2013 2º DIA - GRUPO I Questão 01 O austríaco Felix Baumgartner conquistou no dia 11 de novembro de 2012 a marca do salto de para-quedas mais alto da história. Felix, a bordo de um balão meteorológico, saltou da altura de 39 km . O seu salto, em queda livre, durou 4 minutos e 20 segundos, atingindo uma velocidade máxima de 1342,8 km/h . a) b) Considerando-se desprezível a resistência do ar, e que a aceleração da gravidade é constante ( g 10 m/s 2 ), quanto tempo ele levou para atingir a velocidade máxima? Na presença da força de resistência do ar, tem-se que seu módulo é diretamente proporcional ao produto de sua massa pelo quadrado da velocidade. Obtenha o valor deste coeficiente de proporcionalidade em m 1 . Resolução: v 1342 ,8km/h 373m/s a) considerando desprezível a resistência do ar temos que a g e portanto o movimento é uniformemente variado. v v0 at 373 10 t t 37 ,3 s b) Após atingida a velocidade máxima o movimento é retilíneo e uniforme, então: FR 0 FAR P mv 2 K mg 373 K 10 2 K 7 ,2 105 m 1 Questão 02 O nitrogênio líquido é frequentemente utilizado em sistemas criogênicos, para trabalhar a baixas temperaturas. A figura a seguir ilustra um reservatório de 100 litros, com paredes adiabáticas, contendo 60 litros da substância em sua fase líquida a uma temperatura de 77 K . O restante do volume é ocupado por nitrogênio gasoso que se encontra em equilíbrio térmico com o líquido. Na parte superior do reservatório existe uma válvula de alívio para manter a pressão manométrica do gás em 1, 4 atm . Registro Válvula de alívio 1 Dados: R 8, 4 J/K/mol 1 atm 105 Pa Quando o registro do tubo central é aberto, o gás sofre uma lenta expansão isotérmica empurrando o líquido. Considerandose que foram retirados 10% do volume do líquido durante esse processo e que o gás não escapa para o ambiente, calcule: a) O número de mols do gás evaporado durante o processo. b) O trabalho realizado pelo gás sobre o líquido. Resolução: a) Número de mols evaporado: n Pgás Vliq R T 1 Vliq 60 6 litros 10 1,4 105 6 103 n 8,4 77 n 1,3mol b) Trabalho realizado pelo gás Wgás Processo isobárico: Wgás Pgás V Wgás 1,4 105 6 103 Wgás 840J Questão 03 Uma montagem experimental, empregando um feixe laser e alguns espelhos, é usada para observar o efeito de interferência construtiva, conforme ilustrado na figura a seguir. L Detector Espelho totalmente refletor Compensador Feixe incidente Espelho divisor Espelho totalmente refletor d l ne Nesta montagem, um feixe laser incide em um espelho divisor produzindo dois raios. No espelho divisor, de índice de refração ne 2 , um dos raios é refletido na superfície externa do espelho, enquanto o outro raio atravessa o espelho. Em seguida, após a reflexão em dois outros espelhos totalmente refletores, os raios voltam a se combinar no detector. Para haver interferência construtiva, um compensador (de índice de refração nc ) é utilizado para ajustar a diferença de caminho óptico entre os dois raios. Considerando-se que o ângulo de incidência no espelho divisor é de 45 , determine: a) A distância percorrida pelo feixe dentro do espelho divisor. b) A espessura do compensador para que ocorra interferência construtiva no detector. 2 Resolução: a) A distância percorrida pelo raio pode ser obtida pela lei de Snell: nar sen 45 nespelho senrefratado 2 2 senrefratado 2 1 senrefratado 2 refratado 30 1 Desse modo, a distância percorrida pelo raio dentro do espelho é dado por: d cos30º 2 3d 3 b) Para que a interferência seja construtiva, o atraso devido à diferença de tempo que a onda levou para percorrer o espelho divisor deve ser compensado pelo atraso que o outro feixe levou para percorrer o material do compensador. O intervalo de tempo para a luz percorrer a distância s em um material de índice de refração n é: s n s t v c Considerando os atrasos iguais, temos que: ne se ncompensador scompensador c c Dessa forma, os caminhos ópticos n s devem ser iguais no espelho divisor e no compensador, logo: ne nc L L ne 2 2 3 d 3 nc nc L 2 6 d 3 nc Questão 04 O sistema de duas placas metálicas circulares, móveis e de diâmetro 20 cm , formam um capacitor, conforme ilustrado na figura a seguir. d V Quando a distância d entre as placas é da ordem de um milésimo do diâmetro das placas, este é, com boa aproximação, um capacitor plano de placas paralelas. Considerando-se que 3 , 0 8,85 1012 N m 2 /C2 e que a ddp medida é de 20 mV , calcule: a) O campo elétrico atmosférico estabelecido entre as placas. b) O módulo da carga elétrica em cada placa. Resolução: a) Campo Elétrico Uniforme: E d U 20 cm d 0,02 cm 1000 U 20 mV 20 103 V 2 102 V 100 2 0,02 10 m 2 104 m Carga elétrica ( Q ) A Capacitância ( C ): C 0 d E b) 3 Q C U A Q 0 U d Q 0 A E Q 8,85 1012 3 0, 2 4 2 100 Q 0, 2655 1010 Q 26,55pC Questão 05 Um átomo de césio-137 ( 137 55 Cs ) sofre um processo de decaimento nuclear que acontece em duas etapas. Na primeira etapa, o 137 55 Cs decai para um átomo de bário ( 137 56 Ba ), que é instável, liberando uma partícula beta com uma velocidade de 2, 4 108 m/s . Na segunda etapa, o 137 56 Ba decai para sua fase estável, liberando radiação gama com uma energia de 0,375 MeV . Considerando-se que a energia e a quantidade de movimento do raio gama estão relacionados por E p c onde c é a velocidade da luz, calcule: Dados: Massa do elétron 9, 0 1031 kg c 3 108 m/s 1 MeV 1, 6 1013 J 137 56 a) A quantidade de movimento do átomo Ba instável, após o primeiro decaimento. b) Os valores máximo e mínimo da quantidade de movimento do 137 56 Ba estável, após o segundo decaimento. Resolução: Vamos calcular a quantidade de movimento da partícula : a) Q mv 9 1031 2, 4 108 21,6 1023 kg m/s Q 2,16 1022 kg m/s Por conservação do momento linear, o módulo da quantidade de movimento do Bário terá este mesmo valor. Q 2,16 1022 kg m/s b) E P c 0,375 1,6 1013 P 3 108 P 0, 2 1021 2,0 1022 kg m/s Q1 2,16 1022 2,0 1022 4,16 1022 kg m/s (máxima) Q2 2,16 1022 2,0 1022 0,16 1022 1,6 1023 kg m/s (mínima) Questão 06 Os carros modernos utilizam freios a disco em todas as rodas, e o acionamento é feito por um sistema hidráulico fechado, que é acionado quando o motorista pisa no pedal de freio. Neste sistema, ao mover o pistão, as pastilhas de freio entram em contato com o disco nos dois lados. Considere que um carro de 500 kg , viajando a uma velocidade de 20 m/s , precisa parar imediatamente. O motorista o faz sem deslizamento dos pneus, dentro de uma distância de 20 m . Considerando-se o exposto, calcule: a) A força média com que cada pistão pressiona o disco de freio. Use 0,8 como o coeficiente de atrito entre a pastilha e o disco. b) A pressão do óleo que empurra o pistão. Use o diâmetro de 4 cm para esse pistão. 4 Resolução: A variação de energia cinética do carro: Ecin a) mv 2 500 202 105 J 2 2 Essa dissipação de energia cinética acontecerá em 8 pastilhas ( 2 em cada um dos 4 discos). Fat 8 Fat d cos180 105 J Fat 625 N FN 625 0,8 FN 625 FN 781N b) p FN 781 650 kPa , utilizando 3 . A 2 102 2 Obs: A única possibilidade de solução foi assumir um deslocamento de 20 m da pastilha sobre o disco de freio. Como o raio do pneu e o raio do disco de freio não foram dados, não há como determinar o referido deslocamento da pastilha. Questão 07 Gerard Stenley Hawkins, matemático e físico, nos anos 1980, envolveu-se com o estudo dos misteriosos círculos que apareceram em plantações na Inglaterra. Ele verificou que certos círculos seguiam o padrão indicado na figura a seguir, isto é, três círculos congruentes, com centros nos vértices de um triângulo equilátero, tinham uma reta tangente comum. Nestas condições, e considerando-se uma circunferência maior que passe pelos centros de três círculos congruentes, calcule a razão entre o raio da circunferência maior e o raio dos círculos menores. Resolução: A r r C B Sendo A , B e C os centros dos círculos, r o raio dos círculos e o lado do triângulo ABC , temos que 2r é a altura do triângulo equilátero, daí: 3 4r 3 2r (1) 2 3 Como a circunferência que passa pelos centros dos círculos é a circunferência que circunscreve o triângulo ABC , temos: R 2 3 3 R 3 2 3 (2) em que R é o raio de tal circunferência Substituindo 2 em 1 : R Portanto a razão dos raios é 4r 3 3 4r R 4 R 3 3 3 r 3 4 . 3 5 Questão 08 O tempo necessário para um veículo parar, em uma situação de emergência, é, normalmente, calculado pela soma de dois componentes: o tempo de reação do condutor e o tempo de frenagem. O primeiro, considerado constante, é o tempo médio decorrido desde o momento em que o condutor percebe o obstáculo até o momento em que os freios são acionados e entram em funcionamento. O tempo de frenagem é o tempo que o veículo leva para parar depois de acionados os freios, e é proporcional à velocidade do veículo antes da frenagem (desaceleração constante). Para determinadas condições padrão do veículo e da via, foi construída uma tabela que informa o tempo necessário para parar, dependendo da velocidade pela qual o veículo trafega. Segundo essa tabela, a uma velocidade de 50 km/h , são necessários 9 s para parar o veículo, enquanto, a 90 km/h , são necessários 15 s . De acordo com estes dados, determine qual é o tempo de reação do condutor considerado e calcule a distância percorrida pelo veículo, inicialmente com velocidade constante de 90 km/h , do momento em que o condutor percebe o obstáculo, até a parada do veículo. Resolução: V1 VF=0 V1 F P (9 – t) t (1) v1 50 km/h 125 m/s 9 usando: vF v0 at 0 a 9 t 125 a 9 t 9 125 9 V2 VF=0 V2 P t (2) (15 – t) v2 90 km/h 25 m/s 0 25 a (15 t ) a 25 15 t Substituindo (2) – (1) 25 125 9 t 15 t 9 9t 5 15 t 9 81 9t 75 5t 4t 6 t 1,5 segundos (tempo de reação) E o tempo de frenagem na segunda situação é: tF (2) 15 1,5 tF (2) 13,5 s A aceleração é calculada como a s2 v0t v 25 , então a . Segue: t 13,5 at 2 2 1 25 s2 25 13,5 13,52 2 13,5 s2 168,75 m (distância percorrida na figura) Para o período anterior à frenagem, s v2 1 tr 6 s1 1,5 s1 37,5 (distância percorrida durante o tempo de reação) 25 d 168,75 37,5 d 206, 25 m Questão 09 Uma fábrica de embalagens resolveu produzir um copo no formato de tronco de cone circular reto, com diâmetros superior e inferior de 6 cm e 4 cm , respectivamente. A parte central do fundo do copo é côncava, em formato de semiesfera, com 1,5 cm de raio, como indica a figura a seguir. 1,5cm Considerando-se o exposto, desenvolva a expressão que fornece o volume do tronco de cone em função da altura e dos raios das bases e calcule a altura aproximada desse copo para que ele tenha capacidade de 157 ml . Dados: 3,14 R 2 H 3 4r 3 3 Vcone Vcone Resolução: R H Vc r’ r Dados: R 3 cm r 2 cm 3 cm (Semiesfera) 2 Vcopo Vtronco Vhemisfério r' 7 O volume do tronco é: Vtronco H 2 R r 2 Rr 3 E o volume do copo é: Vtronco H 2 2 3 R r 2 Rr r ' 3 3 Segue o problema de determinar H , sendo Vcopo 157 m 2 3 H 2 3 22 3 2 3 3 2 H 3,14 2 27 19 3,14 157 3 3 8 59,66 H 28, 26 157 3 4 H 8, 25 cm 3 157 3,14 Questão 10 Pretende-se levar água de uma represa até um reservatório no topo de um morro próximo. A potência do motor que fará o bombeamento da água é determinada com base na diferença entre as alturas do reservatório e da represa. Para determinar essa diferença, utilizou-se uma mangueira de nível, ou seja, uma mangueira transparente, cheia de água e com as extremidades abertas, de maneira a manter o mesmo nível da água nas duas extremidades, permitindo medir a diferença de altura entre dois pontos do terreno. Esta medição fica restrita ao comprimento da mangueira, mas, repetindo o procedimento sucessivas vezes e somando os desníveis de cada etapa, é possível obter a diferença de altura entre dois pontos quaisquer. No presente caso, realizaram-se 50 medições sucessivas, desde a represa até o reservatório, obtendo-se uma sequência de valores para as diferenças de altura entre cada ponto e o ponto seguinte, h1 , h2 , h3 , ..., h50 , que formam uma progressão aritmética, sendo h1 0, 70 m , h2 0, 75 m , h3 0,80 m , e assim sucessivamente. Com base no exposto, calcule a altura do reservatório em relação à represa. Resolução: Como hm trata-se uma progressão aritmética de primeiro termo 0,70 m e razão 0,05 m , temos h50 h1 49 r h50 0,70 49 0,05 h50 3,15 m Somando todas as alturas intermediárias: h h 50 S50 1 50 2 0,70 3,15 50 S50 2 S50 96, 25 m Portanto a altura do reservatório é 96, 25 m. Questão 11 Um método utilizado no balanceamento de reações químicas consiste em associar variáveis aos coeficientes de cada composto e igualar suas quantidades nos reagentes com as quantidades nos produtos, de modo a obter um sistema de equações lineares. Por exemplo, a equação química que representa a reação de produção de sulfato de sódio é dada por Na2 O NH 4 2 SO4 Na2 SO4 H 2 O NH 3 Para o balanceamento da equação, utilizam-se coeficientes x, y, z, w e t , tais que x Na2 O y NH 4 2 SO4 z Na2 SO4 w H 2 O t NH 3 8 e, igualando-se as quantidades de cada componente nos dois lados da equação, obtém-se um sistema de equações nas variáveis x, y, z, w e t . Para o exemplo apresentado acima, a) represente matricialmente o sistema de equações lineares nas variáveis x, y, z, w e t ; b) calcule os menores valores inteiros positivos de x, y, z, w e t , que resolvem o sistema. Resolução: a) x Na2O y NH 4 2 SO4 z Na2 SO4 w H 2O t NH 3 Conservação da quantidade de sódio Na : 2x 2z Conservação da quantidade de oxigênio O : x 4 y 4z w Conservação da quantidade de nitrogênio N : 2y t Conservação da quantidade de hidrogênio H : 8 y 2 w 3t Conservação da quantidade de enxofre S : yz Este sistema reduz-se a: 2 x 2 z 0 x 4 y 4z w 0 2 y t 0 8 y 2 w 3t 0 y z 0 Matricialmente 2 0 2 0 0 x 0 1 4 4 1 0 y 0 0 2 0 0 1 z 0 0 8 0 2 3 w 0 0 1 1 0 0 t 0 b) Desenvolvendo o sistema na forma não matricial: 2x 2z 0 x z yz0 yz Substituindo em: x 4 y 4 z w 0 z 4z 4z w 0 w z Logo, x y z w Ainda, 2 y t 0 t 2y As outras equações, desenvolvidas, redundam nas mesmas consequências. De fato, o sistema é indeterminado. Adotando x α , segue: x y z w α e t 2α Para obter os menores x, y,z,w e t inteiros basta tomar α 1 Segue x 1, y 1, z 1, w 1 e t 2 e a equação balanceada é Na2O NH 4 SO4 Na2 SO4 H 2O 2 NH 3 Questão 12 A capacidade de produção de uma metalúrgica tem aumentado 10% a cada mês em relação ao mês anterior. Assim, a produção no mês m, em toneladas, tem sido de 1800 x 1,1m-1 Se a indústria mantiver este crescimento exponencial, quantos meses, aproximadamente, serão necessários para atingir a meta de produzir, mensalmente, 12,1 vezes a produção do mês um? Dado: log 1,1 0 , 04 9 Resolução: Calculando a produção do mês m 1 P m 1800 1,1m 1 P 1 1800 1,1 0 P 1 1800 A condição desejada é: 12,1 1800 1800 1,1 12,1 1,1 m 1 m 1 log 12 ,1 log 1,1 m 1 log 10 1,1 m 1 log 1,1 2 log10 2 log 1,1 m 1 log 1,1 1 0 ,08 m 1 0 ,04 Segue que m 28 . Assim, serão necessários 28 meses 2º DIA - GRUPO II Questão 01 "A floresta Amazônica é o pulmão do mundo". Esta frase tem sido utilizada no sentido de que esse bioma é fonte de grande quantidade de oxigênio liberado para a atmosfera. Entretanto, é preciso lembrar que esta floresta sofreu alterações frequentes durante o processo de sucessão ecológica por milhares de anos, atingindo o estágio de clímax. a) Considerando-se o exposto, explique as características que permitem considerar esta floresta como clímax. b) Do ponto vista fisiológico, considerando-se a função do pulmão dos animais terrestres, por que o termo "pulmão" está equivocadamente empregado no enunciado "A Amazônia é o pulmão do mundo"? Resolução: a) b) a floresta amazônica é uma comunidade clímax pois apresenta as seguintes características: elevada estabilidade, número elevado de elos na teia alimentar, elevada biodiversidade e produtividade primária bruta, porém uma produtividade primária líquida tendendo a zero. O texto afirma que a Amazônia é o pulmão do mundo por ser fonte de grande quantidade de oxigênio liberado para a atmosfera. Porém a função do pulmão dos animais terrestres é absorver oxigênio da atmosfera que será distribuído para as células e consumido na respiração celular aeróbica. Questão 02 A Amazônia é uma floresta distribuída em diversos tipos de ecossistemas, desde florestas fechadas de terra firme, que abrigam várias espécies epífitas, até várzeas ribeirinhas, campo, igarapés e manguezais. Essa dimensão de distribuição das espécies vegetais é possível por causa de estruturas e de órgãos adaptados às condições específicas de cada ecossistema. Considerando-se o assunto, explique as adaptações do sistema radicular de epífitas e das plantas de manguezais no que se refere à captação de água e oxigênio, respectivamente. Resolução: Plantas epífitas: apresentam uma adaptação radicular denominada velame responsável pela absorção de água do ar atmosférico. Plantas de manguezais: apresentam raízes respiratórias ou pneumatóforos que afloram à superfície e absorvem o gás oxigênio. Questão 03 Os mamíferos surgiram a partir da evolução de um grupo de répteis primitivos entre 245 e 208 milhões de anos atrás. Atualmente, ocupam os mais diversos ambientes e estão distribuídos em três grupos: prototérios, metatérios e eutérios. Com base no desenvolvimento embrionário, explique a diferença entre esses três grupos, citando exemplo de cada grupo. Resolução: Prototérios: são mamíferos aplacentados e ovíparos, como os monotremados ornitorrinco e a equidna. Metatérios: são mamíferos vivíparos que apresentam uma placenta rudimentar, que sustenta o desenvolvimento embrionário por um curto período. A maior parte do desenvolvimento ocorre no marsúpio, exemplos importantes são: canguru, o gambá e a cuíca. Eutérios: são os mamíferos placentados dos verdadeiros, são vivíparos e completam seu desenvolvimento totalmente dentro do útero, como acontece com o homem, roedores como ratos e cetáceos como a baleia. 10 Questão 04 A figura a seguir esquematiza as duas etapas envolvidas no processo de síntese proteica em um linfócito B. Proteína Etapa 02 Membrana celular tRNA Ribossomo mRNA Etapa 01 Membrana celular splicing mRNA (remoção de introns) DNA Com base nestas informações, responda: a) Como se denominam as etapas 01 e 02, respectivamente? b) Após uma imunização ativa, como ocorre a ação do produto final desse processo? Resolução: a) b) A etapa 1 é denominada transcrição e a etapa 2 é denominada tradução. Obs.: o splicing citado também é denominado processamento. Esse processo serve para transformar o RNAm imaturo (pré-RNAm) em RNAm maduro que vai para o citoplasma. Após a imunização ativa os anticorpos produzidos pelos linfócitos B atuam na neutralização de antígenos presentes em microorganismos. Leia o texto a seguir para responder às questões 5 e 6. Em uma pesquisa, com 2.270 mulheres com idade entre 49 e 69 anos, realizada pela Federação Brasileira das Sociedades de Ginecologia e Obstetrícia, foi observado que 19% delas sofriam de osteoporose. Essa doença pode ser prevenida e tratada. Uma das medidas de profilaxia e tratamento é o uso de vitamina D. Disponível em: <http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/licao-chacoalhar-esqueleto-estudantes-431291.shtml>. Acesso em: 8 out. 2012. (Adaptado). Questão 05 Essa doença está diretamente associada ao metabolismo ósseo, ilustrado no esquema a seguir. Glândula Hormônio X Paratireoide Calcitonina Y Tendo em vista o exposto, responda: a) Como são denominados a glândula X e o hormônio Y, respectivamente? b) Explique duas funções da calcitonina no organismo humano. 11 Resolução: a) b) A glândula X é a tireoide e o hormônio Y é o paratormônio. A calcitonina estimula a passagem de cálcio do sangue para o tecido ósseo e estimula a ação dos osteoblastos relacionados com a formação da matriz óssea. Questão 06 Explique como se dá a ação da vitamina citada no texto na profilaxia da osteoporose. Resolução: A vitamina D é fundamental para absorção de íons cálcio e fosfato em nível intestinal. Questão 07 Consumo de bateria (mW/h) As baterias recarregáveis de íons lítio são utilizadas nos aparelhos celulares modernos, por apresentarem uma capacidade de centenas de ciclos de carga e descarga. O potencial da célula de uma bateria de lítio é de 3, 7 V e apresenta capacidade de carga de 1500 mAh . Essas características permitem a inclusão de varias funcionalidades tecnológicas nos celulares, como GPS, bluetooth, 3G, Wi-Fi, SMS, além da função de telefone. O gráfico a seguir apresenta o consumo estimado de bateria para uso de cada uma dessas funcionalidades. 180 150 120 90 60 30 0 GPS 3G SMS Telefone Wi-Fi Bluetooth Funcionalidades Com base nas informações fornecidas, a) calcule o número de mol de elétrons envolvidos na descarga total da bateria. Considere a carga do elétron igual a 1, 6 1019 e o número de Avogadro igual a 6 1023 ; b) supondo-se que todas as funcionalidades representadas no gráfico estejam ativadas simultaneamente no celular, calcule o tempo de vida aproximado de um ciclo de carga da bateria. Resolução: a) QBAT i t QBAT 1500 103 3600 QBAT 5400 C 1e 6 1023 e 1,6 1019 C __________ QMOLAR __________ QMOLAR 96000 C 1 mol de e __________ 96000C n __________ 5400 C n 5,625 102 mol b) Pelo gráfico o consumo total (ligados todos os dispositivos) será 600 mWh por hora. A energia total pode ser obtida por: Etotal QU Etotal 1500 3,7 Etotal 5550 mWh Teremos, portanto: 1 h __________ 600 mWh t __________ 5550 mWh t 9, 25h Nota: O gráfico de consumo de energia fornecido na questão deveria estar em mWh por hora, e não, mW por hora. 12 Questão 08 Na dispensa de uma casa, há quatro potes no armário com seus respectivos conteúdos, conforme descrito na tabela a seguir. POTE A B C D CONTEÚDO Solução de ácido clorídrico Bicarbonato de sódio sólido Solução de ácido etanóico Bicarbonato de sódio sólido Suponha que sejam misturados os conteúdos de dois desses quatro potes. Nesse sentido, a) qual seria a probabilidade de se formar gás carbônico na primeira tentativa, caso não se conhecesse o conteúdo de cada pote? b) escreva as equações balanceadas de formação de gás carbônico possíveis a partir do conteúdo dos quatro potes. Resolução: a) Número total de combinações: 4! 4 3 2! C4,2 2!2! 2 2! C4,2 6 Dessas, formarão CO2 as combinações: A B , A D , C B e C D , totalizando 4 combinações. Logo, a probabilidade de 4 ou 66,7% . 6 HCl aq NaHCO3 s NaCl aq CO2 g H 2O l formar CO2 na primeira tentativa será b) H 3CCOOH aq NaHCO3 s CH 3COONa aq CO2 g H 2O l Questão 09 O diagnóstico de doenças tropicais pode ser realizado por meio do uso de biossensores. Esse dispositivos monitoram a reação entre antígenos e anticorpos, que normalmente resultam na formação de um complexo colorido. A tabela a seguir apresenta as concentrações do complexo AB formado em função do tempo em uma reação entre um antígeno A e um anticorpo B na proporção estequiométrica de 1:1 . Tempo ( s ) AB 106 mol/L 0 0 5 40 10 65 15 80 20 87 A partir dos dados apresentados, a) esboce o gráfico que represente a cinética de formação do complexo AB colorido; b) calcule a velocidade média da reação. Resolução: a) [AB] ´10–6(mol/L) 100 80 60 40 20 b) Considerando o intervalo de 0 a 20s , teremos: vreação vreação 5 10 15 20 t 87 106 20 vreação 4,35 106 mol L s 13 t(s) Questão 10 Os compostos químicos são formados por ligações entre diferentes elementos químicos. Considerando-se somente os elementos Na , Cl , C , H e O . a) cite pelo menos três exemplos de compostos formados por combinações entre os elementos citados que apresentam alta solubilidade e condutividade elétrica em solução aquosa (pode-se usar o mesmo elemento mais de uma vez); b) organize-os em ordem decrescente de raio atômico e justifique essa organização. Resolução: a) b) NaCl - Cloreto de sódio. CH 3COONa - Acetato de sódio. HCOONa - Formiato de sódio. Na 17Cl 6C 8O 1H 11 Na e Cl pertencem ao 3º período ( 3 camadas eletrônicas) e são átomos maiores que C e O ( 2 camadas) e Hidrogênio ( 1 camada). Dentre os átomos que pertencem ao mesmo período, terá maior raio aquele de menor número atômico (menor carga nuclear efetiva). Logo, teremos: 11 Na 17Cl e 6C 8O . Questão 11 Os aminoácidos são espécies anfóteras que apresentam grupos amina e carboxila em suas estruturas químicas. A reação entre um grupo amina de um aminoácido e o grupo carboxila de outro aminoácido ocorre por meio de uma ligação denominada peptídica, resultando na formação de um peptídio. Analise as estruturas dos aminoácidos alanina, glicina, treonina e leucina, que estão apresentadas a seguir. H H H3C H COOH C OH H C C COOH NH2 Glicina NH2 Alanina H C COOH H3C CH3 NH2 H H H C C C CH3 H Treonina COOH NH2 Leucina Considerando-se as estruturas químicas apresentadas, a) represente a estrutura planar de um peptídio formado pela reação entre alanina e glicina; b) represente a estrutura planar do peptídio formado na reação entre treonina e leucina e indique o número de carbonos quirais presentes. Resolução: a) H O H H2N C C N C COOH CH3 H H b) H2N H H O C* C N C* OH H H CH3 H3C O peptídio formado apresenta 3 (três) carbonos quirais. 14 H * C COOH C H C H CH3 Questão 12 A estrutura apresentada a seguir ilustra a molécula do n -pentano. CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 1 2 3 4 5 Quando essa molécula é exposta a uma radiação ionizante, as ligações carbono-carbono são rompidas, gerando fragmentos de hidrocarbonetos. Com base no exposto, responda: a) Considerando-se o rompimento das ligações entre os carbonos 1 e 2 e entre os carbonos 2 e 3 , escreva os fragmentos gerados e suas respectivas massas. b) Escreva as fórmulas estruturais planas de dois isômeros da molécula do n -pentano. Resolução: a) I) Rompimento das ligações entre os carbonos 1 e 2 . CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 1 II) 2 3 4 l H 3C 5 + CH2 CH2 CH2 CH3 15g/mol 57g/mol Rompimento das ligações entre os carbonos 2 e 3 : CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 1 2 3 4 l 5 H3C CH2 + CH2 CH2 CH3 29g/mol 43g/mol b) I) H3C CH CH2 CH3 CH3 CH3 II) H3C C CH3 CH3 2º DIA - GRUPO III e IV Questão 01 Uma polêmica que se arrasta há anos tem levado à proibição de uma matéria-prima utilizada principalmente na produção de telhas. Pertencente aos grupos de minerais serpentinas (crisotilas) e anfibólios, foi classificada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como prejudicial à saúde humana, e já foi proibida por vários países, inclusive em alguns estados brasileiros. No município goiano de Minaçu encontra-se a maior mina do Brasil, de onde esse recurso é extraído. Considerando-se estas informações, a) cite qual é essa matéria-prima; b descreva um impacto que ela causa à saúde humana. Resolução: a) b) Amianto – produto utilizado na fabricação de fibrocimento. Pulmão de pedra – Câncer – Fibrose nos pulmões Questão 02 A África é, provavelmente, o continente mais associado a visões errôneas e ideias simplificadoras, que renegam sua verdadeira complexidade fisiográfica e cultural, marcada por contrastes entre os 54 países africanos – e mesmo no interior de cada um deles. Uma das principais diferenciações entre os povos e os territórios africanos aparece no contexto da oposição entre norte e sul do continente. Considerando-se essa definição, a) indique um elemento fisiográfico e um fator cultural que estejam associados a essa divisão latitudinal do continente africano; 15 b) identifique dois países africanos que estejam localizados na parte setentrional e dois na parte meridional, que sejam característicos do contraste existente no continente africano. Resolução: a) A variação zonal de fatores como vegetação e clima, passando desde formações mediterrâneas nos dois extremos latitudinais à formações equatorial. O fator cultural pode ser relacionado ao norte dos povos mulçumanos (África branca) e ao Sul a África Subsaariana (África Negra). b) Porção Norte: Líbia, Marrocos e Egito. Porção Sul: África do Sul, Namíbia e Republica do Congo. Questão 03 A cartografia constitui a principal linguagem gráfica utilizada pela Geografia no estudo da espacialidade de fenômenos. A construção, a leitura e a interpretação de um mapa envolvem a compreensão de que as informações representadas expressam, necessariamente, relações de natureza quantitativa, ordenada ou qualitativa. Com base nesta premissa, identifique no mapa as siglas das unidades da federação e represente, cartograficamente, a tabela de dados a seguir, definindo uma legenda e aplicando-a ao mapa. Brasil – Percentual de pessoas de 10 anos ou mais de idade sem instrução ou com ensino fundamental incompleto, por unidade da federação – 2010 CLASSE (%) 34,9 a 41,9 45,5 a 49,6 51,4 a 56,9 57,7 a 64,4 UNIDADES DA FEDERAÇÃO DF, RJ, SP SC, AP, RS, PR, ES, GO, RR MT, MS, MG, TO, AM, CE, RN, RO AC, PE, SE, BA, PA, MA, PB, PI, AL Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2010. 75º O 70º O 65º O 60º O 55º O 50º O 45º O 40º O 35º O 5º N 5º N 0º 0º 5º S 5º S 10º S 10º S 15º S AT LÂ NT ICO LEGENDA Tropico de Cap 20º S ricornio O CE AN O 25º S 30º S Escala Gráfica 0 150 300 450 600 Km Projeção Policônica 20º O 25º O 35º O 45º O 40º O 25º S 35º O Fonte: 16 Resolução: BRASIL POLÍTICO 75º O 70º O 65º O 60º O 55º O 50º O 45º O 40º O 35º O 5º N 5º N RR AP 0º 0º PA AM MA CE PI AC PE AL SE TO RO GO CLASSE (%) DF 15º S MG 34,9 a 41,9 10º S BA MT MS ES SP 45,5 a 49,6 RJ TIC O 10º S 5º S RN PB Tropico de Cap PR ricornio 25º S AN O 51,4 a 56,9 20º S AT LÂ N 5º S O CE SC 57,7 a 64,4 RS 30º S Escala Gráfica 0 150 300 450 600 Km Projeção Policônica 20º O Fonte: 25º O 35º O 45º O 40º O 25º S 35º O /IBGE Questão 04 Analise o mapa a seguir. GOIÁS E DISTRITO FEDERAL FORMAS DE USO DAS TERRAS - 2002 50º 48º W 54º W 14º S 14º 16º 16º 45º 16º 18º 18º S 46ºW LEGENDA 48º 54º 50º 0 100 Projeção Policônica 200 km Área urbana Predomínio de agricultura Predomínio de pastagens Predomínio de cerrado Floresta Estacional Água Rodovias pavimentas Ferrovia SEPLAN/GO. Projeto Identificação de Áreas Prioritárias para Conservação em Goiás. Dados cartográficos de uso da terra e cobertura vegetal do estado de Goiás. 2002. (Adaptado). A distribuição geográfica das classes de uso das terras, representada pelo mapa, guarda estreita relação com o processo histórico de ocupação da região do Cerrado e sua interação com a fisiografia (relevo, solos, cobertura vegetal, hidrografia etc.). Neste sentido, considerando-se o recorte espaço-temporal representado no mapa, a) explique como o padrão das rodovias se relaciona com as áreas de agricultura no estado de Goiás; b) apresente dois fatores que estejam relacionados à presença de grandes extensões de Cerrado no norte goiano. Resolução: a) a região sul do Estado de Goiás destaca-se pela grande produção agropecuária, as rodovias interligando principalmente o sudoeste goiano (Rio Verde, Jataí, Mineiros, dentre outros) são fundamentais para o escoamento da produção, nessa região identificamos com o eixo, de integração com a região de maior consumo do país e os maiores portos de exportações. 17 b) a região norte é historicamente marcado por atividades primárias com baixa densidade demográfica, apresentam solos mais ácidos (solos distróficos) neossolos (quartzosos) com baixa fertilidade associado ao relevo mais acidentado (nordeste goiano) o que gera como consequência uma menor degradação, percentual, do cerrado. Questão 05 Leia o texto a seguir. A região de Caldas Novas, no estado de Goiás, abriga uma das maiores reservas hidrotermais do planeta não associada a magnetismo. [...] As águas termais são extraídas principalmente por meio de poços tubulares profundos, com exploração dos Sistemas Aquíferos Paranoá e Araxá. A origem das águas termais é associada a regimes de fluxo intermediário e a um arranjo de fraturas que atingem profundidades maiores que 1.000 metros. Os poços termais possuem vazões que alcançam 63m3/h e temperaturas superiores a 59ºC. [...] ALMEIDA, L. de. Estudo da aplicabilidade de técnicas de recarga artificial de aquíferos para a sustentabilidade das águas termais da região de Caldas Novas-GO. Tese (Doutorado em Geologia) – Universidade de Brasília, 2011,p. 10, Brasília, 2011. (Adaptado). De acordo com o texto, as águas não se associam a rochas magmáticas e sim aos Sistemas Aquíferos Paranoá e Araxá, os quais são compostos basicamente de rochas metamórficas, originadas em ambiente de deformação e fraturamento. Considerando-se este fato e o texto apresentado, a) explique o fenômeno geológico associado à estrutura interna da Terra, que dá origem às elevadas temperaturas das águas extraídas em Caldas Novas; b) descreva dois impactos ambientais associados ao aproveitamento das águas termais pela atividade turística nesse município. Resolução: a) O fenômeno Geológico e o grau geotérmicos. A medida que a água da chuva percola pela estrutura rochosa, entra em contato com temperatura elevadas existentes (remanescentes) no interior das rochas. Assim, a mesma é aquecida ao logo desse lento percurso. Tendo destaque a Serra de Caldas, local de grande recarga dos aquíferos locais. b) Podem ser citados: * O rebaixamento do nível freático devido ao alto índice de exploração, o que pode ocorrer em um nível superior à taxa de recarga, devido ao grande nº de parques e clubes. * A perfuração de poços em grande quantidade também pode servir como focos de contaminação quando mal construídas e manejados. * A redução gradativa da temperatura média das águas termais pela maior extração quando comparada à taxa de recarga. Questão 06 Uma das questões principais no processo produtivo capitalista é a agregação de valor ao produto, condição essencial para uma melhor distribuição de renda na relação entre capital e trabalho. Considerando-se o exposto, a) indique como um produto/mercadoria pode ter alto valor agregado; b) cite dois exemplos de produtos com alto valor agregado; c) cite dois exemplos de produtos com baixo valor agregado. Resolução: O aluno poderia seguir as seguintes linhas: a) Em função da quantidade de derivados que ele pode propiciar considerando o aspecto tecnológico de sua produção ou ainda, o trabalho envolvido na produção e transformação do produto. Podemos também considerar sua abundância ou disponibilidade para consumo. b) Petróleo, soja, trigo, nióbio, argila, produtos de T.I. e OGM’s. c) Arroz, mandioca, batata... ou seja o aluno deve considerar produtos de baixo valor de mercado tendo em vista a mesma linha de raciocínio da resposta da letra A. 18 Questão 07 Analise as imagens a seguir. JOGO DE XADREZ. Iluminura, século XI. Disponível em: <http://www.corbisimages.com/stock-photo/rights-managed/IH164151/medie- val-illurninated-manuscript-of-two-ladies-playing>. Acesso em: 22 out. 2012. JOGO WAR. Disponível em: <http://fotos.noticias.bol.uol.com.br/entretenimento/2012/07/18/veja-jogos-de-tabuleiro-e-on-line-paraempreendedores.htm#fotoNav=10>. Acesso em: 22 out. 2012. As imagens referem-se a dois jogos de tabuleiro: o xadrez, que popularizou-se na Europa a partir do século XI, representando um cenário de batalha medieval, e o War, que foi lançado no mercado mundial em 1959. Com base no exposto, explique como as imagens a) expressam uma transformação geopolítica da Idade Medieval para a Idade Contemporânea; b) referem-se a uma prática comum às Idades Medieval e Contemporânea. Resolução: a) Enquanto o conflito e disputas medievais eram travados no espaço europeu da chamada cristandade, na Idade Contemporânea se tornaram mais letais em função da tecnologia e internacionalizados. b) Em ambos, destacam-se a disputa territorial em seu aspecto lúdico. Questão 08 Leia a citação a seguir. Mago designa um homem que alia o saber ao poder de agir para a criação de mundos desejáveis. BRUNO, Giordano. Tratado da magia, 1591. Apud JOB, Nelson. Ontologias em devir: con-fluências entre magia e ciência. Disponível em: <www.hcte.ufrj.br/downloads/sh/sh3/trabalhos/Nelson_Job.pdf>. Acesso em: 14 nov. 2012. Tal como demonstra a citação de Giordano Bruno, sentenciado pela Inquisição à morte na fogueira, a magia despertava o interesse de pensadores e cientistas que estudavam as formas de intervir nas forças da natureza, no período entre os séculos XV e XVI. Com base no exposto, a) explique como a citação de Giordano Bruno contraria os princípios que sustentaram a ação da Inquisição; b) relacione a citação de Giordano Bruno aos valores renascentistas sobre o conhecimento humano Resolução: a) b) Considerando a inquisição uma instituição de intolerância e afirmação da verdade absoluta, Giordano Bruno vê na magia a incorporação da idéia do novo e de possibilidades na visão de homem e de mundo. Giordano Bruno exalta o humanismo e o renascimento como movimentos de afirmação da critica e do livre pensamento 19 Questão 09 Leia o hino a seguir. Avante, filhos da Pátria, O dia de glória chegou! Contra nós da tirania,' O estandarte ensanguentado se ergueu Ouvis nos campos Rugir esses ferozes soldados? Vêm eles até os vossos braços Degolar vossos filhos, vossas mulheres! Às armas, cidadãos, Formai vossos batalhões, Marchemos, marchemos! Que um sangue impuro Banhe o nosso solo! LISLE, Joseph Rouget de. A Marselhesa. Disponível em: <www.am-bafrance-br.org/A-Marselhesa>. Acesso em: 14 nov. 2012. (Adaptado). "A Marselhesa" foi apropriada como canção revolucionária em 1793, no ano III. Passando por modificações em sua letra, no final do século XIX, em meio à corrida imperialista europeia, a composição tornou-se hino nacional francês. Diante do exposto, a) relacione um trecho da composição "A Marselhesa" ao contexto revolucionário francês; b) explique a mudança ocorrida na ideia de nacionalismo no final do século XIX, relacionando-a à apropriação de "A Marselhesa" como hino nacional francês. Resolução: a) b) A Marselhesa serve como crítica à forma absolutista de governo que regia a França pré-revolucionária. Além disso, estimula a luta da população francesa, quer no campo quer na cidade, contra a exploração, a miséria, a fome gerados por tantos anos de pesadas tributações e outras mazelas associadas à tirania da dinastia Bourbon. O nacionalismo francês ganha nova roupagem no final do século XIX em virtude do processo de unificação da Alemanha, em que parte do território francês (Alsácia e Lorena) acaba sendo incorporado ao território germânico o que permite a formação do II Reich. Nesse sentido, a Marselhesa incorpora elementos de luta contra os germânicos o que transforma esse sentimento em um revanchismo e que seria um dos principais elementos para a eclosão da Primeira Guerra Mundial. Questão 10 Analise os documentos a seguir. Art. 1o. As embarcações brasileiras encontradas em qualquer parte, e as estrangeiras encontradas nos portos do Brasil, tendo a seu bordo escravos, ou havendo-os desembarcado, serão apreendidas pelas autoridades, ou pelos navios de guerra brasileiros, e consideradas importadoras de escravos. Art. 4. A importação de escravo no território do Império fica nele considerada como pirataria, e será punida pelos seus tribunais com as penas declaradas no Código Criminal. LEI EUSÉBIO DE QUEIRÓZ, de 4 de setembro de 1850. Disponível em: <http://www.gptec.cfch.ufrj.br/html/eusebio.html>. Acesso em: 26 out. 2012. (Adaptado). Art. 1o. Ficam proibidas as aquisições de terras devolutas por outro título que não seja o de compra. Art. 18. O Governo fica autorizado a mandar vir anualmente à custa do Tesouro certo número de colonos livres para serem empregados, pelo tempo que for marcado, em estabelecimentos agrícolas, ou nos trabalhos dirigidos pela Administração pública, ou na formação de colônias nos lugares em que estas mais convierem; tomando antecipadamente as medidas necessárias para que tais colonos achem emprego logo que desembarcarem. LEI DE TERRAS, de 18 de setembro de 1850. Disponível em: <http://www.planalto.gov.-br/ccivil_03/Leis/L0601-1850.htm>. Acesso em: 26 out. 2012. (Adaptado). A promulgação da Lei Eusébio de Queiróz e da Lei de Terras revela uma preocupação latente com a definição do estatuto da escravidão e da propriedade fundiária no Brasil. Com base nos documentos apresentados e considerando-se o contexto do Segundo Império, explique a) uma consequência socioeconômica da implementação da Lei Eusébio de Queiróz, no Rio de Janeiro; b) as mudanças na estrutura produtiva brasileira, proporcionadas pelas duas leis. 20 Resolução: a) b) Com a promulgação da Lei Euzébio de Queiroz e consequentemente a extinção do tráfico externo de negros para o Brasil, há um deslocamento de capitais, até então empregados no tráfico, para outras atividades econômicas. Esse processo será de grande valia para o surto industrial ocorrido no Brasil a partir da segunda metade do século XIX, que tem em Irineu Evangelista de Souza, o Barão de Mauá, seu maior exponencial. No aspecto social é importante destacar que com a abolição do tráfico, os dias da escravidão no Brasil estavam contados, o que poderia ter ainda uma grande consequência no lado político uma vez que o Império dependia diretamente dessa forma de trabalho. Com a lei Euzébio de Queiroz, há um estímulo ainda maior na busca pela mão de obra imigrante europeia para trabalhar nas lavouras de café brasileiras. Num primeiro momento, essa mão de obra chega ao Brasil através de um sistema de parceria financiado pela iniciativa privada. Contudo, é importante destacar que esse imigrante teria grande dificuldade em obter qualquer porção de terra, uma vez que com a promulgação de Lei de Terras, as aquisições só poderiam ser feitas por intermédio de compra, o que inviabilizaria o acesso desses imigrantes. Questão 11 Analise o fragmento a seguir. Algumas pessoas ficaram histéricas quando ouviram Alegria, Alegria com arranjos de guitarras elétricas. A estes, tenho a declarar que adoro guitarras elétricas. Outros insistem que devemos nos folclorizar. Nego-me a folclorizar meu subdesenvolvimento para compensar as dificuldades técnicas. Ora, sou baiano, mas a Bahia não é só folclore. E Salvador é uma cidade grande. Lá não tem apenas acarajé, mas também lanchonetes e hotdogs, como em todas as cidades grandes. VELOSO, Caetano. Apud COELHO, Cláudio. A Tropicália: cultura e política nos anos 60. In: Tempo Social, v. 1 (2), 1989, p. 167. O Tropicalismo foi um movimento cultural brasileiro formado no final da década de 1960, sob o regime militar. A apresentação da canção "Alegria, alegria" no festival de 1967 foi considerada um dos marcos fundadores desse movimento. Com base no fragmento apresentado, explique a) uma característica do Tropicalismo; b) a reação do público à apresentação de "Alegria, alegria". Resolução: a) A antropofagia, anteriormente proposta pelos modernistas foi reeditada pelos tropicalistas como forma de entender a cultura brasileira, marcada pela diversidade de influências e por suas contradições, como a “alegria” num país que vivia o autoritarismo. b) Segundo Caetano, o público puritano, quanto aos instrumentos e arranjos da MPB, o criticava pela introdução de guitarras, ou seja, invasão e contaminação estrangeira na tradição brasileira. Questão 12 Analise a charge a seguir. RALL, Ted. Capitalismo: os anos finais, 1997. Disponível em: <http://www.rall.com/rallblog/searchablearchives?g2_itemld=10406&g2_imageViewslndex=1>. Acesso em: 14 nov. 2012. (Adaptado). A charge refere-se a dois temas: o papel do Estado na economia e as relações de trabalho. A respeito desses temas, mudanças, discutidas desde a década de 1970 e consolidadas na década de 1990, foram sintetizadas pela denominação "nova ordem mundial". Considerando-se a forma como a charge explora os temas anunciados, identifique e explique a mudança, no que se refere à a) relação entre Estado e economia; b) organização das relações de trabalho. 21 Resolução: a) b) A expressão "globalização" tem sido utilizada mais recentemente num sentido marcadamente ideológico, no qual assiste-se no mundo inteiro a um processo de integração econômica sob a égide do neoliberalismo, caracterizado pelo predomínio dos interesses financeiros, pela desregulamentação dos mercados, pelas privatizações das empresas estatais, e pelo abandono do estado de bemestar social, o que configura a existência de um “Estado mínimo” que se desvia das suas funções naturais tais como a segurança, educação, saúde, entre outros Com a globalização e o neoliberalismo, ocorrem importantes mudanças nas relações de trabalho dentre as quais destacam-se um refluxo do movimento sindical, uma flexibilização das leis trabalhistas e consequentemente uma perda massiva de direitos por parte dos trabalhadores. Além desses elementos ainda destacam-se uma maior exclusão social, o agravamento do desemprego estrutural, a terceirização da mão de obra entre outros fatores. 22 Química Alex, Everton, Gildão, Tasso e Thé Matemática Lafayette, Luis Henrique e Ney Física André Vilar, Bruno e Moisés Geografia Alisson, Djalma e Júlio História Henrique e Moa Biologia Daniel e Camacho Redação Wendell Colaboradores Aline Alkmin, Carolina Chaveiro, João Pedro, Luis Gustavo e Victor de Sousa Digitação e Diagramação Daniel Alves João Paulo Érika Rezende Luciano Lisboa Rodrigo Ramos Valdivina Pinheiro Desenhistas Rodrigo Ramos Luciano Lisboa Projeto Gráfico Leandro Bessa Vinícius Eduardo Supervisão Editorial José Diogo Valdivina Pinheiro Copyright©Olimpo2013 As escolhas que você fez nessa prova, assim como outras escolhas na vida, dependem de conhecimentos, competências e habilidades específicos. Esteja preparado. 23