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EXAME DE RESUMOS.TK
Autor: Francisco Cubal (Como representante de Resumos.tk)
Prova Escrita de Física e Química A
10.º e 11.º Anos de Escolaridade
Prova FQ11/2ªFase
12 Páginas
Duração da Prova: 120 minutos. Tolerância: 30 minutos
2010
VERSÃO 1
Na sua folha de respostas, indique de forma legível a versão da prova.
A ausência desta indicação implica a classificação com zero pontos das respostas aos itens de
escolha múltipla.
Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével, azul ou preta.
Utilize a régua, o esquadro, o transferidor e a máquina de calcular gráfica sempre que for
necessário.
Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca,
aquilo que pretende que não seja classificado.
Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respectivas respostas. As
respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com zero pontos.
Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um
mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.
Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas:
• o número do item;
• a letra que identifica a única opção correcta.
Nos itens de resposta aberta de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando
todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões
solicitadas.
As cotações dos itens encontram-se no final do enunciado da prova.
A prova inclui uma tabela de constantes na página 2, um formulário nas páginas 2 e 3, e uma
Tabela Periódica na página 4.
Prova FQ11.V1 • Página 1/ 12
TABELA DE CONSTANTES
Velocidade de propagação da luz no vácuo
c = 3,00 × 108 m s–1
Módulo da aceleração gravítica de um corpo junto à
g = 10 m s–2
superfície da Terra
Massa da Terra
M T = 5,98 × 1024 kg
Constante de Gravitação Universal
G = 6,67 × 10–11 N m2 kg–2
Constante de Avogadro
NA = 6,02 × 1023 mol–1
Constante de Stefan-Boltzmann
σ = 5,67 × 10–8 W m–2 K – 4
Produto iónico da água (a 25 °C)
Kw = 1,00 × 10–14
Volume molar de um gás (PTN)
Vm = 22,4 dm3 mol–1
FORMULÁRIO
• Conversão de temperatura (de grau Celsius para kelvin) ........................
T = θ + 273,15
T – temperatura absoluta (temperatura em kelvin)
θ – temperatura em grau Celsius
• Densidade (massa volúmica) ............................................................................
m – massa
m
ρ = –—
V
V – volume
• Efeito fotoeléctrico .............................................................................................
Erad = Erem + Ec
Erad – energia de um fotão da radiação incidente no metal
Erem – energia de remoção de um electrão do metal
Ec – energia cinética do electrão removido
• Concentração de solução ..................................................................................
n – quantidade de soluto
n
c = –—
V
V – volume de solução
• Concentração mássica de solução ..................................................................
m – massa de soluto
m
c m = –—
V
V – volume de solução
• Relação entre pH e concentração de H3O+ .....................................................…. pH = –log [H3O+] / mol dm–3
{
• 1.ª Lei da Termodinâmica ................................................................................. ∆U = W + Q + R
∆U – variação da energia interna do sistema (também representada por ∆ Ei)
W – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de trabalho
Q – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de calor
R – energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de radiação
Prova FQ11.V1 • Página 2/ 12
}
• Lei de Stefan-Boltzmann ..................................................................................... P = e σ AT
4
P — potência total irradiada por um corpo
e — emissividade
σ — constante de Stefan-Boltzmann
A — área da superfície do corpo
T — temperatura absoluta do corpo
• Energia ganha ou perdida por um corpo devido à variação
da sua temperatura ............................................................................................
E = m c ∆T
m — massa do corpo
c — capacidade térmica mássica do material de que é constituído
o corpo
∆T — variação da temperatura do corpo
• Taxa temporal de transmissão de energia como calor.............................
Q
A
–— = k –— ∆T
e
∆t
Q — energia transferida através de uma barra como calor,
no intervalo de tempo ∆t
k — condutividade térmica do material de que é constituída a barra
A — área da secção recta da barra
— comprimento da barra
∆T — diferença de temperatura entre as extremidades da barra
→
• Trabalho realizado por uma força constante, F , que actua
sobre um corpo em movimento rectilíneo .....................................................
W = F d cos α
d — módulo do deslocamento do ponto de aplicação da força
α — ângulo definido pela força e pelo deslocamento
• Energia cinética de translação ..........................................................................
m — massa
1
Ec = –— m v 2
2
v — módulo da velocidade
• Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência ..........
Ep = m g h
m — massa
g — módulo da aceleração gravítica junto à superfície da Terra
h — altura em relação ao nível de referência considerado
• Teorema da energia cinética..............................................................................
W = ∆ Ec
W — soma dos trabalhos realizados pelas forças que actuam num corpo,
num determinado intervalo de tempo
∆Ec — variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmo
intervalo de tempo
m1 m2
• Lei da Gravitação Universal ............................................................................... Fg = G –—–—
r2
Fg — módulo da força gravítica exercida pela massa pontual m1 (m2)
na massa pontual m2 (m1)
G — constante de gravitação universal
r — distância entre as duas massas
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Prova FQ11.V1 • Página 4/ 12
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUIMICOS
1
18
1
2
H
He
1,01
2
3
4
Li
Be
6,94
9,01
13
Nümero atômico
Elemento
Massa atômica relativa
14
15
16
17
4,00
5
6
7
8
9
10
B
C
N
O
F
Ne
10,81
12,01
14,01
16,00
19,00
20,18
11
12
13
14
15
16
17
18
Na
Mg
A
Si
P
S
C
Ar
22,99
24,31
26,98
28,09
30,97
32,07
35,45
39,95
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
39,10
40,08
44,96
47,87
50,94
52,00
54,94
55,85
58,93
58,69
63,55
65,41
69,72
72,64
74,92
78,96
79,90
83,80
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
85,47
87,62
88,91
91,22
92,91
95,94
97,91
101,07
102,91
106,42
107,87
112,41
114,82
118,71
121,76
127,60
126,90
131,29
55
56
Cs
Ba
132,91
137,33
87
88
Fr
Ra
[223]
[226]
57-71
Lantanideos
89-103
Actinideos
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
T
Pb
Bi
Po
At
Rn
178,49
180,95
183,84
186,21
190,23
192,22
195,08
196,97
200,59
204,38
207,21
208,98
[208,98]
[209,99]
[222,02]
104
105
106
107
108
109
110
111
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
[261]
[262]
[266]
[264]
[277]
[268]
[271]
[272]
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
138,91
140,12
140,91
144,24
[145]
150,36
151,96
157,25
158,92
162,50
164,93
167,26
168,93
173,04
174,98
103
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
[227]
232,04
231,04
238,03
[237]
[244]
[243]
[247]
[247]
[251]
[252]
[257]
[258]
[259]
[262]
1. Leia o seguinte texto.
A poluição do ar gerada por actividades antropogénicas, bem como a chuva ácida, causa stress
adicional a uma floresta, para o qual ela não tem adaptações. Devido ao ataque das precipitações
ácidas ocorre um enfraquecimento e morte de muitas árvores da floresta, cessando a produção de
sementes e a formação de descendentes.
Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, cerca de 35% dos ecossistemas europeus já se
encontram seriamente alterados e cerca de 50% das florestas da Alemanha e da Holanda estão
destruídas pela acidez da chuva. Na costa do Atlântico Norte, a água do mar está entre 10% e 30% mais
ácida que nos últimos vinte anos. Nas mais importantes áreas industriais do Hemisfério Norte, o vento
predominante vem do oeste. Isso significa que as áreas situadas no caminho do vento, que sopra
dessas regiões industriais, recebem uma grande dose de poluição.
Cerca de 3 milhões de toneladas de poluentes ácidos são levados a cada ano dos Estados Unidos
para o Canadá. De todo o dióxido de enxofre precipitado no leste canadense, metade dele provém das
regiões industriais situadas no nordeste dos EUA. Na Europa, a poluição ácida é “soprada” sobre a
Escandinávia, vindo dos países vizinhos, especialmente da Grã-Bretanha e do Leste-Europeu.
A chuva ácida, obviamente, também afecta a saúde humana, libertando metais tóxicos que estavam
no solo, que podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.
1.1.
Indique dois gases que provocam a precipitação ácida.
Nos itens 1.2. a 1.4., seleccione a única opção que, em cada caso, permite obter uma afirmação
correcta.
1.2.
A formação de chuvas ácidas com pH _______ a 5,6 , tem a ver com a facto da concentração
+
dos iões H3O ser _______ à concentração dos iões HO .
(A)
(B)
(C)
(D)
1.3.
inferior … superior
superior … inferior
inferior … inferior
superior … superior
Quando o CO2 atmosférico se dissolve na água da chuva, à temperatura de 25 ºC, …
(A) forma-se um ácido fraco, que provoca uma diminuição no pH da chuva.
(B) forma-se um ácido fraco, que confere à água da chuva um pH de cerca de 5,6.
(C) formam-se ácidos de força diferente, como o ácido carbónico, H2CO3(aq), e o ácido
sulfúrico, H2SO4(aq), que conferem à água da chuva um pH de cerca de 5,6.
(D) formam-se apenas ácidos fortes, como o ácido sulfúrico, H2SO4(aq), e o ácido nítrico,
HNO3(aq), que conferem à água da chuva um pH muito inferior a 5,6.
Prova FQ11.V1 • Página 5/ 12
1.4.
Considere uma amostra A de água da chuva, que apresenta um valor de pH igual a 5,6, à
temperatura de 25 ºC.
-
A alternativa que corresponde, aproximadamente, à concentração de iões HO na água da
chuva, é: (com três algarismos significativos)
(A)
(B)
(C)
(D)
1.5.
-9
3,98 x 10
-9
4,00 x 10
-9
3,980 x 10
-9
4,000 x 10
O dióxido de enxofre, SO2, e o oxigénio, O2, são duas substâncias com propriedades químicas
diferentes, sendo ambas gasosas nas condições ambientais de pressão e temperatura.
1.5.1.
Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta.
Relativamente ao dióxido de enxofre, pode afirmar-se que:
3
(A) A sua densidade é igual a 2,86 g/dm .
(B) É uma molécula mais estável que o oxigénio molecular.
(C) É uma molécula que liberta menos energia que o dióxido de carbono, quando se
quebram as suas ligações.
(D) É uma molécula que apresenta geometria angular, como todas as moléculas que
apresentam na sua constituição átomos de azoto.
1.5.2.
O dióxido de enxofre reage com o oxigénio, de acordo com a seguinte equação química:
2 𝑆𝑂2 𝑔 + 𝑂2 𝑔 ⇌ 2 𝑆𝑂3 𝑔
𝐾𝑐 = 208,3 (à temperatura 𝑇)
Considere que, à temperatura T, foram introduzidas, num recipiente com 1,0 L de
capacidade, 0,8 mol de SO2(g), 0,8 mol de O2(g) e 2,6 mol de SO3(g).
Calcule o quociente da reacção, 𝑄𝑐 , e conclua em que sentido o sistema se irá deslocar, até
atingir um estado de equilíbrio.
1.5.3.
3
Calcule o número de átomos de oxigénio que existem numa amostra de 50,0 cm de dióxido
de enxofre, em condições normais de pressão e temperatura (PTN).
Apresente todas as etapas de resolução.
Prova FQ11.V1 • Página 6/ 12
2.
As reacções de redução-oxidação (também conhecidas como reacções redox), são reacções de
transferência de electrões. Esta transferência ocorre entre um conjunto de espécies químicas: um
oxidante e um redutor (uma forma reduzida e uma forma oxidada, respectivamente).
2.1.
Uma solução aquosa de iodo, I2(aq), pode ser titulada com uma solução aquosa de tiossulfato
de sódio, Na2S2O3(aq), de acordo com a equação da reacção completa
𝐼2 𝑎𝑞 + 2 𝑆2 𝑂3 2− 𝑎𝑞 ⟶ 2 𝐼 − 𝑎𝑞 + 𝑆4 𝑂6 2− (𝑎𝑞)
Relativamente a esta reacção de oxidação-redução, seleccione a única afirmação correcta:
(A)
(B)
(C)
(D)
2.2.
Dos dois redutores que figuram na equação química, o mais forte é o ião 𝑆2 𝑂3 2−.
A transformação do ião 𝑆2 𝑂3 2− no ião 𝑆4 𝑂6 2− é uma redução.
O poder oxidante do ião 𝑆4 𝑂6 2− é superior ao do iodo, 𝐼2 .
Na transformação do iodo, 𝐼2 , em ião iodeto, 𝐼 − , o número de oxidação do iodo tem uma
variação de -2.
Considere um fio de cobre (Cu) e um fio de ouro (Au).
Indique, justificando com base na informação fornecida a seguir, qual dos fios terá sofrido
corrosão em maior extensão.
3. Na figura 1 encontra-se representado um composto pertencente à família dos alcanos.
Figura 1
Identifique o composto, escrevendo o seu nome.
4. A espectroscopia fotoelectrónica, que se baseia no efeito fotoeléctrico, é um processo que pode ser
usado para determinar a energia de cada electrão de um átomo.
A energia mínima para remover um electrão do átomo de sódio, Na, é 8,24 × 10
–19
J.
Indique o módulo da velocidade do electrão ejectado de um átomo de sódio, quando nele incide uma
–18
radiação de energia 2,00 × 10 J / fotão.
m(electrão) = 9,11 × 10
–28
g
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5. Um satélite descreve periodicamente uma órbita circular em torno da Terra, estando sujeito apenas
à força gravítica exercida pela Terra.
5.1.
Seleccione o diagrama que representa correctamente a força, 𝐹 , exercida pela Terra (T) sobre o
satélite (S) e a velocidade, 𝑣 , do satélite, durante o seu movimento em torno da Terra.
5.2.
Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços
seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta.
Se a distância de um satélite ao centro da Terra _________, a intensidade da força que a Terra
exerce sobre ele _________.
(A)
(B)
(C)
(D)
5.3.
duplicasse … quadruplicaria
se reduzisse a metade … duplicaria
duplicasse … duplicaria
se reduzisse a metade … quadruplicaria
Um satélite gravitacional descreve, com velocidade de módulo, v, uma órbita circular de raio, r,
6
igual a 8,4 x 10 m, em torno da Terra.
Calcule o módulo da velocidade orbital do satélite, considerando que o módulo da aceleração
centrípeta do satélite é 𝑎𝑐 =
𝑣2
𝑟
.
Apresente todas as etapas de resolução.
5.4.
O Sistema GPS é, actualmente, usado por muitas pessoas de diferentes continentes, para,
maioritariamente, encontrar aquilo que mais necessitam, por exemplo, enquanto viajam serem
guiados para o destino mais eficazmente.
Escreva um texto sobre este tipo de sistema de posicionamento global, abordando os três
tópicos seguintes:



Indicar, basicamente, como é constituído o sistema GPS.
Referir se um satélite deste tipo é considerado geostacionário e justificar.
Indicar três aplicações deste sistema no dia-a-dia.
Prova FQ11.V1 • Página 8/ 12
6. Maxwell (1831-1879) previu a existência de ondas electromagnéticas, que seriam originadas por cargas
eléctricas em movimento acelerado. Previu ainda que estas ondas deveriam propagar-se no vácuo à
velocidade da luz. De 1885 a 1889, Hertz conduziu uma série de experiências que lhe permitiram não só
gerar e detectar ondas electromagnéticas, como medir a sua velocidade de propagação, confirmando,
assim, as previsões de Maxwell. Estes estudos abriram caminho ao desenvolvimento dos modernos
sistemas de telecomunicações.
As ondas electromagnéticas usadas em telecomunicações apresentam comportamentos distintos na
atmosfera, consoante a sua frequência. Algumas contornam facilmente obstáculos, como edifícios e
montanhas, podendo ser usadas para comunicações fora da linha de vista.
6.1.
Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços
seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta.
O fenómeno a que se refere a última frase do texto é a _______, fenómeno este que não ocorre
apreciavelmente quando as ordens de grandeza do comprimento de onda da radiação e das
dimensões do obstáculo considerado são _______.
(A)
(B)
(C)
(D)
6.2.
refracção … muito parecidas
difracção … muito diferentes
refracção … muito diferentes
difracção … muito parecidas
A Figura 2 representa um feixe luminoso monocromático,
muito fino, que incide na superfície de separação de dois
meios transparentes, I e II, sofrendo refracção.
Seleccione a única opção que contém os termos que
preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de
modo a obter uma afirmação correcta.
O índice de refracção do meio II é _______ ao índice de
refracção do meio I, sendo a frequência do feixe luminoso
_______ no meio II em relação à frequência do feixe
luminoso no meio I.
(A)
(B)
(C)
(D)
6.3.
superior … diferente
inferior … igual
superior … igual
inferior … diferente
Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído
pelas fibras ópticas.
6.3.1.
Identifique o fenómeno em que o princípio do funcionamento das fibras ópticas se baseia e
indique duas das circunstâncias a que “a fibra óptica tem de obedecer” para ocorrer, da
maneira mais eficiente, a transmissão de informação a longas distâncias.
Prova FQ11.V1 • Página 9/ 12
6.3.2.
Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e
o revestimento possui um índice de refracção de 1,48.
Seleccione a única opção que permite calcular o ângulo crítico, 𝜃𝑐 , para este tipo de fibra
óptica.
(A)
(B)
(C)
(D)
6.4.
𝑠𝑖𝑛 𝜃𝑐
sin 90°
sin 90°
𝑠𝑖𝑛 𝜃𝑐
𝑠𝑖𝑛 𝜃𝑐
sin 90°
sin 90°
𝑠𝑖𝑛 𝜃𝑐
=
1,53
=
1,53
1,48
1,48
= 1,53 × 1,48
= 1,53 × 1,48
As microondas constituem um tipo de radiação electromagnética muito utilizado nas
telecomunicações.
Indique duas propriedades das microondas que justificam a utilização deste tipo de radiação nas
comunicações via satélite.
7. Fases ou estados da matéria - são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem
apresentar. O estado físico tem a relação com a velocidade do movimento das partículas de uma
determinada substância. Quando estamos perante uma transformação termodinâmica que preserva o
volume dizemos que é uma transformação isocórica ou isométrica.
As características de estado físico são diferentes em cada substância e depende da temperatura e
pressão na qual ela se encontra.
Nos itens 7.1. a 7.4., seleccione a única opção que, em cada caso, permite obter uma afirmação
correcta.
7.1.
A fusão de uma substância pura, sob pressão constante, é uma transformação …
(A)
(B)
(C)
(D)
7.2.
endotérmica e isocórica
exotérmica e não isométrica
endotérmica e não isométrica
exotérmica e isocórica
A formação de gelo no inverno constitui um factor que …
(A)
(B)
(C)
(D)
dificulta a continuação da queda de temperatura
favorece a queda de temperatura
não tem influência na queda de temperatura
torna os efeitos do inverno muito mais rigorosos
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7.3.
Se num recipiente de capacidade térmica 50 cal/ºC que contém 200g de água a 40ºC se introduz
50g de gelo a 0ºC, admitindo q não há trocas de calor com o ambiente, a temperatura final de
equilíbrio será igual a …
(A)
(B)
(C)
(D)
7.4.
0ºC
20ºC
-10ºC
10ºC
Uns alunos realizaram uma actividade experimental. Colocaram num recipiente 200 gramas de
água e deixaram aquecer durante seis minutos. Deixaram, posteriormente, arrefecer, tendo a
temperatura da água diminuído 20ºC.
Sabendo que a quantidade de calor perdida pela água quente durante o período em que houve
uma variação de -20ºC na sua temperatura seria suficiente para fundir uma certa quantidade de
gelo, calcule a massa de gelo que seria fundida.
Apresente o valor da massa com três algarismos significativos.
Apresente todas as etapas de resolução
Lgelo = 80 cal/g
Calor específico da água = 1,0 cal/g
FIM
Prova FQ11.V1 • Página 11/ 12
COTAÇÕES
1.
1.1. ...................................................................................................................
1.2. ...................................................................................................................
1.3. ...................................................................................................................
1.4. ...................................................................................................................
1.5.
1.5.1. .......................................................................................................
1.5.2. .......................................................................................................
1.5.3. .......................................................................................................
5 pontos
5 pontos
5 pontos
5 pontos
5 pontos
20 pontos
10 pontos
55 pontos
2.
2.1. ...................................................................................................................
2.2. ...................................................................................................................
5 pontos
10 pontos
15 pontos
3. ............................................................................................................................
5 pontos
5 pontos
4. ............................................................................................................................
5 pontos
5 pontos
5. .
5.1. ...................................................................................................................
5.2. ...................................................................................................................
5.3. ...................................................................................................................
5.4. ...................................................................................................................
5 pontos
5 pontos
10 pontos
20 pontos
40 pontos
6.
6.1. ...................................................................................................................
6.2. ...................................................................................................................
6.3.
6.3.1. ........................................................................................................
6.3.2. ........................................................................................................
6.4. ..................................................................................................................
5 pontos
5 pontos
10 pontos
5 pontos
10 pontos
35 pontos
7.
7.1. ..................................................................................................................
7.2. ..................................................................................................................
7.3. ..................................................................................................................
7.4. ..................................................................................................................
5 pontos
5 pontos
5 pontos
20 pontos
35 pontos
TOTAL ………...,,,
Prova FQ11.V1 • Página 11/12
200 pontos