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88 R.I. (Revisão Intercalada) a) Calcule a corrente elétrica i, considerando o tubo uma espira circular de corrente. b) Calcule a intensidade do campo magnético gerado por essa corrente no centro do eixo de simetria do anel do acelerador LHC (adote π = 3). 13. (Ueg) A figura a seguir descreve uma regra, conhecida como “regra da mão direita”, para análise da direção e do sentido do vetor campo magnético em torno de um fio percorrido por uma corrente elétrica. Analisando a figura, responda aos itens a seguir. a) O que representam, na figura, as setas que estão ao lado dos dedos polegar e indicador? b) Faça um esboço (desenho) das linhas de campo magnético em torno desse fio. c) Faça uma análise qualitativa relacionando a depen- dência do módulo do vetor campo magnético nas proximidades do fio com a intensidade de corrente elétrica e com a distância em que se encontra do fio. 14. (Unicamp) O alicate-amperímetro é um medidor de corrente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia-se no campo magnético produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperímetro, como ilustra a figura a seguir. a) No caso de um fio retilíneo e longo, pelo qual passa uma corrente i, o módulo do campo magnético pro- duzido a uma distância r do centro do fio é dado por B = (μ0 i) 2πr , onde μ0 = 4π × 10 -7 Tm/A. Se o campo magnético num ponto da alça circular do alicate da figura for igual a 1,0 × 10-5 T, qual é a corrente que percorre o fio situado no centro da alça do amperí- metro? b) A alça do alicate é composta de uma bobina com várias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm2. Numa certa medida, o campo magnético, que é perpendi- cular à área da espira, varia de zero a 5,0 × 10-6 T em 2,0×10-3 s. Qual é a força eletromotriz induzida, ε, em uma espira? A lei de indução de Faraday é dada por: ε = - (∆φ/∆t), onde φ é o fluxo magnético, que, nesse caso, é igual ao produto do campo magnético pela área da espira. 15. (Unifesp) A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0Ω ligada a um solenoide de 200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8 V ambos supostos ideais. a) Qual o valor da força eletromotriz da bateria? b) Qual a intensidade do campo magnético gerado no ponto P localizado no meio do interior vazio do solenoide? Dados: μ0 = 4π ⋅ 10-7 T ⋅ m/A; B = μ0 i(N/L) (módulo do campo magnético no interior de um solenoide) 89 R.I. (Revisão Intercalada) ▮Química 1 1. (Fmj) Na religião católica, habemus papam é a expressão, em latim, que anuncia à comunidade a escolha de um novo papa. Esse anúncio é acompanhado da pro- dução de uma fumaça branca que sai da chaminé da Capela Sistina, no Vaticano, onde ocorre a votação para a escolha do papa. A fumaça branca é resultado da reação de clorato de potássio (KCℓO3-122,5 g/ mol) com lactose ou sacarose, além de uma resina conhecida como colofônia ou breu. A reação entre o clorato de potássio e a sacarose é representada pela equação a seguir. 8KCℓO3(S) + C12H22O11(S)⟶8KCℓ(S)+12 CO2(g)+11H2O(ℓ) As equações termoquímicas de oxidação da sacarose e do cloreto de potássio estão, respectivamente, representadas a seguir. C12H22O11(S)+12O2(g) ⟶ 12CO2(g)+11H2O(ℓ) ∆H=-5640 KJ 2KCℓ(S)+3 O2(g)⟶2KCℓO3(s) ∆H=+92 KJ a) Qual substância atua como oxidante na reação que produz a fumaça branca? Considerando o volume molar dos gases na condição ambiente igual a 25 L/ mol, calcule o volume de gás carbônico produzido pela reação de 0,2 mol de KCℓO3 com sacarose em quantidade suficiente. b) Calcule a quantidade de calor liberada na reação completa de 0,2 mol de KCℓO3 com sacarose em quantidade suficiente. 2. (Fmj) Um experimento para avaliar a reatividade de ame- tais envolveu a reação entre água de cloro (solução contendo Cℓ2 dissolvido em H2O) e iodeto de potássio KI), formando produtos solúveis em água. O resul- tado desse experimento está ilustrado na figura. a) Qual a evidência de que ocorreu uma reação quí- mica? Dentre os elementos químicos envolvidos na reação, qual possui maior eletronegatividade? b) Escreva a equação balanceada que representa a rea- ção química ilustrada na figura. Indique o elemento que sofre oxidação nessa reação. 3. (Uerj - adaptada) Um medicamento utilizado como laxante apre- senta em sua composição química os sais Na2HPO4 e NaH2PO4, nas concentrações de 142 g/L e 60 g/L, respectivamente. A eficácia do medicamento está relacionada à alta concentração salina, que provoca perda de água das células presentes no intestino. Em relação ao medicamento, nomeie a propriedade coligativa correspondente à sua ação laxante. 4. (Fac. Santa Marcelina - Medicina) Analise a tabela que apresenta a pressão de vapor 100°C a para três diferentes substâncias. Substância Pressão de vapor (mmHg) Butan-2-ol 790 Hexan-3-ol 495 Água 760 a) Esboce, no gráfico abaixo, as curvas de pressão de vapor relativas aos alcoóis apresentados na tabela. Qual dos dois álcoois é o mais volátil? b) Explique, de acordo com a relação entre as forças intermoleculares e os pontos de ebulição, por que o butan- 2-ol apresenta maior pressão de vapor que o hexan-3-ol, à mesma temperatura. 90 R.I. (Revisão Intercalada) 5. (Fac. Santa Marcelina - Medicina) A remoção de nitrogênio é um processo importante no tratamento de efluentes líquidos industriais. Em processos convencionais de tratamento, uma das etapas de remoção de nitrogênio é a desnitrificação, cuja equação global está representada a seguir: 6 NO-3 + 5 CH3OH⟶3 N2+5 CO2+7 H2O+6 OH a) Determine o número de oxidação do nitrogênio nas espécies envolvidas na desnitrificação. b) Considere que o volume molar dos gases nas CNTP é igual a 22,4 L mol-1. Calcule o volume de gás nitrogê- nio, medido nas CNTP, produzido na desnitrificação de 1.000 litros de um efluente contendo NO-3 em uma concentração de 4.10-3 L mol-1. 6. (Uscs - Medicina) Na preparação de uma solução de resfriamento, 310 g de etileno glicol, (C2H4(OH)2), foram dissolvidos em 790 g de água. a) Explique, à luz das interações intermoleculares, por que a solução de água e etileno glicol é chamada de solução de resfriamento. b) Após a dissolução, que tipo de efeito se espera obter na temperatura de ebulição da solução de água e etileno glicol, em relação à temperatura de ebulição da água? 7. (Unifesp) A cafeína é um dos estimulantes presentes em bebi- das energéticas. Em laboratório, a cafeína pode ser extraída para fase aquosa, aquecendo até fervura uma mistura de chá preto, água e carbonato de cálcio. Após filtração, a fase aquosa é colocada em contato com um solvente orgânico, para extração da cafeína. Com evaporação do solvente, obtém-se a cafeína sólida. O solvente orgânico utilizado deve ter baixa temperatura de ebulição. A evaporação deve ser feita com cuidado, para não degradar a cafeína, pois esta, quando queimada em atmosfera rica de oxigê- nio, produz gás carbônico, água e gás nitrogênio. No gráfico são representadas as curvas de pressão de vapor para os líquidos X e Y, que são os dois solven- tes citados no procedimento de extração da cafeína. a) Escreva a equação balanceada para reação de queima da cafeína descrita no texto, utilizando coeficientes estequiométricos inteiros. b) Qual é a curva do gráfico que se refere ao solvente orgânico utilizado? Justifique sua resposta. 8. (Unicamp) Na manhã de 11 de setembro de 2013, a Receita Federal apreendeu mais de 350 toneladas de vidro contaminado por chumbo no Porto de Navegantes (Santa Catarina). O importador informou que os con- têineres estavam carregados com cacos, fragmentos e resíduos de vidro, o que é permitido pela legislação. Nos contêineres, o exportador declarou a carga cor- retamente - tubos de raios catódicos. O laudo técnico confirmou que a porcentagem em massa de chumbo era de 11,5%. A importação de material (sucata) que contém chumboé proibida no Brasil. a) O chumbo presente na carga apreendida estava na forma de óxido de chumbo II. Esse chumbo é recu- perado como metal a partir do aquecimento do vidro a aproximadamente 800°C na presença de carbono (carvão), processo semelhante ao da obtenção do ferro metálico em alto forno. Considerando as infor- mações fornecidas, escreva a equação química do processo de obtenção do chumbo metálico e identi- fique o agente oxidante e o redutor no processo. b) Considerando que o destino do chumbo presente no vidro poderia ser o meio ambiente aqui no Brasil, qual seria, em mols, a quantidade de chumbo a ser recuperada para que isso não ocorresse? 9. (Fuvest 2021 - adaptada) Os polímeros superabsorventes são compostos com alta capacidade de absorver água. Um desses polí- meros é o poliacrilato de sódio (NaPA), mostrado na figura. O NaPA é formado a partir da polimerização de seu precursor, um ácido orgânico, seguida da neu- tralização dos grupos ácidos com hidróxido de sódio. O gráfico a seguir mostra a capacidade de absorção de água pelo NaPA para diferentes quantidades de sal (0; 1,0; 2,5; e 5,0%). No caso desse experimento, foi usado o cloreto de sódio, mas o mesmo resultado é observado para outros sais.