Série: 1ª           Turma:                        Ensino Médio                         Data: 18/04 /2011     RESOLUÇÃO dos...
2) Analise a figura que ilustra uma balança de dois pratos com blocos de materiais diferentes (A, B, C ouD).      Consider...
A) Calcule a densidade da coroa, em g/mL. Demonstre o raciocínio e os cálculos.     DADOS:                     RACIOCÍNIO:...
B) Suponha que o estagiário, ao final do experimento, fizesse um resfriamento da amostra com a mesma   rapidez do aquecime...
2) Faça um esboço do gráfico de resfriamento ou aquecimento, indicando no esboço, todas as fases (os    estados físicos) e...
5) Dois béqueres iguais, contendo quantidades diferentes de água pura a 20ºC, foram aquecidos,sob pressão constante de 0,8...
8). Um material, inicialmente líquido, foi resfriado no aratmosférico. Durante o processo, foram feitas medidasde tempo e ...
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Exercícios de revisão 1ªetapa propriedades_2011_respostas

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Exercícios de revisão 1ªetapa propriedades_2011_respostas

  1. 1. Série: 1ª Turma: Ensino Médio Data: 18/04 /2011 RESOLUÇÃO dos Exercícios complementares de propriedades dos materiaisProfª: Luciane e Cláudia Cinara 1) João estava no ponto do ônibus quando foi abordado por um desconhecido, que lhe contou uma estória triste, cheia de problemas, doenças, perda de emprego, etc. Ao final da estória, o desconhecido ofereceu- lhe uma corrente de ouro 18 quilates, de massa igual 20,0 g, por apenas R$ 50,00. João, condoído e tentado pela oferta vantajosa, acabou comprando a corrente. Mais tarde, meio desconfiado, ele decidiu realizar um experimento, para comprovar se a corrente era ou não de ouro 18 quilates. Quadro 1.Densidade de metais 3 METAL DENSIDADE (g/cm ) Cor do material Ouro 18 quilates 16,0 amarelo Ferro 7,8 cinza Cobre 9,0 avermelhado Chumbo 11,0 cinza escuro Considerando-se os resultados do experimento, representado na figura ao lado, e os dados no Quadro 1, responda ao que se pede. a) Calcule a densidade da corrente. Considere três algarismos significativos na sua resposta. DADOS: RACIOCÍNIO: CÁLCULOS: mcorrente = 20,0g Vi = 10,0 mL Vcorrente = 11,25 mL – 10,0 mL Vf = 11,25 mL V = 1,25 mL 20,0 g ______ 1,25 mL X ______ 1,00 mL X = 16,0 g/mL Ou d= m / V = 20,0 g / 1,25 mL = 16,0 g/mL b) A partir dos resultados DISCUTA se a corrente é ou não de ouro 18 quilates. De acordo com os resultados obtidos, a corrente é de ouro, pois possui uma densidade igual a do ouro 18 quilates, registrada na tabela. c) A corrente poderia ser uma mistura de ferro e cobre? Explique utilizando as propriedades físicas dos materiais e as propriedades organolépticas. A corrente não poderia ser uma mistura de cobre e ferro, porque uma mistura destes dois materiais teria densidade entre os valores das densidades do cobre e do ferro, ou seja, entre 7,8 g/mL e 9,0 g/mL. Além disto, se ela fosse feita de uma mistura desses dois materiais ela não seria amarela. A liga metálica (denominada latão) que possui coloração amarela (dourada) é constituída por cobre e zinco. 1
  2. 2. 2) Analise a figura que ilustra uma balança de dois pratos com blocos de materiais diferentes (A, B, C ouD). Considerando-se o gráfico do volume em função da massa, é CORRETO afirmar que nos pratos 1 e 2 há, respectivamente, blocos feitos com os materiais: A) A e B. B) C e D. C) A e D. D) C e B. RespostaExplique como você chegou a resposta. O prato 1 está abaixo do prato 2, portanto a massa de 5 cm3 de um material deve ser maior que a massa de 10 cm3 de um outro material. De acordo com o gráfico, os únicos materiais que satisfazem esta condição é 5 cm3 de C (40 g) e 10 cm3 de B (26 g)3) Como descobrir, sem danificar a coroa do Rei Heirão, se seu interior contém ou não uma parte feita deoutros metais, além do ouro?” Para determinar se a coroa do Rei Heirão era constituída só de ouro, foramfeitos alguns testes: • Determinação da massa da coroa. • Determinação do volume da coroa. • Construção de um gráfico de volume em função da massa para alguns metais. Ao realizar os testes, foram obtidos os resultados: Massa da coroa = 1435,0 g Volume da coroa = 82 mL Gráfico de volume em função da massa Massa/g 2
  3. 3. A) Calcule a densidade da coroa, em g/mL. Demonstre o raciocínio e os cálculos. DADOS: RACIOCÍNIO: CÁLCULOS: m = 1435,0 g d = m÷ V indicar as contas V = 82 mL d = 1435,0 g ÷ 82 mL d = 17,5 g/mL Considerando o número de Algarismos significativos = 18 g/mL B) Qual a provável constituição da coroa? Justifique sua resposta, considerando os valores de densidade do ouro, da prata e do cobre. A coroa não é constituída somente de ouro. Ela pode ser constituída por uma mistura dos três materiais (prata, ouro e cobre) ou ainda de ouro e cobre ou ouro e prata. Isto ocorre porque a densidade da coroa está compreendida entre os valores das densidades dos três materiais: ouro = 20 g/mL, prata = 10,9 g/mL e cobre = 8,8 g/mL. Podemos dizer também que ela terá mais ouro na sua constituição do que os outros materiais, já que o valor da sua densidade está mais próximo da densidade do ouro.3) Um estagiário em química recebeu 60,0 g de uma amostra desconhecida, na fase sólida, para seranalisada. Como estudo preliminar, foi feita uma avaliação das mudanças de fase do material.Os resultados obtidos são mostrados no gráfico:A) A amostra analisada é uma substância? JUSTIFIQUE sua resposta, explicitando informações do gráfico. A amostra é uma mistura especial (eutética). Não pode ser uma substância, pois o gráfico de aquecimento de uma substância apresenta dois patamares (temperatura de fusão e ebulição constante), enquanto o de uma mistura eutética somente a temperatura de fusão é constante, tal como mostrado no gráfico acima. Portanto, misturas possuem uma faixa de temperatura durante a fusão e/ou ebulição. 3
  4. 4. B) Suponha que o estagiário, ao final do experimento, fizesse um resfriamento da amostra com a mesma rapidez do aquecimento e mantendo as outras condições experimentais (tipo de recipiente, quantidade de amostra e pressão). Depois de quanto tempo, a partir do início do experimento, a amostra estaria completamente líquida? Represente graficamente. A amostra estaria completamente líquida após 30 minutos do início do resfriamento Vapor Condensação Líquido Solidificação sólido Comentário: Perceba que este gráfico é o espelho do gráfico mostrado no enunciado. A amostra estará completamente líquida no final da sua condensação.C) Supondo que o estagiário tivesse usado 120,0 g de amostra, ao invés de 60,0 g, mantendo iguais as outras condições experimentais (fonte de aquecimento, recipiente, pressão, temperatura inicial), represente o gráfico de aquecimento nestas condições. Comentário: Perceba que este gráfico é o espelho do gráfico mostrado no enunciado. A amostra estará completamente líquida no final da sua condensação. O material demorará mais tempo para aquecer e as mudanças de estados físicos também aconteceram em um tempo maior. As temperaturas de fusão e ebulição permanecerão as mesmas. 4
  5. 5. 2) Faça um esboço do gráfico de resfriamento ou aquecimento, indicando no esboço, todas as fases (os estados físicos) e as mudanças de fase (estado físico) do material. a) Resfriamento de uma amostra de gasolina, em condição ambiente. T L Note que a temperatura não fica constante durante a solidificação porque L+S a gasolina é uma mistura. solidificação Veja que o resfriamento da fase sólida é S mais rápido que o resfriamento da fase líquida tempo b) Aquecimento do granito até a fase de maior energia. Note que a temperatura não T V fica constante durante as L+V mudanças de fase porque o granito é uma mistura. L ebulição Veja que o aquecimento da fase sólida é mais rápido que o da S+L fase líquida. No vapor, o aquecimento ainda é mais lento. S fusão Veja que o tempo para ebulir é maior que o tempo para fundir. tempo Portanto, foi considerada constante a taxa de fornecimento de calor por tempo ( fonte de aquecimento constante) c) Resfriamento do vapor de mercúrio até o estado físico de maior organização. T V L+V Condensação L L+S solidificação S tempo d) Aquecimento de uma amostra de álcool absoluto, partindo da temperatura ambiente. T Note que a temperatura fica constante durante as mudanças V de fase porque o álcool L + V absoluto é considerado L substância. Ebulição Veja que o aquecimento da fase líquida é mais rápido que no vapor tempo 5
  6. 6. 5) Dois béqueres iguais, contendo quantidades diferentes de água pura a 20ºC, foram aquecidos,sob pressão constante de 0,8 atm (próxima à pressão atmosférica em Belo Horizonte), em umamesma chama. A temperatura da água em cada béquer foi medida em função do tempo deaquecimento, durante 20 minutos. Após esse tempo, ambos os béqueres continham expressivasquantidades de água. Os resultados encontrados estão registrados nos gráficos abaixo. A) Indique um valor para a temperatura TA , em função dos dados do problema. 96°C B) Indique um valor para a temperatura TB, em função dos dados do problema. 96°C No item A e B vale indicar qualquer valor de temperatura compreendida entre 95oC e 100ºC. Vale lembrar que a água só ebuli a 100ºC, quando a pressão atmosférica é 1 atm (ao nível do mar). Quanto menor a pressão atmosférica (menor altitude), menor a temperatura de ebulição. Não é possível fazer uma regra de três com a pressão de vapor e a temperatura de ebulição, porque a temperatura não varia linearmente com a pressão. Veja que a resposta dada no item A deve ser a mesma do item B, pois a temperatura de ebulição não é uma propriedade que depende da massa, ou seja, ela caracteriza o material independentemente da massa. C) Qual dos béqueres contém maior quantidade de água? Justifique a sua resposta. O béquer A possui maior quantidade de água porque demora mais tempo para entrar em ebulição. D) Quais as alterações ocorreriam nos gráficos, se o experimento fosse realizado num local cuja pressão atmosférica é maior do que a de Belo Horizonte. Esboce nos próprios gráficos. A temperatura de ebulição seria maior, se a pressão atmosférica fosse maior. Por exemplo, no Rio de Janeiro (nível do mar) a água ferve a 100°C. 6
  7. 7. 8). Um material, inicialmente líquido, foi resfriado no aratmosférico. Durante o processo, foram feitas medidasde tempo e temperatura que permitiram construir estegráfico. a) Qual foi a transformação ocorrida no período de 5 a 15 minutos? solidificação b) Durante quanto tempo o material permaneceu somente líquido? 5 minutos c) Em que fase(s) se encontra o material a 25 oC? sólido d) Explique se o material é certamente uma substância. Não tem como ter certeza já que está representada apenas uma mudança de fase. Poderia ser uma mistura eutética, mistura especial que se comporta como uma substância durante a fusão e solidificação, mas não tem temperatura de ebulição constante. e) Identifique, no gráfico, a região onde a rapidez de resfriamento é maior. Durante os 5 minutos iniciais f) A temperatura do material caiu 5°C/min antes da mudança de fase? Justifique. A temperatura caiu 3°C/min já que ela caiu 15 ° em 5 minutos. C g) Considere que o mesmo material foi aquecido com a mesma rapidez do seu resfriamento. Depois de quanto tempo ele se tornaria líquido? 25 minutos 7

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