SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 9
Baixar para ler offline
Física e Química A
332
Prova-modelo de exame 1
GRUPO I
Na figura está representado o diagrama de ní-
veis de energia do átomo de hidrogénio, no qual
estão assinaladas oito transições eletrónicas,
A, B, C, D, E, F, G e H. As energias dos quatro
primeiros níveis são as indicadas na tabela.
1. 
A variação de energia do átomo de hidrogé-
nio na transição E é
(A) −2,315 × 10−18
J.	 (C) −2,043 × 10−18
J.	
(B) 2,315 × 10−18
J.	 (D) 2,043 × 10−18
J.
2.	
Das oito transições assinaladas, a F corresponde à __________ do fotão de __________ frequência.
(A) 
emissão … maior	 (B) 
absorção … maior	 (C) 
emissão … menor	 (D) absorção … menor
3.	
As transições eletrónicas __________ pertencem à mesma série espetral e correspondem a riscas na
região do __________.
(A) G e H … visível	 (B) 
G e H … ultravioleta	 (C) B e E … visível	 (D) 
B e E … ultravioleta
GRUPO II
A primeira mistura gasosa utilizada na soldagem foi
uma mistura dos gases hidrogénio, H2
(g), e oxigé-
nio, O2
(g).
Considere uma mistura de H2
(g) e O2
(g), com
80,8% (V/V) de H2
(g).
O gráfico da figura representa o volume, V, dessa
mistura em função da quantidade de matéria total,
n, à pressão de 2 atm e à temperatura de 19 °C.
1. 
A composição da mistura, em volume, em O2
(g) é
(A) 
1,92 × 105
ppm.	 (C) 8,08 × 105
ppm.
(B) 1,92 × 107
ppm.	 (D) 8,08 × 107
ppm.
2. 
Qual das expressões traduz o número de átomos em 3,0 dm3
da mistura a 19 °C e à pressão de 2 atm?
(A)
6,02 × 1023
× 2
0,25
	 (C) 0,25 × 6,02 × 1023
× 2
(B)
6,02 × 1023
× 4
0,25
	 (D) 0,25 × 6,02 × 1023
× 4
3.	
Determine a massa volúmica da mistura nas condições de pressão e de temperatura dadas.
Apresente todas as etapas da resolução.
DT_ENFQ11_180
1p · FR
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n = ∞
H
A
G
F
E
B
D
C
n = 1
n En
/ (10–18
J)
4 –0,136
3 –0,242
2 –0,545
1 –2,179
DT_ENFQ11_181
1p · FR
V / dm3
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70
0,00
n / mol
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 332 26/07/2019 15:54
PROVA-MODELO DE EXAME 1
333
4.	
A reação entre o hidrogénio e o oxigénio pode ser representada pela equação seguinte:
2 H2
(g) + O2
(g) → 2 H2
O (g)
Esta reação, à pressão de 1 bar e a 25 °C, liberta 286 kJ por calor, por cada mole de água formada.
A expressão que relaciona as energias de ligação de reagentes e produtos é
(A) 2 E(H–H) + E(O=O) − 2 E(O–H) = −286 kJ. 	 (C) 2 E(O–H) − 2 E(H–H) − E(O=O) = −286 kJ.
(B) 2 E(H–H) + E(O=O) − 4 E(O–H) = −2 × 286 kJ. 	 (D) 4 E(O–H) − 2 E(H–H) − E(O=O) = −2 × 286 kJ.
GRUPO III
A água do mar tem dissolvidas várias substâncias, sendo o sal maioritário o cloreto de sódio, NaC.
1. 
Para uma água do mar com salinidade de 35 g/kg, os valores comuns das percentagens em massa dos
iões cloreto, C−
, e sódio, Na+
, são 1,94% e 1,08%, respetivamente. Existem ainda, por quilograma de
água, cerca de 6,23 × 1022
iões de outras espécies.
1.1 
Determine o quociente entre a quantidade de iões cloreto e a quantidade total de iões da água do
mar considerada.
Apresente todas as etapas de resolução.
1.2 
Explique porque é que o raio atómico do sódio é maior do que o raio atómico do cloro.
Tenha em consideração as configurações eletrónicas destes átomos, no estado fundamental.
2. 
O gráfico seguinte representa a solubilidade de três sais em água em função da temperatura:
KNO3
(s) de 0 °C a 60 °C, Na2
SO4
•10H2
O (s) de 0 °C a 30 °C, e Na2
SO4
de 30 °C a 100 °C.
O gráfico permite concluir que
(A) 
uma solução contendo 36 g de KNO3
(aq) por 60 g de água,
a 40 °C, está insaturada.
(B) a dissolução do Na2
SO4
•10H2
O (s) é exotérmica.
(C) 
uma solução contendo 50 g de Na2
SO4
(aq) por 150 g de água,
a 80 °C, está insaturada.
(D) a dissolução do Na2
SO4
(s) é endotérmica.
3.	
O gráfico representa as concentrações de dois contaminantes da água,
Pb2+
(aq) e S2−
(aq), provenientes de minerais de composição maioritária
em sulfureto de chumbo, PbS (s), em função do pH.
Pode afirmar-se que
(A) 
a acidificação do meio favorece a diminuição da concentração de
Pb2+
(aq) na água dos oceanos.
(B) 
o produto de solubilidade do PbS, a temperatura constante, não de-
pende da acidez do meio.
(C) 
a baixa concentração do ião S2–
(aq) resulta do favorecimento do equilíbrio
HS−
(aq) + H2
O () — S2−
(aq) + H3
O+
(aq) no sentido direto.
(D) 
a concentração de Pb2+
(aq) diminui com o aumento da concentração de H3
O+
(aq).
Preparaçãopara exame FQ 10º/11º
ASEE07DESEFI00101
DT610
06/11/08
20
40
60
80
100
Na2
SO4
0
20 40 60 80 100
Temperatura / ºC
Solubilidade
(g
sal
/
100
g
H
2
O)
KNO3
Na2
SO4
.10H2
O
DT_ENFQ11_182
1p · FR
0
1 2 3 4
pH
Pb2+
S
2–
1
2
3
Concentração
/
(10
-5
mol
L
-1
)
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 333 26/07/2019 15:54
Física e Química A
334
4.	
O ácido sulfídrico, H2
S (aq), é um ácido cuja ionização ocorre em duas etapas sucessivas: a segunda
etapa, por ser muito menos extensa do que a primeira, pode ser desprezada. A primeira etapa de ioni-
zação pode ser traduzida por:
H2
S (aq) + H2
O () — HS−
(aq) + H3
O+
(aq) ; Ka
= 1,3 × 10−7
, a 25 °C.
Considere uma amostra de 250 cm3
de uma solução de ácido sulfídrico, de concentração 0,10 mol dm−3
.
Despreze a variação da concentração de H2
S (aq) em resultado da sua ionização.
Determine quantos iões H3
O+
(aq) existem em solução por cada ião OH−
(aq).
Apresente todas as etapas de resolução.
5.	
A autoionização da água é uma reação endotérmica, assim
(A) 
o aumento da temperatura diminui a concentração de H3
O+
(aq).
(B) 
a 50 °C, o pH da água quimicamente pura é menor do que 7.
(C) 
a 50 °C, a concentração de H3
O+
(aq) na água quimicamente pura é maior do que a concentração
de OH−
(aq).
(D) 
o aumento da temperatura diminui a concentração de OH−
(aq).
6.	
A análise de uma amostra de água do mar revelou a presença de algumas espécies químicas, nomeada-
mente iões sódio (Na+
), iões cloreto (C−
), iões sulfato (SO4
2–
), dióxido de carbono (CO2
) e oxigénio (O2
).
Sobre as espécies referidas, pode afirmar-se que
(A) 
as moléculas de H2
O e de CO2
apresentam a mesma geometria.
(B) 
na molécula de O2
há quatro eletrões de valência partilhados e oito não partilhados.
(C) 
no sulfato de sódio por cada ião Na+
há dois iões SO4
2–
.
(D) 
o ião C−
tem sete eletrões de valência.
GRUPO IV
1. 
A uma altura de 80 m, um helicóptero, em repouso em relação ao solo, larga uma caixa. No instante em
que a caixa inicia a queda o seu paraquedas encontra-se já aberto.
Durante a queda, na vertical, sobre o sistema caixa + paraquedas, de massa 60 kg, atua uma força de
resistência do ar de intensidade Far
= b v, em que b é uma constante e v é o módulo da velocidade do
sistema. Quando o sistema atinge a velocidade de módulo 7,5 m s−1
passa a mover-se com velocidade
constante.
1.1 
Determine o módulo da aceleração do sistema caixa + paraquedas no instante em que a sua velo-
cidade é 20 km/h.
1.2 O trabalho realizado pela força de resistência do ar durante a queda é
(A) −4,8 × 104
J.		 (B) −1,7 × 103
J.		 (C) −4,6 × 104
J.		 (D) −1,1 × 103
J.
2.	
De uma varanda de um prédio, a uma altura h, uma bola é lançada verticalmente para cima, a 6,0 m s−1
.
Simultaneamente, do mesmo nível, um vaso cai, acidentalmente, partindo do repouso, atingindo o solo
decorridos 2,0 s.
Considere um referencial Oy vertical, com origem na varanda, e sentido positivo de cima para baixo.
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 334 26/07/2019 15:54
PROVA-MODELO DE EXAME 1
335
2.1 
Qual dos esquemas pode representar a velocidade, v
d
, e a resultante das forças, F
d
R
, que atuam na
bola, imediatamente após o seu lançamento?
DT_ENFQ11_183
1p · FR
v
FR
FR
v
FR
v
FR
v
(A) (B) (C) (D)
2.2 
Qual dos esboços de gráfico pode representar a energia cinética, Ec
, da bola em função do tempo, t?
(A) (B) (C) (D)
DT_ENFQ11_185
1p · FR
Epg Epg Epg Epg
t t t t
Ec Ec Ec Ec
t t t t
2.3 
Qual dos esboços de gráfico pode representar a energia potencial gravítica, Epg
, do sistema
vaso + Terra em função do tempo, t?
(A) (B) (C) (D)
DT_ENFQ11_185
1p · FR
Epg Epg Epg Epg
t t t t
Ec Ec Ec Ec
t t t t
2.4 
Determine quanto tempo após o vaso ter chegado ao solo a bola atingirá o solo.
Apresente todas as etapas de resolução.
GRUPO V
A figura apresenta um corpo, de massa 2,0 kg, suspen-
so por um fio enrolado num cilindro, ligado ao eixo de
um gerador elétrico. A queda do corpo provoca o mo-
vimento do eixo do gerador elétrico que alimenta uma
resistência elétrica, imersa num recipiente com 80 g de
água, inicialmente a 15,0 °C. Após 30 quedas sucessivas
do corpo, de uma mesma altura de 1,2 m, a temperatura
da água é 15,9 °C.
1. 
Nesta experiência __________ cede energia __________.
(A) o sistema corpo suspenso + Terra … à resistência por calor
(B) o sistema corpo suspenso + Terra … à resistência por trabalho
(C) o gerador … ao corpo suspenso por calor
(D) o gerador … ao corpo suspenso por trabalho
Preparaçãopara exame FQ 10º/11º
ASEE07DESEFI00101
DT614
10/10/08
Gerador
elétrico
m
Água
Resistência
elétrica
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 335 26/07/2019 15:54
Física e Química A
336
2.	
Determine o rendimento do processo de aquecimento da água.
Apresente todas as etapas de resolução.
3.	
Qual é o gráfico que relaciona a potência, P, dissipada num condutor por efeito Joule, com a tensão
elétrica, U, aos seus terminais? Admita que a resistência elétrica do condutor permanece constante.
(A) (B) (C) (D)
0 U
P
0 U
P
0 U2
P
0 U2
P
GRUPO VI
1. 
Um anel metálico, de raio r, rola sobre uma mesa com velocidade constante, passando, sucessivamente,
pelas posições P, Q, R, S e T, como representado na figura.
Preparaçãopara exame FQ 10º/11º
ASEE07DESEFI00101
DT620
10/10/08
P Q R S T
Na região indicada pela parte sombreada a azul na figura existe um campo magnético uniforme, de in-
tensidade B, perpendicular ao plano do anel e que aponta para fora da página.
1.1 
Se o fluxo do campo magnético através do anel no ponto Q for igual a Φ, qual será o fluxo do campo
magnético no ponto R?
(A) 2Φ		 (B) 4Φ		 (C)
Φ
2
		 (D)
Φ
4
	
1.2 
A corrente elétrica induzida no anel é máxima em __________ e nula em __________.
(A) P e T … R			 (C) R ... Q e S
(B) Q e S … P e T			 (D) R … P e T
1.3 
Qual é o gráfico que pode representar corretamente o módulo do fluxo magnético através do anel
ao longo do percurso PQRST?
x x x x
Preparaçãopara exame FQ 10º/11º
ASEE07DESEFI00101
DT621
17/10/08
   
(A) (B) (C) (D)
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 336 26/07/2019 15:54
PROVA-MODELO DE EXAME 1
337
2.	
A luz de um laser incide na superfície de separação meio 1-meio 2, apresentando dois comportamentos
diferentes, A e B, como mostra a figura (que não está à escala).
Comparando os módulos da velocidade de propagação da luz nos meios 1 e 2, verifica-se que é 1,5
vezes maior no meio 2.
Na situação A, a amplitude do ângulo de incidência é 20°.
2.1 
Determine, para a situação A, a amplitude do ângulo que o feixe refratado faz com a superfície de
separação dos dois meios.
Apresente todas as etapas de resolução.
2.2 
Para determinados ângulos de incidência a luz passa a ter o comportamento apresentado na situa-
ção B. Explique as condições necessárias para que ocorra o fenómeno representado na situação B.
Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a explicação solicitada.
FIM
2
1
1
meio 2
meio 1
4
3
meio 2
meio 1
Grupo
Item
Cotação (em pontos)
I
1. 2. 3.
18
6 6 6
II
1. 2. 3. 4.
28
6 6 10 6
III
1.1 1.2 2. 3. 4. 5. 6.
54
10 10 6 6 10 6 6
IV
1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4
44
10 6 6 6 6 10
V
1. 2. 3.
22
6 10 6
VI
1.1 1.2 1.3 2.1 2.2
34
6 6 6 6 10
Total 200
A B
Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 337 26/07/2019 15:54
376
Soluções
FÍSICAE QUÍMICAA
Prova-modelo 1 (pág. 330)
GRUPO I
1. (C). A variação de energia associada à transição eletrónica
assinalada pela letra E é a diferença entre a energia do nível
n = 1 e a energia do nível n = 4: [(–2,179 × 10–18
– (–0,136 × 10–18
))J] =
= 2,043 × 10–18
J.
2. (B). Na transição F, a energia do eletrão aumenta, pelo que cor-
responde a absorção de energia pelo átomo de hidrogénio. A
energia do fotão absorvido é igual à diferença de energia entre os
dois estados em que ocorre a transição, logo, maior diferença de
energia significa que o fotão absorvido tem maior energia e, por-
tanto, maior frequência.
3. (C). As transições B e E resultam de transições eletrónicas de ní-
veis superiores de energia para o mesmo nível de energia (n = 1),
por isso, pertencem à mesma série. Estas duas transições são de
maior energia do que as transições G (infravermelho) e H (visível),
ocorrendo na região do ultravioleta.
GRUPO II
1. (A). A percentagem em volume de oxigénio na mistura é
100%−80,8%=19,2%,ouseja,aproporçãoemvolumedeO2
é
19,2
100
,
logo num milhão é
19,2
100
× 106
106
=
1,92 × 105
106
, isto é, 1,92 × 105
ppm.
2. (C). Do gráfico conclui-se que em 3,0 dm3
a quantidade de ma-
téria total é 0,25 mol. Assim, naquele volume há, no total, 0,25 mol ×
× 6,02 × 1023
mol−1
moléculas. Como todas as moléculas são diató-
micas, o número de átomos é 0,25 × 6,02 × 1023
× 2.
3. Como o volume é diretamente proporcional à quantidade de
matéria (a pressão e a temperatura são constantes) e a composi-
ção da mistura é bem determinada, conclui-se que a massa volú-
mica não depende do volume. Para 6,0 dm3
, ntotal = 0,50 mol.
Cálculo da quantidade de hidrogénio em 6,0 dm3
da mistura ga-
sosa: dada a proporcionalidade com o volume, 	
nH2
= 0,808 × 0,50 mol = 0,404 mol.
Cálculo da quantidade de oxigénio em 6,0 dm3
da mistura gasosa:
nO2
= (0,50 − 0,404) mol = 0,096 mol.
Cálculo da massa volúmica da mistura gasosa, nas condições de
pressão e temperatura consideradas:
ρmistura
=
mmistura
Vmistura
=
nH2
MH2
+ nO2
MO2
Vmistura
=
=
0,404 mol × 2,02 g mol–1
+ 0,096 mol × 32,00 g mol–1
6,0 dm3
= 0,65 g dm–3
.
4. (B). A energia libertada na formação de 2 moles de H2
O cor-
responde, aproximadamente, à diferença entre a energia absorvi-
da na quebra de ligações nos reagentes (dissociar 2 moles de H2
e 1 mole de O2
) e a energia cedida na formação de ligações nos
produtos (o que para 2 moles de moléculas de H2
O corresponde
à formação de 4 moles de ligações O–H).
GRUPO III
1.1 Cálculo das massas de iões CS−
e Na+
em 1 kg de água do mar:
mCS– =
1,94
103,5
× 1000 g = 18,7 g; mNa+ =
1,08
103,5
× 1000 g = 10,4 g.
Cálculo das quantidades de CS−
e Na+
e dos restantes iões em 1 kg
de água do mar: nCS– =
18,7 g
35,45 g mol–1
= 0,5275 mol;
nNa+ =
10,4 g
22,99 g mol–1
= 0,4524 mol; nrestantes iões
=
N
NA
=
=
6,23 × 1022
6,02 × 1023
mol–1
= 0,1035 mol.
Cálculo da fração molar dos iões CS−
:
xCS– =
nCS–
ntotal
=
0,5275 mol
0,5275 mol + 0,4524 mol + 0,1035 mol
= 0,487.
Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 376 26/07/2019 17:23
SOLUÇÕES
377
1.2 11
Na: 1s2
2s2
2p6
3s1
; 17
CS: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
. Os eletrões de
valência dos átomos de sódio e de cloro no estado fundamental
encontram-se no mesmo nível de energia (n = 3). Sendo a carga
nuclear do átomo de sódio (+11) inferior à do átomo de cloro (+17), a
força atrativa exercida pelo núcleo do átomo de sódio sobre o seu
eletrão de valência é menor do que a força atrativa exercida pelo
núcleo do átomo de cloro sobre os seus eletrões de valência, pelo
que o raio atómico do sódio é maior do que o do cloro.
2. (C). 50 g de Na2
SO4
(aq) por 150 g de água corresponde a
50 g ×
100 g
150 g
= 33 g de Na2
SO4
(aq) por 100 g de água, como a
solubilidade de Na2
SO4
(aq), a 80 °C, é superior a esse valor,
a solução está insaturada. 36 g de KNO3
(aq) por 60 g de água
corresponde a 36 g ×
100 g
60 g
= 60 g de KNO3
(aq) por 100 g de
água, como a solubilidade a 40 °C é inferior a esse valor, a solução
está sobressaturada. A dissolução do Na2
SO4
·10H2
O (s) é endotér-
mica, uma vez que a sua solubilidade aumenta com a temperatura,
enquanto a dissolução do Na2
SO4
(s) é exotérmica, uma vez que a
sua solubilidade diminui com a temperatura.
3. (B). O produto de solubilidade é uma constante de equilíbrio
que a uma mesma temperatura se mantém constante. A acidifi-
cação do meio significa aumento da concentração de H3
O+
(aq),
portanto, a uma diminuição de pH, resultando num aumento da
concentração de Pb2+
(aq). A concentração em S2–
(aq) é muito
pequena, o que significa uma reação muito extensa no sentido da
formação de HS−
(aq), o sentido da reação inversa.
4. A concentração de H2
S (aq) não ionizado na solução é	
[H2
S]não ionizado
= [H2
S]inicial
– [HS−
] = [H2
S]inicial
= 0,10 mol dm−3
.
Cálculo da concentração de H3
O+
(aq) na solução: de acordo com
a estequiometria da reação [HS−
] = [H3
O+
], logo, Ka
=
|HS−
|e |H3O+
|e
|H2
S|e
⇒
⇒ 1,3 × 10–7
=
|H3
O+
|2
0,10
⇒ [H3
O+
] = 1,14 × 10–4
mol dm–3
.
Cálculo da concentração de OH−
(aq) na solução: Kw
= |H3
O+
| |OH–
| ⇒
⇒ 1,0 × 10–14
= 1,14 × 10–4
× |OH–
| ⇒ [OH–
] = 8,77 × 10–11
mol dm–3
.
Em cada dm3
, a proporção entre o número de iões H3
O+
(aq) e o
número de iões OH−
(aq) é dada pelo quociente das correspon-
dentes quantidades:
NH3O+
NOH–
=
nH3O+
nOH–
=
1,14 × 10–4
8,77 × 10–11
= 1,3 × 106
. Assim,
por cada ião OH−
(aq) existem 1,3 milhões iões H3
O+
(aq).
5. (B). Como a autoionização é endotérmica, o aumento da tem-
peratura favorece a ionização, aumentando, simultaneamente, as
concentrações de H3
O+
(aq) e de OH−
(aq). A um aumento da con-
centração de H3
O+
(aq) corresponde uma diminuição do pH. Na
água quimicamente pura, a concentração de H3
O+
(aq) é sempre
igual à concentração de OH−
(aq), uma vez que sempre que se for-
ma um ião H3
O+
(aq) forma-se também um ião OH−
(aq).
6. (B). No sulfato de sódio, Na2
SO4
, por cada ião sulfato, SO4
2–
, exis-
tem dois iões sódio, Na+
, de modo a que a carga total seja nula.
O
H
H
– [ C, ]–
–
O O
–
–
O C
–
– O
–
–
GRUPO IV
1.1 Sobre o sistema atuam duas forças com a mesma direção e
sentido oposto: a força gravítica, F
→
g, e a força de resistência do ar,
F
→
ar. Quando o sistema se move a velocidade constante, a resultan-
te das forças que nele atuam é nula: FR
= 0 ⇒ Fg
– Far
= 0 ⇔ Far
=
= Fg
⇔ bv = mg ⇒ b =
mg
v
=
60 kg × 10 m s–2
7,5 m s–1
= 80 kg s–1
. Quando
o sistema se move a
20 km
1 h
=
20 × 103
m
3600 s
= 5,56 m s–1
, o módulo da
sua aceleração é a =
FR
m
=
Fg
– Far
m
=
mg – bv
m
= g –
bv
m
=
=
110 –
80 × 5,56
60 2m s–2
= 2,6 m s–2
.
1.2 (C). A soma dos trabalhos realizados pela força gravítica e
pela força de resistência do ar é igual à variação de energia ciné-
tica do sistema: WF
→
g
+ WF
→
ar
= ΔEc
⇔ –ΔEpg
+ WF
→
ar
= ΔEc
⇔ WF
→
ar
=
= ΔEc
+ ΔEpg
⇔ WF
→
ar
=
1
1
2
× 60 × 7,52
– 0
2+ (0 – 60 × 10 × 80)
J =
= 4,6 × 104
J.
2.1 (D). A velocidade, v
→
, tem a direção e o sentido do movimento,
de baixo para cima (no instante considerado, a bola está a subir).
A única força que atua sobre a bola é a força gravítica (vertical e
sentido de cima para baixo).
2.2 (B). Como a aceleração,
→
a, é constante, o módulo da velocida-
de, v, varia linearmente com o tempo, t, na subida e na descida:
diminuindo na subida e aumentando na descida. Como a energia
cinética, Ec
, é diretamente proporcional ao quadrado do módulo
da velocidade, Ec
=
1
2
mv2
, conclui-se que a energia cinética variará
com o quadrado do tempo, t2
. O gráfico de Ec
(t) não é uma reta
(neste caso, é uma parábola): Ec
=
1
2
m(–v0
+ at)2
.
2.3 (B). Como o vaso cai, a sua altura, h, diminui com o tempo, t.
Logo, a energia potencial gravítica, Epg
= mgh, do sistema vaso +
+ Terra, também diminui com o tempo, t. A altura depende do qua-
drado do tempo, pois o movimento é uniformemente acelerado,
logo a Epg
também irá variar com o quadrado do tempo: 	
Epg
= mg(h0
– 5t2
) (o gráfico não é linear). Como a velocidade do
vaso aumenta na queda, a taxa de variação temporal da altura au-
menta com o tempo, logo, a taxa de variação temporal da energia
potencial gravítica, módulo do declive do gráfico Epg
(t), também
aumenta com o tempo.
2.4 A componente escalar da posição do vaso, yvaso
, em relação a
Oy, em função do tempo, t, é dada pela equação yvaso
=
1
2
× 10t2
(a
posição e a velocidade inicial do vaso são nulas). Ao atingir o solo,
2,0 s depois de ter iniciado a queda, o vaso terá percorrido uma
distância igual à sua altura inicial: yvaso
(2,0) = h ⇒
1
2
× 10 × 2,02
= h ⇒
⇒ h = 20,0 m. A componente escalar da posição, ybola
, da bola em
função do tempo, t, ao atingir o solo é ybola
= –6,0t +
1
2
× 10t2
(a componente escalar da velocidade inicial da bola é negativa,
pois a bola é atirada para cima, e a componente escalar da acele-
ração é positiva, pois o sentido da aceleração é o da força gravíti-
ca, de cima para baixo). Ao atingir o solo ybola
= 20,0 m: 20,0 =
= –6,0t +
1
2
× 10t2
⇔ 5t2
– 6,0t – 20,0 = 0 ⇒ t = –1,49 s ou t = 2,69 s,
sendo t ≥ 0, segue-se que a bola chega ao solo 2,69 s depois de
ter sido lançada, portanto, (2,69 – 2,0) s = 0,7 s depois do vaso.
GRUPO V
1. (B). O sistema corpo suspenso + Terra cede energia ao gerador
por trabalho, este, por sua vez, transfere-a para a resistência.
2. O trabalho realizado pela força gravítica que atua no corpo nas
30 quedas sucessivas é:
W = 30 × Fg
d cos 0° = 30 × mgd cos 0° = 30 × 2,0 × 10 × 1,2 J = 720 J.
A variação de energia interna da água é: E = mcΔT = 0,080 × 4,18 ×
× 103
× (15,9 – 15,0) = 3,0 × 102
J. Portanto, o rendimento do processo
de aquecimento da água é
3,0 × 102
J
720 J
× 100% = 42%.
3. (D). A potência, P, dissipada numa resistência R é P = RI2
=
= R
1
U
R 2
2
=
U2
R
. Logo, se R for constante, P varia com U2
: o gráfico
de P(U) é uma parábola e o de P(U2
) é uma reta que passa na
origem
1
P
U2
=
1
R
= constante
2.
Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 377 26/07/2019 17:23
378
Soluções
FÍSICAE QUÍMICAA
GRUPO VI
1.1 (A). Sendo constantes B e o ângulo entre o campo magnético e
a normal ao plano do anel (0o
), o fluxo do campo magnético é pro-
porcional à área da superfície delimitada pelo anel em que o cam-
po magnético não é nulo (a área em R é o dobro da área em Q).
1.2 (B). A corrente elétrica induzida varia proporcionalmente à for-
ça eletromotriz induzida que, em módulo, é igual à taxa de varia-
ção temporal do fluxo do campo magnético através da superfície
delimitada pelo anel: em Q e em S essa taxa é máxima (o anel está
a entrar e a sair, respetivamente, da região em que há um campo
magnético); em P, R e T não há variação do fluxo do campo mag-
nético, sendo, por isso, nula a força eletromotriz induzida.
1.3 (A). O fluxo magnético é nulo fora da região sombreada visto
que B
→
= 0
→
e é constante enquanto o anel está todo dentro dessa
região, aumentando enquanto entra naquela região e diminuindo
ao sair.
2.1 Sabemos que v2
=
3
2
v1
e que α1
= 20o
. A amplitude do ângulo
de refração, α2
, obtém-se da Lei de Snell-Descartes: n2
sin α2
=
= n1
sin α1
⇔
c
v2
sin α2
=
c
v1
sin α1
⇔ sin α2
=
v2
v1
sin α1
⇔ sin α2
=
=
3
2
v1
v1
sin 20° ⇒ α2
= arcsin
1
3
2
sin 20°
2= 30,9°.
O ângulo de refração é o ângulo entre o feixe refratado e a normal
à superfície de separação dos dois meios, no ponto de incidência,
logo, a amplitude do ângulo entre esse feixe e a superfície de se-
paração é (90° – 30,9°) = 59°.
2.2 Na situação B, a luz ao incidir na fronteira dos dois meios não
é refratada para o meio 2, o que sugere ter ocorrido reflexão total.
Poderá ocorrer reflexão total se o ângulo de incidência for menor
do que o ângulo de refração. Assim, quando aumenta o ângulo de
incidência ocorrerá reflexão total se o feixe de luz que incida na
fronteira segundo um ângulo de incidência, α3
, for maior que o ân-
gulo de incidência que daria origem a um feixe refratado paralelo
a essa fronteira, pois, nesse caso, o ângulo de refração atingiria
a amplitude máxima, 90o
. Para que o ângulo de refração (meio 2)
seja maior do que o ângulo de incidência (meio 1) é necessário
que o índice de refração do meio 2 seja menor do que o índice de
refração do meio 1, o que é equivalente à velocidade de propaga-
ção da luz no meio 2 ser maior do que no meio 1.
	 	
	 	
Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 378 26/07/2019 17:23

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Ficha de avaliação - 7ºano
Ficha de avaliação - 7ºanoFicha de avaliação - 7ºano
Ficha de avaliação - 7ºano
Helena Borralho
 
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdfPortuguês - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
Paula Lopes
 
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resoluçãoFicha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
Arminda Oliveira
 
caderno-de-apoio-ao-professor
caderno-de-apoio-ao-professorcaderno-de-apoio-ao-professor
caderno-de-apoio-ao-professor
anamuges
 
Ficha de trabalho nº 1
Ficha de trabalho nº 1Ficha de trabalho nº 1
Ficha de trabalho nº 1
Paula Leitão
 

Mais procurados (20)

Teste 3 9 ano negrelos versão 1 (1)
Teste 3  9 ano negrelos versão 1 (1)Teste 3  9 ano negrelos versão 1 (1)
Teste 3 9 ano negrelos versão 1 (1)
 
Ficha de avaliação - 7ºano
Ficha de avaliação - 7ºanoFicha de avaliação - 7ºano
Ficha de avaliação - 7ºano
 
Matemática A - Ficha geometria plano e espaço
Matemática A - Ficha geometria plano e espaço Matemática A - Ficha geometria plano e espaço
Matemática A - Ficha geometria plano e espaço
 
Ficha 3 funções sintáticas
Ficha 3 funções sintáticasFicha 3 funções sintáticas
Ficha 3 funções sintáticas
 
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdfPortuguês - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
Português - funções sintáticas (ficha de trabalho).pdf
 
Fq9 teste 1
Fq9 teste 1Fq9 teste 1
Fq9 teste 1
 
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resoluçãoFicha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
Ficha avaliação retas e angulos porto editora com resolução
 
Teste1
Teste1Teste1
Teste1
 
caderno-de-apoio-ao-professor
caderno-de-apoio-ao-professorcaderno-de-apoio-ao-professor
caderno-de-apoio-ao-professor
 
Posicao de portugal na europa e no mundo
Posicao de portugal na europa e no mundoPosicao de portugal na europa e no mundo
Posicao de portugal na europa e no mundo
 
Testes
TestesTestes
Testes
 
1º teste de física e química
1º teste de física e química1º teste de física e química
1º teste de física e química
 
Geografia 7º ano - teste de avaliação
Geografia 7º ano - teste de avaliaçãoGeografia 7º ano - teste de avaliação
Geografia 7º ano - teste de avaliação
 
Teste Leandro 7º ano
Teste Leandro 7º anoTeste Leandro 7º ano
Teste Leandro 7º ano
 
Ficha de trabalho nº 1
Ficha de trabalho nº 1Ficha de trabalho nº 1
Ficha de trabalho nº 1
 
recursos expressivos 7º ano
recursos expressivos 7º anorecursos expressivos 7º ano
recursos expressivos 7º ano
 
Teoria de conjuntos fichas de exercícios
Teoria de conjuntos   fichas de exercícios Teoria de conjuntos   fichas de exercícios
Teoria de conjuntos fichas de exercícios
 
teste-3-10f-gv-farsa-de-ines-pereira.docx
teste-3-10f-gv-farsa-de-ines-pereira.docxteste-3-10f-gv-farsa-de-ines-pereira.docx
teste-3-10f-gv-farsa-de-ines-pereira.docx
 
Ficha formativa_ Sistema de equações
Ficha formativa_ Sistema de equações Ficha formativa_ Sistema de equações
Ficha formativa_ Sistema de equações
 
Probabilidades esquemas de contagem
Probabilidades esquemas de contagemProbabilidades esquemas de contagem
Probabilidades esquemas de contagem
 

Semelhante a 3. leya prova modelo 2021 enunciado + resolução

Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos 2018
Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos  2018Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos  2018
Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos 2018
Clebson Ramos
 
Ita2012 4dia
Ita2012 4diaIta2012 4dia
Ita2012 4dia
cavip
 
Ita2007 4dia
Ita2007 4diaIta2007 4dia
Ita2007 4dia
cavip
 
Recuperação 2º ano 1º bim
Recuperação 2º ano 1º bimRecuperação 2º ano 1º bim
Recuperação 2º ano 1º bim
blogprofbento
 
Ita2009 4dia
Ita2009 4diaIta2009 4dia
Ita2009 4dia
cavip
 
Dependência de química 2ª ano do ensino médio
Dependência de química 2ª ano do ensino médioDependência de química 2ª ano do ensino médio
Dependência de química 2ª ano do ensino médio
Escola Pública/Particular
 
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegroAtividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
Waldir Montenegro
 
Lista de exercícios 48 coeficciente de solubilidade
Lista de exercícios 48   coeficciente de solubilidadeLista de exercícios 48   coeficciente de solubilidade
Lista de exercícios 48 coeficciente de solubilidade
Colegio CMC
 
Pucsp2006 1dia parte_001
Pucsp2006 1dia parte_001Pucsp2006 1dia parte_001
Pucsp2006 1dia parte_001
Thommas Kevin
 
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
Alcoa
 

Semelhante a 3. leya prova modelo 2021 enunciado + resolução (20)

Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos 2018
Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos  2018Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos  2018
Avaliacao parcial sobre efeitos coligativos 2018
 
Ita2012 4dia
Ita2012 4diaIta2012 4dia
Ita2012 4dia
 
Enunciado q122019
Enunciado q122019Enunciado q122019
Enunciado q122019
 
Ita2007 4dia
Ita2007 4diaIta2007 4dia
Ita2007 4dia
 
126 quimica ita 2010
126 quimica ita 2010126 quimica ita 2010
126 quimica ita 2010
 
Recuperação 2º ano 1º bim
Recuperação 2º ano 1º bimRecuperação 2º ano 1º bim
Recuperação 2º ano 1º bim
 
Cinética química
Cinética químicaCinética química
Cinética química
 
Ita2009 4dia
Ita2009 4diaIta2009 4dia
Ita2009 4dia
 
Exercícios 2º ano 1ºb
Exercícios 2º ano 1ºbExercícios 2º ano 1ºb
Exercícios 2º ano 1ºb
 
Dependência de química 2ª ano do ensino médio
Dependência de química 2ª ano do ensino médioDependência de química 2ª ano do ensino médio
Dependência de química 2ª ano do ensino médio
 
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegroAtividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
Atividades de física para o enem 2013 prof waldir montenegro
 
Lista de exercícios 48 coeficciente de solubilidade
Lista de exercícios 48   coeficciente de solubilidadeLista de exercícios 48   coeficciente de solubilidade
Lista de exercícios 48 coeficciente de solubilidade
 
Puc02q
Puc02qPuc02q
Puc02q
 
Questões gerais de química_2º ano
Questões gerais de química_2º anoQuestões gerais de química_2º ano
Questões gerais de química_2º ano
 
Pucsp2006 1dia parte_001
Pucsp2006 1dia parte_001Pucsp2006 1dia parte_001
Pucsp2006 1dia parte_001
 
www.AulasEnsinoMedio.com.br - Física - Exercício calorimetria
www.AulasEnsinoMedio.com.br - Física - Exercício calorimetriawww.AulasEnsinoMedio.com.br - Física - Exercício calorimetria
www.AulasEnsinoMedio.com.br - Física - Exercício calorimetria
 
Apostila 2c2ba-ano
Apostila 2c2ba-anoApostila 2c2ba-ano
Apostila 2c2ba-ano
 
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
51187144 lista-de-exercicios-1-cinetica
 
Provas do segundo dia do Vestibular 2015
Provas do segundo dia do Vestibular 2015Provas do segundo dia do Vestibular 2015
Provas do segundo dia do Vestibular 2015
 
Prova do 2º dia do vestibular da UPE 2015
Prova do 2º dia do vestibular da UPE 2015Prova do 2º dia do vestibular da UPE 2015
Prova do 2º dia do vestibular da UPE 2015
 

Mais de Maria Joao Sargento (10)

Ficha 2 fisica
Ficha 2 fisicaFicha 2 fisica
Ficha 2 fisica
 
Lista de exercicios p h e solucoes ii resolucoes
Lista de exercicios p h e solucoes ii   resolucoesLista de exercicios p h e solucoes ii   resolucoes
Lista de exercicios p h e solucoes ii resolucoes
 
01 ap modelosdegrafos
01 ap modelosdegrafos01 ap modelosdegrafos
01 ap modelosdegrafos
 
3.3.3.retas paralelas
3.3.3.retas paralelas3.3.3.retas paralelas
3.3.3.retas paralelas
 
F gb rlnq7s9istboxwwg8_7 soluções e concentrações
F gb rlnq7s9istboxwwg8_7 soluções e concentraçõesF gb rlnq7s9istboxwwg8_7 soluções e concentrações
F gb rlnq7s9istboxwwg8_7 soluções e concentrações
 
1 teste12 15-16
1 teste12 15-161 teste12 15-16
1 teste12 15-16
 
Ficha 9 -_limites e continuidade
Ficha 9 -_limites e continuidadeFicha 9 -_limites e continuidade
Ficha 9 -_limites e continuidade
 
Livro igles 7º ano
Livro igles 7º anoLivro igles 7º ano
Livro igles 7º ano
 
Ftq4 mediçoes alg signif
Ftq4 mediçoes alg signifFtq4 mediçoes alg signif
Ftq4 mediçoes alg signif
 
Ft4 dominios planos 10
Ft4 dominios planos 10Ft4 dominios planos 10
Ft4 dominios planos 10
 

Último

Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdfHistoria-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
andreaLisboa7
 
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
azulassessoria9
 

Último (20)

Produção de poemas - Reciclar é preciso
Produção  de  poemas  -  Reciclar é precisoProdução  de  poemas  -  Reciclar é preciso
Produção de poemas - Reciclar é preciso
 
Unidade 4 (Texto poético) (Teste sem correção) (2).docx
Unidade 4 (Texto poético) (Teste sem correção) (2).docxUnidade 4 (Texto poético) (Teste sem correção) (2).docx
Unidade 4 (Texto poético) (Teste sem correção) (2).docx
 
Alemanha vs União Soviética - Livro de Adolf Hitler
Alemanha vs União Soviética - Livro de Adolf HitlerAlemanha vs União Soviética - Livro de Adolf Hitler
Alemanha vs União Soviética - Livro de Adolf Hitler
 
08-05 - Atividade de língua Portuguesa.pdf
08-05 - Atividade de língua Portuguesa.pdf08-05 - Atividade de língua Portuguesa.pdf
08-05 - Atividade de língua Portuguesa.pdf
 
livro para educação infantil conceitos sensorial
livro para educação infantil conceitos sensoriallivro para educação infantil conceitos sensorial
livro para educação infantil conceitos sensorial
 
Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdfHistoria-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
Historia-em-cartaz-Lucas-o-menino-que-aprendeu-a-comer-saudavel- (1).pdf
 
Slides Lição 8, CPAD, Confessando e Abandonando o Pecado.pptx
Slides Lição 8, CPAD, Confessando e Abandonando o Pecado.pptxSlides Lição 8, CPAD, Confessando e Abandonando o Pecado.pptx
Slides Lição 8, CPAD, Confessando e Abandonando o Pecado.pptx
 
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
ATIVIDADE 2 - GQ - COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL E NEGOCIAÇÃO - 52_2024
 
UFCD_9184_Saúde, nutrição, higiene, segurança, repouso e conforto da criança ...
UFCD_9184_Saúde, nutrição, higiene, segurança, repouso e conforto da criança ...UFCD_9184_Saúde, nutrição, higiene, segurança, repouso e conforto da criança ...
UFCD_9184_Saúde, nutrição, higiene, segurança, repouso e conforto da criança ...
 
APH- Avaliação de cena , analise geral do ambiente e paciente.
APH- Avaliação de cena , analise geral do ambiente e paciente.APH- Avaliação de cena , analise geral do ambiente e paciente.
APH- Avaliação de cena , analise geral do ambiente e paciente.
 
MARCHA HUMANA. UM ESTUDO SOBRE AS MARCHAS
MARCHA HUMANA. UM ESTUDO SOBRE AS MARCHASMARCHA HUMANA. UM ESTUDO SOBRE AS MARCHAS
MARCHA HUMANA. UM ESTUDO SOBRE AS MARCHAS
 
EBPAL_Serta_Caminhos do Lixo final 9ºD (1).pptx
EBPAL_Serta_Caminhos do Lixo final 9ºD (1).pptxEBPAL_Serta_Caminhos do Lixo final 9ºD (1).pptx
EBPAL_Serta_Caminhos do Lixo final 9ºD (1).pptx
 
O que é, de facto, a Educação de Infância
O que é, de facto, a Educação de InfânciaO que é, de facto, a Educação de Infância
O que é, de facto, a Educação de Infância
 
HISTORIA DA XILOGRAVURA A SUA IMPORTANCIA
HISTORIA DA XILOGRAVURA A SUA IMPORTANCIAHISTORIA DA XILOGRAVURA A SUA IMPORTANCIA
HISTORIA DA XILOGRAVURA A SUA IMPORTANCIA
 
Semana Interna de Prevenção de Acidentes SIPAT/2024
Semana Interna de Prevenção de Acidentes SIPAT/2024Semana Interna de Prevenção de Acidentes SIPAT/2024
Semana Interna de Prevenção de Acidentes SIPAT/2024
 
ROTINA DE ESTUDO-APOSTILA ESTUDO ORIENTADO.pdf
ROTINA DE ESTUDO-APOSTILA ESTUDO ORIENTADO.pdfROTINA DE ESTUDO-APOSTILA ESTUDO ORIENTADO.pdf
ROTINA DE ESTUDO-APOSTILA ESTUDO ORIENTADO.pdf
 
Sistema de Acompanhamento - Diário Online 2021.pdf
Sistema de Acompanhamento - Diário Online 2021.pdfSistema de Acompanhamento - Diário Online 2021.pdf
Sistema de Acompanhamento - Diário Online 2021.pdf
 
As Mil Palavras Mais Usadas No Inglês (Robert de Aquino) (Z-Library).pdf
As Mil Palavras Mais Usadas No Inglês (Robert de Aquino) (Z-Library).pdfAs Mil Palavras Mais Usadas No Inglês (Robert de Aquino) (Z-Library).pdf
As Mil Palavras Mais Usadas No Inglês (Robert de Aquino) (Z-Library).pdf
 
Nós Propomos! Canil/Gatil na Sertã - Amigos dos Animais
Nós Propomos! Canil/Gatil na Sertã - Amigos dos AnimaisNós Propomos! Canil/Gatil na Sertã - Amigos dos Animais
Nós Propomos! Canil/Gatil na Sertã - Amigos dos Animais
 
Nós Propomos! Infraestruturas em Proença-a-Nova
Nós Propomos! Infraestruturas em Proença-a-NovaNós Propomos! Infraestruturas em Proença-a-Nova
Nós Propomos! Infraestruturas em Proença-a-Nova
 

3. leya prova modelo 2021 enunciado + resolução

  • 1. Física e Química A 332 Prova-modelo de exame 1 GRUPO I Na figura está representado o diagrama de ní- veis de energia do átomo de hidrogénio, no qual estão assinaladas oito transições eletrónicas, A, B, C, D, E, F, G e H. As energias dos quatro primeiros níveis são as indicadas na tabela. 1. A variação de energia do átomo de hidrogé- nio na transição E é (A) −2,315 × 10−18 J. (C) −2,043 × 10−18 J. (B) 2,315 × 10−18 J. (D) 2,043 × 10−18 J. 2. Das oito transições assinaladas, a F corresponde à __________ do fotão de __________ frequência. (A) emissão … maior (B) absorção … maior (C) emissão … menor (D) absorção … menor 3. As transições eletrónicas __________ pertencem à mesma série espetral e correspondem a riscas na região do __________. (A) G e H … visível (B) G e H … ultravioleta (C) B e E … visível (D) B e E … ultravioleta GRUPO II A primeira mistura gasosa utilizada na soldagem foi uma mistura dos gases hidrogénio, H2 (g), e oxigé- nio, O2 (g). Considere uma mistura de H2 (g) e O2 (g), com 80,8% (V/V) de H2 (g). O gráfico da figura representa o volume, V, dessa mistura em função da quantidade de matéria total, n, à pressão de 2 atm e à temperatura de 19 °C. 1. A composição da mistura, em volume, em O2 (g) é (A) 1,92 × 105 ppm. (C) 8,08 × 105 ppm. (B) 1,92 × 107 ppm. (D) 8,08 × 107 ppm. 2. Qual das expressões traduz o número de átomos em 3,0 dm3 da mistura a 19 °C e à pressão de 2 atm? (A) 6,02 × 1023 × 2 0,25 (C) 0,25 × 6,02 × 1023 × 2 (B) 6,02 × 1023 × 4 0,25 (D) 0,25 × 6,02 × 1023 × 4 3. Determine a massa volúmica da mistura nas condições de pressão e de temperatura dadas. Apresente todas as etapas da resolução. DT_ENFQ11_180 1p · FR n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = ∞ H A G F E B D C n = 1 n En / (10–18 J) 4 –0,136 3 –0,242 2 –0,545 1 –2,179 DT_ENFQ11_181 1p · FR V / dm3 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,00 n / mol Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 332 26/07/2019 15:54
  • 2. PROVA-MODELO DE EXAME 1 333 4. A reação entre o hidrogénio e o oxigénio pode ser representada pela equação seguinte: 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2 O (g) Esta reação, à pressão de 1 bar e a 25 °C, liberta 286 kJ por calor, por cada mole de água formada. A expressão que relaciona as energias de ligação de reagentes e produtos é (A) 2 E(H–H) + E(O=O) − 2 E(O–H) = −286 kJ. (C) 2 E(O–H) − 2 E(H–H) − E(O=O) = −286 kJ. (B) 2 E(H–H) + E(O=O) − 4 E(O–H) = −2 × 286 kJ. (D) 4 E(O–H) − 2 E(H–H) − E(O=O) = −2 × 286 kJ. GRUPO III A água do mar tem dissolvidas várias substâncias, sendo o sal maioritário o cloreto de sódio, NaC. 1. Para uma água do mar com salinidade de 35 g/kg, os valores comuns das percentagens em massa dos iões cloreto, C− , e sódio, Na+ , são 1,94% e 1,08%, respetivamente. Existem ainda, por quilograma de água, cerca de 6,23 × 1022 iões de outras espécies. 1.1 Determine o quociente entre a quantidade de iões cloreto e a quantidade total de iões da água do mar considerada. Apresente todas as etapas de resolução. 1.2 Explique porque é que o raio atómico do sódio é maior do que o raio atómico do cloro. Tenha em consideração as configurações eletrónicas destes átomos, no estado fundamental. 2. O gráfico seguinte representa a solubilidade de três sais em água em função da temperatura: KNO3 (s) de 0 °C a 60 °C, Na2 SO4 •10H2 O (s) de 0 °C a 30 °C, e Na2 SO4 de 30 °C a 100 °C. O gráfico permite concluir que (A) uma solução contendo 36 g de KNO3 (aq) por 60 g de água, a 40 °C, está insaturada. (B) a dissolução do Na2 SO4 •10H2 O (s) é exotérmica. (C) uma solução contendo 50 g de Na2 SO4 (aq) por 150 g de água, a 80 °C, está insaturada. (D) a dissolução do Na2 SO4 (s) é endotérmica. 3. O gráfico representa as concentrações de dois contaminantes da água, Pb2+ (aq) e S2− (aq), provenientes de minerais de composição maioritária em sulfureto de chumbo, PbS (s), em função do pH. Pode afirmar-se que (A) a acidificação do meio favorece a diminuição da concentração de Pb2+ (aq) na água dos oceanos. (B) o produto de solubilidade do PbS, a temperatura constante, não de- pende da acidez do meio. (C) a baixa concentração do ião S2– (aq) resulta do favorecimento do equilíbrio HS− (aq) + H2 O () — S2− (aq) + H3 O+ (aq) no sentido direto. (D) a concentração de Pb2+ (aq) diminui com o aumento da concentração de H3 O+ (aq). Preparaçãopara exame FQ 10º/11º ASEE07DESEFI00101 DT610 06/11/08 20 40 60 80 100 Na2 SO4 0 20 40 60 80 100 Temperatura / ºC Solubilidade (g sal / 100 g H 2 O) KNO3 Na2 SO4 .10H2 O DT_ENFQ11_182 1p · FR 0 1 2 3 4 pH Pb2+ S 2– 1 2 3 Concentração / (10 -5 mol L -1 ) Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 333 26/07/2019 15:54
  • 3. Física e Química A 334 4. O ácido sulfídrico, H2 S (aq), é um ácido cuja ionização ocorre em duas etapas sucessivas: a segunda etapa, por ser muito menos extensa do que a primeira, pode ser desprezada. A primeira etapa de ioni- zação pode ser traduzida por: H2 S (aq) + H2 O () — HS− (aq) + H3 O+ (aq) ; Ka = 1,3 × 10−7 , a 25 °C. Considere uma amostra de 250 cm3 de uma solução de ácido sulfídrico, de concentração 0,10 mol dm−3 . Despreze a variação da concentração de H2 S (aq) em resultado da sua ionização. Determine quantos iões H3 O+ (aq) existem em solução por cada ião OH− (aq). Apresente todas as etapas de resolução. 5. A autoionização da água é uma reação endotérmica, assim (A) o aumento da temperatura diminui a concentração de H3 O+ (aq). (B) a 50 °C, o pH da água quimicamente pura é menor do que 7. (C) a 50 °C, a concentração de H3 O+ (aq) na água quimicamente pura é maior do que a concentração de OH− (aq). (D) o aumento da temperatura diminui a concentração de OH− (aq). 6. A análise de uma amostra de água do mar revelou a presença de algumas espécies químicas, nomeada- mente iões sódio (Na+ ), iões cloreto (C− ), iões sulfato (SO4 2– ), dióxido de carbono (CO2 ) e oxigénio (O2 ). Sobre as espécies referidas, pode afirmar-se que (A) as moléculas de H2 O e de CO2 apresentam a mesma geometria. (B) na molécula de O2 há quatro eletrões de valência partilhados e oito não partilhados. (C) no sulfato de sódio por cada ião Na+ há dois iões SO4 2– . (D) o ião C− tem sete eletrões de valência. GRUPO IV 1. A uma altura de 80 m, um helicóptero, em repouso em relação ao solo, larga uma caixa. No instante em que a caixa inicia a queda o seu paraquedas encontra-se já aberto. Durante a queda, na vertical, sobre o sistema caixa + paraquedas, de massa 60 kg, atua uma força de resistência do ar de intensidade Far = b v, em que b é uma constante e v é o módulo da velocidade do sistema. Quando o sistema atinge a velocidade de módulo 7,5 m s−1 passa a mover-se com velocidade constante. 1.1 Determine o módulo da aceleração do sistema caixa + paraquedas no instante em que a sua velo- cidade é 20 km/h. 1.2 O trabalho realizado pela força de resistência do ar durante a queda é (A) −4,8 × 104 J. (B) −1,7 × 103 J. (C) −4,6 × 104 J. (D) −1,1 × 103 J. 2. De uma varanda de um prédio, a uma altura h, uma bola é lançada verticalmente para cima, a 6,0 m s−1 . Simultaneamente, do mesmo nível, um vaso cai, acidentalmente, partindo do repouso, atingindo o solo decorridos 2,0 s. Considere um referencial Oy vertical, com origem na varanda, e sentido positivo de cima para baixo. Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 334 26/07/2019 15:54
  • 4. PROVA-MODELO DE EXAME 1 335 2.1 Qual dos esquemas pode representar a velocidade, v d , e a resultante das forças, F d R , que atuam na bola, imediatamente após o seu lançamento? DT_ENFQ11_183 1p · FR v FR FR v FR v FR v (A) (B) (C) (D) 2.2 Qual dos esboços de gráfico pode representar a energia cinética, Ec , da bola em função do tempo, t? (A) (B) (C) (D) DT_ENFQ11_185 1p · FR Epg Epg Epg Epg t t t t Ec Ec Ec Ec t t t t 2.3 Qual dos esboços de gráfico pode representar a energia potencial gravítica, Epg , do sistema vaso + Terra em função do tempo, t? (A) (B) (C) (D) DT_ENFQ11_185 1p · FR Epg Epg Epg Epg t t t t Ec Ec Ec Ec t t t t 2.4 Determine quanto tempo após o vaso ter chegado ao solo a bola atingirá o solo. Apresente todas as etapas de resolução. GRUPO V A figura apresenta um corpo, de massa 2,0 kg, suspen- so por um fio enrolado num cilindro, ligado ao eixo de um gerador elétrico. A queda do corpo provoca o mo- vimento do eixo do gerador elétrico que alimenta uma resistência elétrica, imersa num recipiente com 80 g de água, inicialmente a 15,0 °C. Após 30 quedas sucessivas do corpo, de uma mesma altura de 1,2 m, a temperatura da água é 15,9 °C. 1. Nesta experiência __________ cede energia __________. (A) o sistema corpo suspenso + Terra … à resistência por calor (B) o sistema corpo suspenso + Terra … à resistência por trabalho (C) o gerador … ao corpo suspenso por calor (D) o gerador … ao corpo suspenso por trabalho Preparaçãopara exame FQ 10º/11º ASEE07DESEFI00101 DT614 10/10/08 Gerador elétrico m Água Resistência elétrica Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 335 26/07/2019 15:54
  • 5. Física e Química A 336 2. Determine o rendimento do processo de aquecimento da água. Apresente todas as etapas de resolução. 3. Qual é o gráfico que relaciona a potência, P, dissipada num condutor por efeito Joule, com a tensão elétrica, U, aos seus terminais? Admita que a resistência elétrica do condutor permanece constante. (A) (B) (C) (D) 0 U P 0 U P 0 U2 P 0 U2 P GRUPO VI 1. Um anel metálico, de raio r, rola sobre uma mesa com velocidade constante, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R, S e T, como representado na figura. Preparaçãopara exame FQ 10º/11º ASEE07DESEFI00101 DT620 10/10/08 P Q R S T Na região indicada pela parte sombreada a azul na figura existe um campo magnético uniforme, de in- tensidade B, perpendicular ao plano do anel e que aponta para fora da página. 1.1 Se o fluxo do campo magnético através do anel no ponto Q for igual a Φ, qual será o fluxo do campo magnético no ponto R? (A) 2Φ (B) 4Φ (C) Φ 2 (D) Φ 4 1.2 A corrente elétrica induzida no anel é máxima em __________ e nula em __________. (A) P e T … R (C) R ... Q e S (B) Q e S … P e T (D) R … P e T 1.3 Qual é o gráfico que pode representar corretamente o módulo do fluxo magnético através do anel ao longo do percurso PQRST? x x x x Preparaçãopara exame FQ 10º/11º ASEE07DESEFI00101 DT621 17/10/08 (A) (B) (C) (D) Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 336 26/07/2019 15:54
  • 6. PROVA-MODELO DE EXAME 1 337 2. A luz de um laser incide na superfície de separação meio 1-meio 2, apresentando dois comportamentos diferentes, A e B, como mostra a figura (que não está à escala). Comparando os módulos da velocidade de propagação da luz nos meios 1 e 2, verifica-se que é 1,5 vezes maior no meio 2. Na situação A, a amplitude do ângulo de incidência é 20°. 2.1 Determine, para a situação A, a amplitude do ângulo que o feixe refratado faz com a superfície de separação dos dois meios. Apresente todas as etapas de resolução. 2.2 Para determinados ângulos de incidência a luz passa a ter o comportamento apresentado na situa- ção B. Explique as condições necessárias para que ocorra o fenómeno representado na situação B. Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a explicação solicitada. FIM 2 1 1 meio 2 meio 1 4 3 meio 2 meio 1 Grupo Item Cotação (em pontos) I 1. 2. 3. 18 6 6 6 II 1. 2. 3. 4. 28 6 6 10 6 III 1.1 1.2 2. 3. 4. 5. 6. 54 10 10 6 6 10 6 6 IV 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 44 10 6 6 6 6 10 V 1. 2. 3. 22 6 10 6 VI 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 34 6 6 6 6 10 Total 200 A B Exame FQ11_Provas Modelo_pp5.indd 337 26/07/2019 15:54
  • 7. 376 Soluções FÍSICAE QUÍMICAA Prova-modelo 1 (pág. 330) GRUPO I 1. (C). A variação de energia associada à transição eletrónica assinalada pela letra E é a diferença entre a energia do nível n = 1 e a energia do nível n = 4: [(–2,179 × 10–18 – (–0,136 × 10–18 ))J] = = 2,043 × 10–18 J. 2. (B). Na transição F, a energia do eletrão aumenta, pelo que cor- responde a absorção de energia pelo átomo de hidrogénio. A energia do fotão absorvido é igual à diferença de energia entre os dois estados em que ocorre a transição, logo, maior diferença de energia significa que o fotão absorvido tem maior energia e, por- tanto, maior frequência. 3. (C). As transições B e E resultam de transições eletrónicas de ní- veis superiores de energia para o mesmo nível de energia (n = 1), por isso, pertencem à mesma série. Estas duas transições são de maior energia do que as transições G (infravermelho) e H (visível), ocorrendo na região do ultravioleta. GRUPO II 1. (A). A percentagem em volume de oxigénio na mistura é 100%−80,8%=19,2%,ouseja,aproporçãoemvolumedeO2 é 19,2 100 , logo num milhão é 19,2 100 × 106 106 = 1,92 × 105 106 , isto é, 1,92 × 105 ppm. 2. (C). Do gráfico conclui-se que em 3,0 dm3 a quantidade de ma- téria total é 0,25 mol. Assim, naquele volume há, no total, 0,25 mol × × 6,02 × 1023 mol−1 moléculas. Como todas as moléculas são diató- micas, o número de átomos é 0,25 × 6,02 × 1023 × 2. 3. Como o volume é diretamente proporcional à quantidade de matéria (a pressão e a temperatura são constantes) e a composi- ção da mistura é bem determinada, conclui-se que a massa volú- mica não depende do volume. Para 6,0 dm3 , ntotal = 0,50 mol. Cálculo da quantidade de hidrogénio em 6,0 dm3 da mistura ga- sosa: dada a proporcionalidade com o volume, nH2 = 0,808 × 0,50 mol = 0,404 mol. Cálculo da quantidade de oxigénio em 6,0 dm3 da mistura gasosa: nO2 = (0,50 − 0,404) mol = 0,096 mol. Cálculo da massa volúmica da mistura gasosa, nas condições de pressão e temperatura consideradas: ρmistura = mmistura Vmistura = nH2 MH2 + nO2 MO2 Vmistura = = 0,404 mol × 2,02 g mol–1 + 0,096 mol × 32,00 g mol–1 6,0 dm3 = 0,65 g dm–3 . 4. (B). A energia libertada na formação de 2 moles de H2 O cor- responde, aproximadamente, à diferença entre a energia absorvi- da na quebra de ligações nos reagentes (dissociar 2 moles de H2 e 1 mole de O2 ) e a energia cedida na formação de ligações nos produtos (o que para 2 moles de moléculas de H2 O corresponde à formação de 4 moles de ligações O–H). GRUPO III 1.1 Cálculo das massas de iões CS− e Na+ em 1 kg de água do mar: mCS– = 1,94 103,5 × 1000 g = 18,7 g; mNa+ = 1,08 103,5 × 1000 g = 10,4 g. Cálculo das quantidades de CS− e Na+ e dos restantes iões em 1 kg de água do mar: nCS– = 18,7 g 35,45 g mol–1 = 0,5275 mol; nNa+ = 10,4 g 22,99 g mol–1 = 0,4524 mol; nrestantes iões = N NA = = 6,23 × 1022 6,02 × 1023 mol–1 = 0,1035 mol. Cálculo da fração molar dos iões CS− : xCS– = nCS– ntotal = 0,5275 mol 0,5275 mol + 0,4524 mol + 0,1035 mol = 0,487. Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 376 26/07/2019 17:23
  • 8. SOLUÇÕES 377 1.2 11 Na: 1s2 2s2 2p6 3s1 ; 17 CS: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 . Os eletrões de valência dos átomos de sódio e de cloro no estado fundamental encontram-se no mesmo nível de energia (n = 3). Sendo a carga nuclear do átomo de sódio (+11) inferior à do átomo de cloro (+17), a força atrativa exercida pelo núcleo do átomo de sódio sobre o seu eletrão de valência é menor do que a força atrativa exercida pelo núcleo do átomo de cloro sobre os seus eletrões de valência, pelo que o raio atómico do sódio é maior do que o do cloro. 2. (C). 50 g de Na2 SO4 (aq) por 150 g de água corresponde a 50 g × 100 g 150 g = 33 g de Na2 SO4 (aq) por 100 g de água, como a solubilidade de Na2 SO4 (aq), a 80 °C, é superior a esse valor, a solução está insaturada. 36 g de KNO3 (aq) por 60 g de água corresponde a 36 g × 100 g 60 g = 60 g de KNO3 (aq) por 100 g de água, como a solubilidade a 40 °C é inferior a esse valor, a solução está sobressaturada. A dissolução do Na2 SO4 ·10H2 O (s) é endotér- mica, uma vez que a sua solubilidade aumenta com a temperatura, enquanto a dissolução do Na2 SO4 (s) é exotérmica, uma vez que a sua solubilidade diminui com a temperatura. 3. (B). O produto de solubilidade é uma constante de equilíbrio que a uma mesma temperatura se mantém constante. A acidifi- cação do meio significa aumento da concentração de H3 O+ (aq), portanto, a uma diminuição de pH, resultando num aumento da concentração de Pb2+ (aq). A concentração em S2– (aq) é muito pequena, o que significa uma reação muito extensa no sentido da formação de HS− (aq), o sentido da reação inversa. 4. A concentração de H2 S (aq) não ionizado na solução é [H2 S]não ionizado = [H2 S]inicial – [HS− ] = [H2 S]inicial = 0,10 mol dm−3 . Cálculo da concentração de H3 O+ (aq) na solução: de acordo com a estequiometria da reação [HS− ] = [H3 O+ ], logo, Ka = |HS− |e |H3O+ |e |H2 S|e ⇒ ⇒ 1,3 × 10–7 = |H3 O+ |2 0,10 ⇒ [H3 O+ ] = 1,14 × 10–4 mol dm–3 . Cálculo da concentração de OH− (aq) na solução: Kw = |H3 O+ | |OH– | ⇒ ⇒ 1,0 × 10–14 = 1,14 × 10–4 × |OH– | ⇒ [OH– ] = 8,77 × 10–11 mol dm–3 . Em cada dm3 , a proporção entre o número de iões H3 O+ (aq) e o número de iões OH− (aq) é dada pelo quociente das correspon- dentes quantidades: NH3O+ NOH– = nH3O+ nOH– = 1,14 × 10–4 8,77 × 10–11 = 1,3 × 106 . Assim, por cada ião OH− (aq) existem 1,3 milhões iões H3 O+ (aq). 5. (B). Como a autoionização é endotérmica, o aumento da tem- peratura favorece a ionização, aumentando, simultaneamente, as concentrações de H3 O+ (aq) e de OH− (aq). A um aumento da con- centração de H3 O+ (aq) corresponde uma diminuição do pH. Na água quimicamente pura, a concentração de H3 O+ (aq) é sempre igual à concentração de OH− (aq), uma vez que sempre que se for- ma um ião H3 O+ (aq) forma-se também um ião OH− (aq). 6. (B). No sulfato de sódio, Na2 SO4 , por cada ião sulfato, SO4 2– , exis- tem dois iões sódio, Na+ , de modo a que a carga total seja nula. O H H – [ C, ]– – O O – – O C – – O – – GRUPO IV 1.1 Sobre o sistema atuam duas forças com a mesma direção e sentido oposto: a força gravítica, F → g, e a força de resistência do ar, F → ar. Quando o sistema se move a velocidade constante, a resultan- te das forças que nele atuam é nula: FR = 0 ⇒ Fg – Far = 0 ⇔ Far = = Fg ⇔ bv = mg ⇒ b = mg v = 60 kg × 10 m s–2 7,5 m s–1 = 80 kg s–1 . Quando o sistema se move a 20 km 1 h = 20 × 103 m 3600 s = 5,56 m s–1 , o módulo da sua aceleração é a = FR m = Fg – Far m = mg – bv m = g – bv m = = 110 – 80 × 5,56 60 2m s–2 = 2,6 m s–2 . 1.2 (C). A soma dos trabalhos realizados pela força gravítica e pela força de resistência do ar é igual à variação de energia ciné- tica do sistema: WF → g + WF → ar = ΔEc ⇔ –ΔEpg + WF → ar = ΔEc ⇔ WF → ar = = ΔEc + ΔEpg ⇔ WF → ar = 1 1 2 × 60 × 7,52 – 0 2+ (0 – 60 × 10 × 80) J = = 4,6 × 104 J. 2.1 (D). A velocidade, v → , tem a direção e o sentido do movimento, de baixo para cima (no instante considerado, a bola está a subir). A única força que atua sobre a bola é a força gravítica (vertical e sentido de cima para baixo). 2.2 (B). Como a aceleração, → a, é constante, o módulo da velocida- de, v, varia linearmente com o tempo, t, na subida e na descida: diminuindo na subida e aumentando na descida. Como a energia cinética, Ec , é diretamente proporcional ao quadrado do módulo da velocidade, Ec = 1 2 mv2 , conclui-se que a energia cinética variará com o quadrado do tempo, t2 . O gráfico de Ec (t) não é uma reta (neste caso, é uma parábola): Ec = 1 2 m(–v0 + at)2 . 2.3 (B). Como o vaso cai, a sua altura, h, diminui com o tempo, t. Logo, a energia potencial gravítica, Epg = mgh, do sistema vaso + + Terra, também diminui com o tempo, t. A altura depende do qua- drado do tempo, pois o movimento é uniformemente acelerado, logo a Epg também irá variar com o quadrado do tempo: Epg = mg(h0 – 5t2 ) (o gráfico não é linear). Como a velocidade do vaso aumenta na queda, a taxa de variação temporal da altura au- menta com o tempo, logo, a taxa de variação temporal da energia potencial gravítica, módulo do declive do gráfico Epg (t), também aumenta com o tempo. 2.4 A componente escalar da posição do vaso, yvaso , em relação a Oy, em função do tempo, t, é dada pela equação yvaso = 1 2 × 10t2 (a posição e a velocidade inicial do vaso são nulas). Ao atingir o solo, 2,0 s depois de ter iniciado a queda, o vaso terá percorrido uma distância igual à sua altura inicial: yvaso (2,0) = h ⇒ 1 2 × 10 × 2,02 = h ⇒ ⇒ h = 20,0 m. A componente escalar da posição, ybola , da bola em função do tempo, t, ao atingir o solo é ybola = –6,0t + 1 2 × 10t2 (a componente escalar da velocidade inicial da bola é negativa, pois a bola é atirada para cima, e a componente escalar da acele- ração é positiva, pois o sentido da aceleração é o da força gravíti- ca, de cima para baixo). Ao atingir o solo ybola = 20,0 m: 20,0 = = –6,0t + 1 2 × 10t2 ⇔ 5t2 – 6,0t – 20,0 = 0 ⇒ t = –1,49 s ou t = 2,69 s, sendo t ≥ 0, segue-se que a bola chega ao solo 2,69 s depois de ter sido lançada, portanto, (2,69 – 2,0) s = 0,7 s depois do vaso. GRUPO V 1. (B). O sistema corpo suspenso + Terra cede energia ao gerador por trabalho, este, por sua vez, transfere-a para a resistência. 2. O trabalho realizado pela força gravítica que atua no corpo nas 30 quedas sucessivas é: W = 30 × Fg d cos 0° = 30 × mgd cos 0° = 30 × 2,0 × 10 × 1,2 J = 720 J. A variação de energia interna da água é: E = mcΔT = 0,080 × 4,18 × × 103 × (15,9 – 15,0) = 3,0 × 102 J. Portanto, o rendimento do processo de aquecimento da água é 3,0 × 102 J 720 J × 100% = 42%. 3. (D). A potência, P, dissipada numa resistência R é P = RI2 = = R 1 U R 2 2 = U2 R . Logo, se R for constante, P varia com U2 : o gráfico de P(U) é uma parábola e o de P(U2 ) é uma reta que passa na origem 1 P U2 = 1 R = constante 2. Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 377 26/07/2019 17:23
  • 9. 378 Soluções FÍSICAE QUÍMICAA GRUPO VI 1.1 (A). Sendo constantes B e o ângulo entre o campo magnético e a normal ao plano do anel (0o ), o fluxo do campo magnético é pro- porcional à área da superfície delimitada pelo anel em que o cam- po magnético não é nulo (a área em R é o dobro da área em Q). 1.2 (B). A corrente elétrica induzida varia proporcionalmente à for- ça eletromotriz induzida que, em módulo, é igual à taxa de varia- ção temporal do fluxo do campo magnético através da superfície delimitada pelo anel: em Q e em S essa taxa é máxima (o anel está a entrar e a sair, respetivamente, da região em que há um campo magnético); em P, R e T não há variação do fluxo do campo mag- nético, sendo, por isso, nula a força eletromotriz induzida. 1.3 (A). O fluxo magnético é nulo fora da região sombreada visto que B → = 0 → e é constante enquanto o anel está todo dentro dessa região, aumentando enquanto entra naquela região e diminuindo ao sair. 2.1 Sabemos que v2 = 3 2 v1 e que α1 = 20o . A amplitude do ângulo de refração, α2 , obtém-se da Lei de Snell-Descartes: n2 sin α2 = = n1 sin α1 ⇔ c v2 sin α2 = c v1 sin α1 ⇔ sin α2 = v2 v1 sin α1 ⇔ sin α2 = = 3 2 v1 v1 sin 20° ⇒ α2 = arcsin 1 3 2 sin 20° 2= 30,9°. O ângulo de refração é o ângulo entre o feixe refratado e a normal à superfície de separação dos dois meios, no ponto de incidência, logo, a amplitude do ângulo entre esse feixe e a superfície de se- paração é (90° – 30,9°) = 59°. 2.2 Na situação B, a luz ao incidir na fronteira dos dois meios não é refratada para o meio 2, o que sugere ter ocorrido reflexão total. Poderá ocorrer reflexão total se o ângulo de incidência for menor do que o ângulo de refração. Assim, quando aumenta o ângulo de incidência ocorrerá reflexão total se o feixe de luz que incida na fronteira segundo um ângulo de incidência, α3 , for maior que o ân- gulo de incidência que daria origem a um feixe refratado paralelo a essa fronteira, pois, nesse caso, o ângulo de refração atingiria a amplitude máxima, 90o . Para que o ângulo de refração (meio 2) seja maior do que o ângulo de incidência (meio 1) é necessário que o índice de refração do meio 2 seja menor do que o índice de refração do meio 1, o que é equivalente à velocidade de propaga- ção da luz no meio 2 ser maior do que no meio 1. Exame FQ11_Solucoes_PP5.indd 378 26/07/2019 17:23