Res_Exame_2007_2fase
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Proposta de Resolução Exame Nacional 2007 2.a Fase (versão 1)
1.1 Exemplos de razões apresentadas no texto: diminuir a utilização de combustíveis fósseis, alargando assim o tempo que decorre
até se esgotarem, e evitar a ocorrência de uma crise energética
grave; reduzir significativamente os efeitos prejudiciais sobre o
meio ambiente, causados pela utilização dos combustíveis fósseis.
1.2 (B) Correcta.
Transmitir indica que se deixa atravessar significativamente pela
radiação.
2.1 Como a massa molar do metano é M(CH4) = 16,0 g mol–1 e
m
40
m
M = ᎏ , tem-se: n = ᎏ = ᎏ = 2,5 mol de metano.
n
M
16
De acordo com a equação química, uma mole de metano reage com
duas moles de di-oxigénio (O2), originando duas moles de água.
Se o rendimento fosse 100% teriam sido originadas 5 moles de água.
Em condições PTN (1 atm, 0 ºC), o volume molar dos gases é
Vm = 22,4 dm3 mol–1. Para um volume de 78,4 dm3 , a quantidade de
V
78,4
substância (número de moles) de vapor água é n = ᎏ = ᎏ =
Vm
22,4
= 3,5 mol.
Em vez das 5 moles de água foram obtidas 3,5 moles. O rendimento
3,5
da reacção é ␩ = ᎏ × 100 = 70%.
5
2.2.1 (C) Correcta.
Esta configuração corresponde a um estado excitado. O carbono
tem 6 electrões, logo, a sua configuração electrónica no estado
de energia mínima é: C – 1s 2 2s 2 2p x12p y1 (4 orbitais e, para os electrões de valência, n = 2).
2.2.2 (C) Correcta.
As transições que envolvem n = 2 (série de Balmer) têm radiações
que se encontram na zona do visível. Quanto maior for a diferença
entre os níveis de energia, maior será a frequência da radiação.
2.2.3 (B) Correcta.
Aplica-se a lei de conservação da energia. Se a energia do electrão no átomo de hidrogénio, no estado fundamental, é igual a
–2,18 × 10–18 J, é necessário fornecer-lhe, no mínimo, 2,18 × 10–18 J
para o retirar.
2.2.4 O valor da primeira energia de ionização dos halogéneos
diminui ao longo do grupo.
Esta diminuição resulta do afastamento cada vez maior, em relação
ao núcleo, dos electrões de valência, e do efeito de blindagem provocado pelas camadas de electrões mais internas. Os electrões de
valência sofrem, assim, uma menor atracção por parte do núcleo.
3.1 (D) Correcta.
A força gravítica é uma força conservativa. Esta opção completa a
definição de força conservativa.
3.2 (A) Correcta.
h
1
gh
A energia mecânica conserva-se: m g ᎏ = ᎏ m v2, donde v = 兹苶苶
2
2
3.3 No percurso CD, as forças que actuam sobre o carrinho são o
seu peso, a reacção normal e a força de atrito.
A resultante dessas forças é a força de atrito, com módulo:
Fa = F = m a = 50 × 3 = 150 N.
O trabalho da força de atrito é W = – F a C
苶D
苶 = –150 × 12 =
= –1,8 × 103 J.
Como as outras forças realizam um trabalho nulo (são perpendiculares à trajectória) e como o nível se mantém naquele percurso,
pela Lei do Trabalho-Energia, a variação de energia mecânica é
igual ao trabalho das forças não conservativas (no caso presente,
da força de atrito).
Alternativamente, podia obter-se a velocidade em C, através da
expressão:
v 2D = v C2 + ⌬x
Sabendo que v D = 0, a = –3 m s –2 e ⌬ x = 12 m, obtém-se
v 2D = 7,2 m s–1.
A energia cinética é, pois:
1
1
Ec = ᎏ m v C2 = ᎏ × 50 × 72 = 1800 J
2
2
A variação de energia mecânica entre C e D é igual à variação de
energia cinética entre estes dois pontos, pois não há variação de
energia potencial gravítica.
1
1
⌬Em = ᎏ m v 2D – ᎏ m v C2 = –1800 J = 1,8 × 103 J
2
2
4.1 (B) Correcta.
A força gravítica no satélite aponta sempre para a Terra e a velocidade é sempre tangente à trajectória.
4.2 (B) Correcta.
Como a força é perpendicular à trajectória, o módulo da velocidade
é constante, e como o satélite se encontra sempre à mesma distância da Terra, o módulo da força é constante.
4.3 G = 6,67 × 10–11 N kg–2 m2 ; MT = 5,98 × 1024 kg (da tabela do
formulário).
m MT
,
A força que actua sobre o satélite é a força gravítica F = G ᎏ
r2
MT
F
.
a aceleração é a = ac = ᎏ = G ᎏ
m
r2
2
v
MT
ac = ᎏ = G ᎏ
, então:
r
r2
冪莦莦 冪莦莦
MT
6,67 × 10 –11 × 5,98 × 1024 = 6,9 × 103 m s–1.
v= G ᎏ
= ᎏᎏᎏ
r
8,4 × 106
5.1 Verdadeiras:
(C) Ver (A).
(D) A = ymáx = 10 nm
(E) v = ␭ f
1700
(H) v = ᎏ = 340 m s–1
5
Falsas:
(A) ␭ = v T = 340 × 2,0 × 10–3 = 0,68 m
(B) T = 2,0 × 10–3 s
(F) A velocidade não depende da amplitude.
1
(G) f = ᎏ = 500 Hz
T
5.2 O som é uma onda de pressão.
membrana
Esta onda tem zonas de pressão
maior e menor do que a pressão
média do ambiente. Estas zonas probobine
pagam-se e quando existe, junto à
N
membrana do microfone, uma zona
de menor pressão, a membrana
aproxima-se dessa zona. Quando a
S
íman
pressão aumenta, a membrana desloca-se para o interior do microfone.
Esta situação, ao repetir-se, cria uma
vibração da membrana, que provoca
um movimento relativo entre a bobina do microfone e o íman que existe no seu interior.
Este movimento faz variar o fluxo magnético (⌬⌽ ) na bobina, o
⌬⌽
que, de acordo com a Lei de Faraday (|E i|= ᎏ ), cria uma força
⌬t
electromotriz induzida e correntes eléctricas.
冨 冨
5.3 (C) Correcta.
Em telecomunicações, distorção significa que o sinal recebido
não é fiel ao sinal que foi emitido, isto é, sofreu interferências.
Deve evitar-se ou eliminar-se a distorção se se pretende transmitir informação. A modulação permite codificar a informação
segundo um protocolo pré-estabelecido sobre uma onda electromagnética de melhores características para a sua propagação
na atmosfera. A amplificação pode resolver a diminuição da
intensidade do sinal mas não da transmissão de ondas electromagnéticas de baixa frequência, e amplifica eventuais distorções.
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6.1.1 Volume de água, Va = 45 L = 45 dm3;
volume de ácido, Vb = 1,4 cm3 = 1,4 × 10 –3 dm3;
6.1.2 O cloreto de sódio, NaCᐉ, dissocia-se nos iões Na+ e Cᐉ–.
Estes iões não reagem com a água, o que implica que o valor de
pH não sofra variação.
pH = – log [H3O+] ⇔ [H3O+] = 10–pH.
A concentração de H3O+ na água de pH = 6,80 é [H3O+]a = 10–6,8 =
= 1,58 × 10–7 mol dm–3.
A quantidade de H3O+ na água de pH = 6,80 é na= [H3O+]aVa =
= 1,58 × 10–7 × 45 = 7,13 × 10–6 mol.
Pode considerar-se que o ácido clorídrico se ioniza totalmente e a
quantidade de H3O+ que origina é:
nb = [H3O+]b Vb = 1,0 × 10–2 × 1,4 × 10–3 = 1,4 × 10–5 mol
6.2 (A) Correcta.
m
ᎏ = 200 mg/L = 200 × 10 –3 g dm –3 .
V
CaCO3 → Ca2+ + CO32–
Ks
Ks = [Ca2+] [CO32–] ⇔ [CO32–] = ᎏ
[Ca2+]
nCa2+
m
[Ca2+] = ᎏ
; nCa2+ = ᎏ
V
M
A quantidade de H3O+ total é:
n = na + nb = (7,13 ×
10–6 +
1,4 ×
10–5)
= 2,113 ×
10–5
mol
O volume total é V = (45 + 1,4 × 10–3 ) dm3 e a concentração é
n
2,113 × 10–5
= 4,695 × 10 –7 mol dm –3 , logo
[H 3 O + ] = ᎏ = ᎏᎏ
V
45 +1,4 × 10–3
pH = – log [4,695 × 10–7] = 6,33.
Comparando com o intervalo de 6,20 – 6,40, o pH está dentro do
pretendido, pelo que o ajuste foi conseguido.
2
Logo,
[Ca2+]
m
ᎏᎏ
m
V
ᎏ
=
= ᎏ.
MV
M
6.3 (B) Correcta.
O ácido e a base conjugada diferem num H+. O ácido tem mais
um H+ do que a base conjugada.
6.4 (A) Correcta.
O metal que tem maior poder redutor é o que se oxida mais facilmente e o que reage mais violentamente.