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PROVA MODELO 1

GRUPO I

Aristóteles tinha examinado corpos em movimento e tinha concluído, pelo modo como os corposcaem dentro de água, que a velocidade de um corpo em queda é uniforme, proporcional ao seupeso, e seria infinita na ausência de um meio resistente ao movimento.

No entanto, Galileu convenceu-se que estudar o movimento de corpos em líquidos obscurecia, emvez de clarificar, o assunto. Tal como Aristóteles, descobriu ser muito difícil medir diretamente astrajetórias dos corpos em queda, porque o olho não é suficientemente veloz, e os medidores detempo existentes na época não eram suficientemente exatos para medir curtos intervalos detempo. Em vez de retardar o movimento dos corpos em queda tornando mais espesso o meio atra-vés do qual passavam, fez rolar corpos ao longo de planos inclinados e pensou: deste modo possofazer uma aproximação à queda livre dos corpos.

Se o plano utilizado fosse pouco inclinado, uma bola deslocar-se-ia devagar; aumentando-se o de-clive, a bola deslocar-se-ia mais depressa. Quanto mais inclinado fosse o declive, mais a trajetóriada bola se aproximaria da queda livre. Ao medir a taxa a que os objetos rolavam descendentementeao longo do plano inclinado, e como esta taxa mudava à medida que o declive aumentava, Galileuesperava resolver o caso dos corpos em queda livre.

Adaptado de O Prisma e o Pêndulo – as dez mais belas experiências científicas, p. 52, Crease, R. (2006)

1. Transcreva do texto uma frase que traduza um facto em que Aristóteles e Galileu fossemconcordantes.

2. Considere a conceção de movimento do tempo de Aristóteles, referida no texto, e a atual.

2.1. Deixaram-se cair dois corpos, 1 e 2, de pesos diferentes, de tal modo que P1 > P2, dentro daágua de uma piscina.

Selecione qual dos gráficos seguintes melhor traduz o módulo da velocidade dos corpos, 1e 2, de acordo com a conceção de Aristóteles.

(A) (B) (C) (D)

2.2. Se forem deixados cair os dois corpos, 1 e 2, da mesma altura, num ponto próximo da super-fície da Terra, eles poderão ou não atingir o solo no mesmo instante.

Conclua, fundamentando, se a afirmação anterior é verdadeira ou falsa.

3. Galileu recorreu a planos inclinados de diferentes inclinações para tentar compreender omovimento de queda livre.

3.1. Na linha 12 do texto é referido:

“Ao medir a taxa a que os objetos rolavam descendentemente ao longo do plano inclinado, ecomo esta taxa mudava à medida que o declive aumentava, …”

Selecione, das alternativas seguintes, a que poderá substituir a palavra “taxa” no contextoda frase citada.

(A) Velocidade (B) Força (C) Distância percorrida (D) Aceleração

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v

1

2

t

v

2

1

t

1

2

v

2

1

t

v

1

2

t

2

PROVA MODELO 1

3.2. O gráfico da figura ao lado traduz o módulo da aceleraçãode um corpo em queda livre na Lua.

Admitindo o eixo de referência orientado verticalmentepara “baixo”, determine o valor da velocidade com quecorpo atingiria a superfície da Lua se fosse largado de umaaltura de 20,0 m.

Apresente todas as etapas de resolução.

4. No laboratório de Física um grupo de alunos estudou o movimento de um bloco, de massam, lançado ao longo de um plano inclinado com atrito considerável. Na figura seguinte mos-tra-se o lançamento do bloco com velocidade inicial, »v0 e a velocidade num dado instante t.

Instante de lançamento Instante t

4.1. Num pequeno texto compare as forças que atuam no bloco na subida e na descida, o tipo demovimento adquirido e conclua, fundamentando, se o módulo da aceleração na descida émaior, menor ou igual ao da subida.

4.2. Selecione a única opção que completa corretamente a frase que se segue.

Se o atrito entre o bloco e plano inclinado fosse desprezável, podemos prever que…

(A) … a altura máxima atingida pelo bloco seria a mesma e o tempo de subida igual ao tempode descida.

(B) … a altura máxima atingida pelo bloco seria maior e o tempo de subida maior que o tempode descida.

(C) … a altura máxima atingida pelo bloco seria a mesma e o tempo de subida menor que otempo de descida.

(D) … a altura máxima atingida pelo bloco seria maior e o tempo de subida igual ao tempo dedescida.

GRUPO II

A grandeza física temperatura é fundamental na análise de diferentes sistemas.

1. Refira o nome de um aparelho que permita medir a temperatura de um corpo na unidade SIdessa grandeza.

2. Quando se fornece energia a uma substância, mantendo-se a pressão constante, nem semprehá variação de temperatura.

Observe o gráfico que representa como varia a temperatura de uma amostra de água demassa, m, expressa em kg, com a energia, E, que lhe é fornecida.

(cágua líquida = 4,200 kJ (kg °C)-1 e cgelo = 2,100 kJ (kg °C)

-1)

(DHfusão = 3,34 * 105 J kg-1 e DHvaporização = 2,26 * 10

6 J kg-1)

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|a|/m s–2

1,6

t/s

→

v0

v➞

➞

3

PROVA MODELO 1

2.1. Refira o significado físico da expressão:

A variação de entalpia de fusão da água é 3,34 * 105 J kg-1.

2.2. Selecione a única afirmação correta.

(A) A energia recebida pela água durante a fusão (B " C), pode ser calculada pela expres-são: E = 2100 * m * (100 - 0) (J)

(B) A energia recebida pela água entre C e D pode ser calculada pela expressão:E = 2100 *m * (100 – 0) + 2,26 * 106 *m * (100 – 0) (J).

(C) A energia recebida pela água na fase sólida (A " B), para que a temperatura aumentede θi até 0 ºC, pode ser calculada pela expressão: E = 3,34 * 10

5 * m (J).

(D) A energia recebida pela água na fase líquida (C " D) pode ser calculada pela expressão:E = 4200 * m * (100 – 0) (J).

2.3. Admita que se fornece a mesma quantidade de energia a amostras de gelo e de água líquidae que estas sofrem a mesma variação de temperatura.

Selecione a única alternativa que completa a frase seguinte.

Com base na informação, pode concluir-se que…

(A) … a massa de gelo é igual à massa de água líquida.

(B) … a massa de gelo é maior que a massa de água líquida.

(C) … a massa de gelo é menor que a massa de água líquida.

(D) … a massa de água e gelo não influenciam na variação de temperatura.

3. Na tabela seguinte apresenta-se a velocidade do som no ar a diferentes temperaturas e paradiferentes densidades do ar.

3.1. Com base na tabela, o que pode concluir-se acerca da relação entre a temperatura do ar ea velocidade de propagação do som nesse meio.

3.2. Preveja como varia o comprimento de onda de um som no ar com o aumento da tempera-tura.

Fundamente a previsão feita.

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/°C

D E 100

B C

i A Energia fornecida

q / °C v / m s-1 r em kg m-3

-10 325,4 1,341

-5 328,5 1,316

0 331,5 1,293

+5 334,5 1,269

+10 337,5 1,247

+15 340,5 1,225

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PROVA MODELO 1

3.3. Utilizando a máquina de calcular gráfica, determine a equação da reta que traduz a relaçãoentre a velocidade do som e a densidade do ar, ou seja, vsom = f(ρar).

4. A energia radiada por segundo por um corpo depende da temperatura a que se encontra.

4.1. Selecione a lei que traduz a relação entre a potência radiada e a temperatura a que um corpose encontra.

(A) Lei do deslocamento de Wien.

(B) Lei de Lavoisier.

(C) Lei de Stefann-Boltzmann.

(D) Segunda lei da Termodinâmica.

4.2. A temperatura de um bloco de ferro foi várias vezes medida com um termómetro digital,sendo o valor médio das medições realizadas 16,78 °C.

Qual é a incerteza associada à escala desse termómetro.

GRUPO III

1. A atmosfera terrestre é um sistema fundamental para a existência de vida na Terra.

1.1. A constituição da atmosfera actual é diferente da da atmosfera primitiva.

Para três pontos, X, Y e Z, da atmosfera terrestre, sabe-se que:

Densidade do ar (X) = Densidade do ar (Y) > Densidade do ar (Z)

Pressão atmosférica (X) = Pressão atmosférica (Y) > Pressão atmosférica (Z)

Compare, justificando, as altitudes dos pontos X, Y e Z.

1.2. Na tabela que se segue refere-se a %V/V e a densidade (nas condições PTN) de algumas subs-tâncias existentes na atmosfera. A densidade do ar nas mesmas condições é 1,29 g dm-3.

Determine a massa de monóxido de carbono existente em 5,00 m3 de ar.

1.3. Considera as seguintes amostras, que se encontram nas mesmas condições de pressão etemperatura.

Das afirmações seguintes, seleccione a única verdadeira.

(A) As amostras I e II contêm o mesmo número de moléculas.

(B) As amostras II e III contêm o mesmo número de moléculas.

(C) As amostras I e III contêm o mesmo número de moléculas.

(D) As amostras II e IV contêm o mesmo número de moléculas.

2. Compare, com base na configuração electrónica no estado fundamental, o raio das espécies

16X2- e 16X.

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Substância %V/V Densidade / g dm-3

N2 78,08 1,25

O2 20,95 1,43

CO 0,00002 1,25

Amostra I Amostra II Amostra III Amostra IV

20,00 g de O2 20,00 dm3 de O2 20,00 g de O3 20,00 dm3 de O3

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PROVA MODELO 1

3. Considere as seguintes equações químicas.

Equação A: 2 Na(s) + Cl2 (g) " 2 NaCl (s)

Equação B: NH3 (aq) + HCl (aq) " Cl- (aq) + NH4+ (aq)

3.1. Represente a molécula de amoníaco (NH3) em notação de Lewis.

3.2. Mostre que a equação A traduz uma reação de oxidação-redução.

3.3. Identifique os pares conjugados ácido-base da equação B.

3.4. A um gobelé com 200,0 mL de água à temperatura de 25,0 °C, adicionou-se 1,0 g de cloretode sódio sólido e 1,0 g de cloreto de amónio sólido.

Preveja, fundamentando, o caráter químico da solução obtida no gobelé.

4. Fez-se reagir 12,15 g de ferro, com 20% de impurezas, com 0,20 mol de ácido nítrico (HNO3).A equação que traduz a reação é

Fe (s) + 2 HNO3 (aq) " H2 (g) + Fe(NO3)2 (aq)

Determine o rendimento, sabendo que se obtiveram 0,082 mol de nitrato de ferro (II).

GRUPO IV

No laboratório de uma escola secundária, três grupos de alunos (I, II e III) prepararam soluçõesaquosas do sal K2Cr2O7, M(K2Cr2O7) = 294,20 g mol

-1, a 25 °C.

No quadro seguinte apresenta-se a relação entre as massas de soluto usadas pelos três gruposna preparação e o volume de solução obtido.

1. Refira o nome do soluto utilizado na preparação das soluções.

2. Seleccione, de acordo com a informação apresentada, a opção correcta.

(A) A solução preparada pelo grupo III é cinco vezes mais diluída do que a solução prepa-rada pelo grupo I.

(B) A concentração mássica da solução preparada pelo grupo II é duas vezes maior que aconcentração mássica da solução preparada pelo grupo I.

(C) As soluções preparadas pelos três grupos têm a mesma concentração molar.

(D) A quantidade sal usada pelo grupo I é o dobro da usada pelo grupo II.

3. Admita que o grupo I pretendia preparar uma solução de concentração 0,080 mol dm-3.

3.1. Determine a massa de soluto que esse grupo teve de medir.

3.2. Dos procedimentos seguintes, adoptados pelo grupo I, seleccione um que admita ser incor-reto na preparação de soluções com concentração rigorosa.

(A)Mediram a massa de soluto com vidro de relógio, depois de tararem a balança.

(B) Com a ajuda de um funil e de uma espátula transferiram o soluto do vidro de relógio paraum gobelé.

(C) Após a operação B, colocaram o vidro de relógio e o funil na banca onde se lava o material.

(D) Verteram um pouco de água para o gobelé e dissolveram o soluto.

FIM

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Grupo Massa de soluto/g Vsolução /mL

I m 50,00

II 2 m 100,00

III 5 m 250,00

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PROVA MODELO 1

COTAÇÕES

GRUPO I

1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2.1. .............................................................................................................................................. 10 pontos

2.2. .............................................................................................................................................. 10 pontos

3.1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.2. .............................................................................................................................................. 10 pontos

4.1. .............................................................................................................................................. 15 pontos

4.2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

60 pontos

GRUPO II

1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2.1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2.2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2.3. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.2. .............................................................................................................................................. 10 pontos

3.3. .............................................................................................................................................. 5 pontos

4.1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

4.2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

50 pontos

GRUPO III

1.1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

1.2. .............................................................................................................................................. 10 pontos

1.3. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.1. .............................................................................................................................................. 10 pontos

3.2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.3. .............................................................................................................................................. 10 pontos

4. .............................................................................................................................................. 15 pontos

65 pontos

GRUPO IV

1. .............................................................................................................................................. 5 pontos

2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

3.1. .............................................................................................................................................. 10 pontos

3.2. .............................................................................................................................................. 5 pontos

25 pontos

TOTAL ................................................................................................................................ 200 pontos

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