula Molecular. Ela indica qual a proporção dos átomos que compõe a molécula. 06. Um elemento tem número de massa atômica (3x + 6), onde x é seu número atômico. O número nêutrons desse elemento será dado por: a) b) c) d) e) 2x + 2. 2x + 3. 2x + 6. x + 6. x + 3. Número de prótons igual ao de um átomo de 56Ba137. Número de nêutrons igual ao de um átomo de 56Ba138. Número atômico igual ao de um átomo de 54Xe137. Distribuição eletrônica igual à de um átomo de 53I137. Número de nêutrons igual ao de um átomo de 55Cs133. X+5 Átomos Componentes Água H 2O Átomos de hidrogênio e 1 de oxigênio Gás Ozônio Amônia Glicose É importante diferenciarmos o número de átomos presentes em uma molécula, sendo representado como Índice, da quantidade de moléculas presentes, representada como Coeficiente. A3x 2x-10B3x-2 Representam átomos com igual número de prótons. O número de nêutrons encontrado em A e B é, respectivamente: a) b) c) d) e) 25 e 23. 25 e 25. 5 e 15. 15 e 5. 23 e 25. 09. A espécie química Pb2+ apresenta 127 nêutrons. Podese afirmar que o número total de partículas no seu núcleo é: Fórmula Molecular Gás Oxigênio 08. As espécies químicas: Substância Gás Hidrogênio 07. (UFRS) Em 1987, ocorreu em Goiânia, um grave acidente por contaminação com material radioativo, quando a blindagem de uma fonte de césio 137 foi destruída. Sobre o átomo de 55Cs137 é correto afirmar que apresenta: a) b) c) d) e) 06.C. 07.B. 08.A. 09.E. COEFICIENTE ÍNDICE Indique a representação gráfica das moléculas a seguir: Dado: 82Pb a) b) c) d) e) 205. 206. 207. 208. 209. 4 Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior Ensino Superior - Básicas As moléculas podem se chocar e formar outras moléculas, isto é, pode ocorrer uma reação química. A reação química pode ser expressa através de uma Equação Química. • Moléculas que reagem = REAGENTES • Moléculas formadas = PRODUTOS • Símbolo de igualdade na química → REAGENTES → 03. (FUVEST-SP) A decomposição térmica do dicromato de amônio é representada pela equação: PRODUTOS Os estado em que se apresenta a molécula pode ser representados por parênteses com letras ao lado direito da molécula: • • • • • • • • • • • H2 + I2 → HI P + O2 → P4O10 N2 + O2 → NO CH4 + O2 → CO2 + H2O H2SO4 + KOH → K2SO4 + H2O CO2 + H2O → C6H12O6 + O2 Atividades 01. Faça o Balanceamento das reações: a) Pb3O4 → PbO + PbO2 ____________________________________________ b) SO3 + KOH → K2SO4 + H2O ____________________________________________ c) Fe3O4 + HBr → FeBr2 + FeBr3 + H2O ____________________________________________ d) Mg + O2 → MgO ____________________________________________ e) C2H5OH + O2 → CO2 + H2O ____________________________________________ 02. A equação refere-se à transformação de ozônio em oxigênio comum, representada pela equação: 2 O3 → 3 O2 com os menores números inteiros possíveis, a soma dos coeficientes da equação será igual a: a) b) c) d) e) É necessário que a quantidade de átomos do lado dos reagentes seja a mesma que do lado dos produtos, isto é, algumas vezes será necessário fazer o balanceamento das equações. Os números 2 e 3 que aparecem no lado esquerdo da equação representam, respectivamente: a) Coeficiente estequiométrico e número de átomos da molécula. b) Coeficiente estequiométrico e número de moléculas. c) Número de moléculas e coeficiente estequiométrico. d) Número de átomos da molécula e coeficiente estequiométrico. e) Número de átomos da molécula e número de moléculas. 2, 3 e 4. 2, 7 e 4. 2, 7 e 8. 3, 2 e 4. 3, 2 e 8. 04. Acertando os coeficientes da equação Fe2O3+C→ Fe + CO (s) – Sólido. (l) – Líquido. (g) – Gasoso. (aq) – Aquoso. (v) – Vapor. 2H2(g) + O2(g) → 2 H2O (l) Os valores de x, y e z são, respectivamente: a) b) c) d) e) 2H2 + O2 → 2 H2O 1 (NH4)2Cr2O7 → N2 + CrxOy + z H2O 4. 6. 7. 8. 9. 05. O hidróxido de alumínio reage com o ácido sulfúrico produzindo sulfato de alumínio e água, de acordo com a equação abaixo: Al(OH)3 + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O Acertando os coeficientes desta equação com os menores números inteiros possíveis afirma-se que: a) b) c) d) e) O coeficiente do ácido é igual a 2. Temos para a água coeficiente igual 2. A soma de todos os coeficientes é 12. Os coeficientes são, respectivamente, 3, 2, 6 e 1. O oxidante possui coeficiente igual a 3. 06. (UFPI) A reação de X com Y é representada abaixo. Indique qual das equações melhor representa a equação química balanceada: a) b) c) d) e) 2 X + Y2 → 2 XY. 6 X + 8 Y → 6 XY + 2 Y. 3 X + Y2 → 3 XY + Y. X + Y → XY. 3 X + 2 Y2 → 3 XY + Y2. GABARITO 01. Pb3O4 → 2 PbO + PbO2 SO3 + 2KOH → K2SO4 + H2O Fe3O4 + 8HBr → FeBr2 + 2 FeBr3 + 4H2O 2Mg + O2 → 2MgO C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior 02.A. 03.A. 04.E. 05.C. 06.A. 5 Ensino Superior - Básicas Parte 4 Os átomos de carbono podem fazer ligações simples, dupla ligação ou tripla ligação, como representado abaixo: Um composto orgânico pode ter três tipos de representações: Introdução a Química Orgânica A química orgânica é a química dos compostos de carbono, sendo eles fundamentais para a vida em nosso planeta. Os compostos orgânicos também estão presentes no nosso cotidiano, como o etanol (C2H6O) e a glicose (C6H12O6). Durante a década de 1780 os cientistas começaram a fazer a distinção entre compostos orgânicos e inorgânicos. • Compostos orgânicos: podem ser obtidos de organismos vivos. • Compostos inorgânicos: provenientes de fontes “não-vivas”. No início do século XIX, nascia uma idéia errada, segundo a qual as substâncias orgânicas não podiam ser produzidas em laboratório, pois só poderiam ser formadas com a interferência da força vital, existente apenas nos organismos vivos. Esse conceito passa a se chamar Vitalismo. Em 1828, Wöhler descobriu que o composto orgânico uréia (um constituinte da urina) poderia ser produzido evaporando-se uma solução aquosa contendo o composto inorgânico cianato de amônia. Fórmula molecular: C3H8 Fórmula estrutural: Fórmula de Bastão: Atividades 01. Complete as estruturas abaixo com hidrogênios e represente a fórmula molecular e de bastão dos compostos: Síntese de Wöhler cianato de amônio uréia A síntese de um composto orgânico a partir de um composto inorgânico faz com que o conceito do vitalismo deixe de existir. A química orgânica passa então a ser considerada a química dos compostos que contêm carbono. Postulados de Kekulé Tetravalência do Carbono Na formação de compostos orgânicos, o carbono sempre será tetravalente, ou seja, é capaz de fazer 4 ligações covalentes simples. Igualdade nas quatro valências As quatro ligações feitas pelo carbono são equivalentes, fazendo com que só exista um composto de fórmula CH3Cl. As quatro fórmulas estruturais representam o mesmo composto. Encadeamento Os átomos de carbono podem se ligar uns aos outros, formando cadeias de diversas formas e tamanhos. 6 Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior Ensino Superior - Básicas 02. Para as representações que seguem, monte a fórmula estrutural: a) b) c) d) e) 26 e 45. 27 e 46. 25 e 48. 26 e 46. 27 e 47. 03. (PUC-RS) A fórmula molecular de um hidrocarboneto com cadeia carbônica citada abaixo é: a) b) c) d) e) 03. Um sanduíche natural tinha em sua embalagem uma informação que chamou a atenção de um grupo de estudantes. “Presença apenas de compostos orgânicos”. Qual o erro nesta frase? O que o fabricante quis dizer com ela? C 9H 8. C 9H 7. C9H10. C9H12. C9H11. 04. Na cadeia seguinte, o número de ligações covalente que se deve colocar entre os carbonos, a fim de completar sua valência, é: a) b) c) d) e) 04. Indique a fórmula molecular da testosterona: 4. 5. 6. 7. 8. GABARITO 01.A. 02.B. 01. 03.A. 04.D. Anotações: Exercícios (UFSE) Wöhler conseguiu realizar a primeira síntese de substância dita “orgânica” a partir de uma substância dita “inorgânica”. A substância obtida por Wöhler foi: a) b) c) d) e) Uréia. Ácido úrico. Ácido cítrico. Vitamina C. Acetona. 02. (UNIMAR-SP) O mais importante esterol dos tecidos animais é o colesterol. Baseando-se em sua fórmula estrutural, quantos átomos de carbono e hidrogênio, apresenta respectivamente? Líder absoluto em exames de seleção de Ensino Médio e UFPR Ensino Superior 7 Avenida Visconde de Guarapuava, 3414 Curitiba, Paraná Fone: (41) 3015-9694