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Questão 1 Submetida a uma descarga elétrica, uma mistura de azida de sódio (NaN3) e óxido de ferro (III) (Fe2O3) reage rapidamente produzindo óxido de sódio, nitrogênio gasoso e ferro metálico. Na reação entre azida de sódio e óxido de ferro (III) misturados em proporções estequiométricas, o número de mols de N2 formado para cada mol de Fe2O3 é: a) 9. b) 3. c) 1. d) 6. Gabarito: A Resolução: 6 NaN3 + 1 Fe2O3 → 3 Na2O + 9 N2 + 2 Fe 1 mol 9 mol Questão 2 Sobre um sistema que sofre um ciclo termodinâmico completo, conforme ilustrado na figura a seguir, é correto afirmar que A) o trabalho realizado pelo sistema é nulo. B) a quantidade de calor trocado com a vizinhança no ciclo é nula. C) o trabalho realizado pelo sistema é igual ao calor trocado no ciclo. D) o módulo do trabalho realizado pelo sistema é menor que o calor trocado no ciclo. Gabarito: C Resolução: Em um ciclo, a variação total da energia interna é nula, logo o calor trocado é igual ao trabalho realizado. Questão 3 Sobre o estudo do Movimento Ondulatório, analise as afirmativas abaixo. I. A velocidade da onda depende do meio de propagação. II. Se aumentarmos a frequência com que vibra uma fonte de ondas em um determinado meio, o comprimento de onda diminui. III. A frequência da onda varia quando ela muda de meio. IV. O comprimento de onda é a distância percorrida no tempo de um período. Assinale a alternativa correta. a. Apenas III e IV estão corretas. b. Apenas II e IV estão corretas. c. Apenas I, II e IV estão corretas. d. Apenas I, II e III estão corretas. e. Todas estão corretas. Gabarito: C Resolução: III. Errada. A frequência de uma onda nunca varia. Mesmo que esta onda mude o meio onde ocorre a sua propagação, a frequência continuará constante. Questão 4 Sobre o funcionamento das máquinas térmicas, analise as afirmações e assinale o que for correto. 01) Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, alguma quantidade de energia, na forma de calor, tem que ser transferida para o meio exterior. 02) Quando um motor ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia gasta, na forma de calor, é sempre maior que o trabalho realizado sobre o meio exterior. 04) Quando um refrigerador ideal realiza um ciclo termodinâmico, a energia, na forma de calor, transferida para o meio exterior é sempre maior que a energia consumida na forma de trabalho, para o refrigerador funcionar. 08) Quando uma máquina térmica ideal executa um ciclo termodinâmico, sua energia interna permanece constante. 16) Uma máquina térmica ideal é aquela que funciona com uma única fonte de energia. Gabarito: 15 Resolução: 01 + 02 + 04 + 08 = 15 01) Correta. É o pressuposto básico da 2ª Lei da Termodinâmica, para a qual “é impossível construir uma máquina operando em ciclos cuja única função seja transformar calor em trabalho”. 02) Correta. É o pressuposto básico da 1ª Lei da Termodinâmica, cujo enunciado é “a variação da energia interna de um sistema é igual à quantidade de calor trocado com o meio menos o trabalho realizado entre o meio e o sistema”. 04) Correta. A máquina frigorífica tem uma alimentação (energia elétrica, por exemplo) que, convertida em energia térmica, é somada ao calor retirado da fonte fria e, assim, é rejeitada em comum para o meio externo – a fonte quente. 08) Correta. A máquina térmica ideal será aquela em que todo o calor é transformado em trabalho. Pela 1ª Lei da Termodinâmica, já citada, , se ; ou seja, se a energia interna não varia, temos uma máquina que transformaria todo calor em trabalho. 16) Incorreta. Observando a resposta anterior, baseada na 1ª Lei da Termodinâmica, verifica-se que esta opção não se traduz pela mesma lei. Questão 5 Sucos naturais de fruta são exemplos de alimentos que sofrem rápida oxidação a partir do momento em que são preparados. Por isso, é conveniente fazer o suco no momento em que ele vai ser consumido. Em uma reação de óxido-redução que envolve compostos orgânicos, se um composto orgânico é transformado em outro, ocorre uma oxidação ou redução. Nos quadros a seguir, os itens I, II, III e IV indicam que o composto da Coluna X foi transformado no composto da Coluna Y por uma reação do tipo indicado na Coluna Z. Está correto o indicado A) no item I, apenas. B) nos itens I e III, apenas. C) no item III, apenas. D) nos itens II, III e IV, apenas. Gabarito: C Resolução: Quadro I: incorreto; o composto presente na coluna Y é formado a partir da oxidação do composto existente na coluna X. Quadro II: incorreto; o composto presente na coluna Y é formado a partir da redução do composto existente na coluna X. Quadro III: correto; o composto presente na coluna Y, propano-2-ol, é formado a partir da redução do composto existente na coluna X, propanona. Quadro IV: incorreto; o composto presente na coluna Y é formado a partir da redução do composto existente na coluna X. Questão 6 Sobre os combustíveis usados como fontes de energia disponíveis atualmente, identifique entre as proposições a seguir, a VERDADEIRA. A) As reservas de petróleo conhecidas atualmente no mundo encontram-se distribuídas igualmente e na mesma quantidade por todos os continentes. B) O biodiesel é um combustível biodegradável, embora, atualmente, não seja muito utilizado, pois sua combustão gera impactos ambientais mais acentuados que o carvão e o óleo diesel. C) Utiliza-se o craqueamento catalítico nas refinarias de petróleo, quando se pretende incrementar a produção de óleo diesel a partir da gasolina comum ou do querosene. D) A importância do petróleo não é baseada apenas na sua utilização como fonte de energia mas também por ser uma fonte de matéria-prima utilizada pela indústria petroquímica para a fabricação de novos materiais. E) Os impactos ambientais produzidos pelos combustíveis não dependem de sua origem, composição, impurezas presentes nem de serem de fontes renováveis ou não; dependem apenas de os motores dos automóveis estarem ou não bem regulados. Gabarito: D Resolução: Alternativa A: incorreta; as reservas de petróleo atualmente não estão distribuídas igualmente por todos os continentes. Alternativa B: incorreta; o impacto ambiental do biodiesel é muito menor que o do carvão e do óleo diesel, além do fato de o biodiesel ser renovável. Alternativa C: incorreta; utiliza-se o craqueamento do petróleo para aumentar o rendimento de frações menores, como é o caso da gasolina. Alternativa D: correta. Alternativa E: incorreta; os impactos ambientais produzidos pelos combustíveis dependem de sua origem, composição, impurezas presentes e de serem de fontes renováveis ou não. Questão 7 Sobre a propagação de ondas em meios ideais, isto é, meios dissipativos e não dispersivos, pode-se afirmar corretamente que A) as ondas mecânicas têm a mesma velocidade de propagação que as ondas eletromagnéticas. B) quanto maior a frequência da onda mecânica maior a sua velocidade de propagação. C) as ondas mecânicas, ao se propagarem, não se deformam. D) quanto menor a frequência da onda mecânica maior a sua velocidade de propagação. Gabarito: C Resolução: As ondas mecânicas têm a velocidade de propagação dependente do meio e não possuem a mesma velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas; são consideravelmente mais lentas. A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é a mesma velocidade da luz e depende também do meio. A frequência de uma onda depende da fonte e a velocidade depende do meio e para cada meio é fixa, não dependendo se a frequência é maior ou não. Considerando os meios como não dissipativo e não dispersivo a onda mecânica não se altera. Questão 8 Sobre a velocidade de propagação da luz em meios com índice de refração constante, pode-se afirmar corretamente que A) a velocidade da luz é máxima quando o índice de refração é máximo. B) a velocidade da luz é máxima quando o índice de refração é mínimo. C) a velocidade da luz é constante e não depende do índice de refração. D) a velocidadeda luz é mínima quando o índice de refração é mínimo. Gabarito: B Resolução: O índice de refração absoluto é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio em estudo. Dessa forma, se a velocidade da luz é maior quando comparada de um a outro meio, o índice de refração será menor. Se ela é máxima, então o índice de refração é mínimo. Questão 9 Sobre os fenômenos de interferência e difração de ondas, assinale o que for correto. 01) Em uma interferência de duas ondas mecânicas se propagando em uma corda, os pontos que permanecem em repouso são chamados de antinodos. 02) O fenômeno da interferência de ondas pode ser entendido como consequência do princípio da superposição de ondas e este, por sua vez, como consequência do princípio da conservação da energia. 04) O experimento de difração em fenda dupla pode comprovar a natureza ondulatória da luz. 08) Duas ondas que se interferem construtivamente têm suas características físicas individuais alteradas. 16) A difração é a propriedade que uma onda possui de contornar um obstáculo, ao ser parcialmente interrompida por ele. Gabarito: 22 Resolução: 02 + 04 + 16 = 22 01) Incorreta. Os nodos resultam da interferência (destrutiva) entre a crista e o ventre de duas ondas – pontos em repouso. Nos antinodos, nos quais o deslocamento é máximo, a interferência dá-se entre duas cristas ou dois ventres de onda (interferência construtiva). 02) Correta. A onda transporta energia; na superposição dos pulsos ou das perturbações no meio, teremos a soma destas, que ao passarem por este ponto de superposição permanecem no meio, propagando-se no sentido original. 04) Correta. A fenda dupla promove a difração de um mesmo feixe de luz pelas duas fendas, ocasião em que esse feixe difratado fenda a fenda vai interferir, promovendo interferências construtivas e destrutivas e que serão projetadas em um anteparo. Esse experimento prova a natureza ondulatória da luz. 08) Incorreta. Vimos anteriormente que isso não ocorre. 16) Correta. Um fenômeno tipicamente ondulatório é a capacidade que as ondas têm de contornar obstáculos que sejam próximos em dimensão ao seu comprimento de onda. Questão 10 Sobre o estudo de Termologia, assinale a alternativa que corresponde a um conceito correto. a. Quando dois ou mais corpos trocam calor exclusivamente entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até atingir o equilíbrio térmico, é igual à quantidade de calor do corpo de maior temperatura. b. Irradiação é um processo de transmissão de calor, através do qual a energia passa de partícula para partícula sem que as partículas sejam deslocadas. c. Em uma transformação isotérmica, a pressão de uma dada massa de gás é diretamente proporcional ao volume ocupado pelo gás. d. Em uma transformação isobárica, o volume ocupado por uma determinada massa gasosa é diretamente proporcional à temperatura. e. Um dos efeitos da variação da temperatura é provocar a variação das dimensões de um corpo. Assim, onde ocorreu a variação em duas dimensões de um corpo, este sofre uma dilatação térmica volumétrica. Gabarito: D Resolução: Como , se a transformação é isobárica, a pressão é constante. Assim, . As grandezas são diretamente proporcionais. Questão 11 Sobre um ponto F1 da superfície da água de um lago tranquilo, caem, sucessivamente, 40 pedras durante 2 minutos, formando ondas, cuja distância entre ventres consecutivos é de 8,0 cm, como mostra a figura (I) a seguir. a) Calcule a velocidade de propagação das ondas na superfície do lago. b) Calcule a frequência da onda formada na superfície do lago. c) Suponha agora que, em um outro ponto F2, distante 36 cm de F1, caem outras pedras de forma coerente (ao mesmo tempo) com F1, como mostra a figura (II). Nas posições A e B, mostradas na figura, ocorrem interferência construtiva ou destrutiva? Justifique sua resposta. Gabarito: (Resolução oficial) a) b) c) Definindo a diferença de caminho , então: Se n = 1,3,5,....→ Interferência destrutiva se n = 0,2,4,6,....→ Interferência construtiva. Assim: Ponto A → → Interferência destrutiva. Ponto B → → Interferência construtiva. Questão 12 Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar que não se propagam a) na atmosfera. b) na água. c) no vácuo. d) nos meios metálicos. Gabarito: C Resolução: Ondas sonoras precisam de um meio material para se propagar, logo, não podem se propagar no vácuo. Questão 13 Sobre processos envolvendo um gás ideal, assinale o que for correto. (01) Numa expansão isobárica, a quantidade de calor recebida é maior que o trabalho realizado. (02) Numa transformação isotérmica, o calor trocado pelo gás com o meio exterior é igual ao trabalho realizado no mesmo processo. (04) Numa transformação isocórica, a variação da energia interna do gás é igual à quantidade de calor trocada com o meio exterior. (08) Num processo adiabático, a variação da energia interna é igual em módulo e de sinal contrário ao calor trocado com o meio exterior. (16) A pressão P e o volume V do gás, num processo isotérmico, relacionam-se pela lei PVγ = c, sendo c uma constante e γ > 1. Gabarito: 01 + 02 + 04 = 07 Resolução: (01) Correta. Nem todo calor tem a capacidade de ser convertido em trabalho mecânico. (02) Correta. Não há variação de energia interna. (04) Correta. Não há realização de trabalho. (08) Incorreta. Num processo adiabático não há trocas de calor com o meio externo. (16) Incorreta: pois a expressão declarada se refere à transformação adiabática. Questão 14 Stanley Miller (1930-2007) realizou, na Universidade de Chicago, em 1953, experiências simulando as condições da atmosfera secundária terrestre, buscando comprovar a hipótese dos coacervados, de Oparin e Haldane. A figura apresenta a montagem experimental. Fonte: https://www.infoescola.com No local onde ocorre a descarga de centelha elétrica, foram colocados quatro gases, que o cientista acreditava compor a atmosfera: I. Vapor de uma substância encontrada na forma líquida à temperatura ambiente, de geometria angular e polar. II. Substância gasosa apolar, com ligações duplas e geometria linear. III. Substância gasosa polar, de geometria piramidal e formada apenas por ligações simples. IV. Substância gasosa apolar, de geometria tetraédrica e formada apenas por ligações simples. As substâncias I, II, III e IV são, respectivamente: a) etanol, gás carbônico, sulfeto de hidrogênio e metano. b) água, gás carbônico, trifuloreto de boro e sulfeto de hidrogênio. c) gás cloro, metano, amônia e tricloreto de boro. d) metano, água, etanol e gás cloro. e) água, gás carbônico, amônia e metano. Gabarito: E Resolução: Em relação ao experimento, temos: I: H2O; vapor de uma substância encontrada na forma líquida à temperatura ambiente, de geometria angular e polar. II: O2; substância gasosa apolar, com ligações duplas e geometria linear. III: NH3; substância gasosa polar, de geometria piramidal e formada apenas por ligações simples. IV: CH4; substância gasosa apolar, de geometria tetraédrica e formada apenas por ligações simples. Assim, as substâncias I, II, III e IV são, respectivamente: água, gás carbônico, amônia e metano. Questão 15 Sobre uma placa de vidro plana é colocada uma lente plano-côncava, com 1,50 de índice de refração e concavidade de 8,00 m de raio voltada para baixo. Com a lente iluminada perpendicularmente de cima por uma luz de comprimento de onda 589 nm (no ar), aparece um padrão de interferência com um ponto escuro central circundado por anéis, dos quais 50 são escuros, inclusive o mais externo na borda da lente. Este padrão de interferência aparece devido ao filme de ar entre a lente e a placa de vidro (como esquematizado na figura). A espessura da camada de ar no centro do padrão de interferência e a distância focal da lente são, respectivamente, a) 14,7 m e −10,0 m. b) 14,7 m e –16,0 m. c) 238 m e −8,00 m. d) 35,2 m e 16,0 m. e) 29,4 m e −16,0 m. Gabarito: B Resolução: Determinamos a distânciafocal por meio da equação dos fabricantes de lente, na qual os índices de refração da lente e do ar são, respectivamente, 1,5 e 1,0 e o raio da face côncava vale –8,0 m, enquanto que a outra face é plana, temos que: A condição para interferência destrutiva fornece que: Questão 16 Substâncias químicas de interesse industrial podem ser obtidas por meio de extração de plantas, produzidas por microrganismos, sintetizadas em laboratórios, entre outros processos de obtenção. A seguir é apresentado um esquema de reação para obtenção de uma substância utilizada como flavorizante na indústria de alimentos. A nomenclatura segundo a Iupac e a função química a que pertence a substância 3 são, respectivamente, a) propanoato de n-nonila e aldeido. b) etanoato de n-octila e éster. c) metanoato de n-decila e cetona. d) etanoato de n-decila e éster. e) metanoato de n-heptila e cetona. Gabarito: B Resolução: De acordo com a Iupac, a nomenclatura e a função química a que pertence a substância 3 são, respectivamente, etanoato de n-octila e éster. Questão 17 Substâncias químicas de interesse industrial podem ser obtidas por meio de extração de plantas, produzidas por microrganismos, sintetizadas em laboratórios, entre outros processos de obtenção. A seguir é apresentado um esquema de reação para obtenção de uma substância utilizada como flavorizante na indústria de alimentos. Em relação às propriedades físicas das substâncias 2 e 3, a substância a) 3 é mais solúvel em água do que a substância 2. b) 3 é mais solúvel em solvente polar do que a substância 2. c) 2 é mais solúvel em solvente apolar do que a substância 3. d) 2 é mais solúvel em água do que a substância 3. e) 2 e a substância 3 apresentam a mesma solubilidade em água. Gabarito: D Resolução: A substância 2 é um álcool e, devido à presença de um grupo hidroxila em sua molécula, é possível a formação de ligação de hidrogênio intermolecular, o que aumenta sua solubilidade em água. A substância 3 apresenta menor polaridade e, por consequência, tende a apresentar menor solubilidade em água, que é um solvente polar. Questão 18 Substâncias químicas de interesse industrial podem ser obtidas por meio de extração de plantas, produzidas por microrganismos, sintetizadas em laboratórios, entre outros processos de obtenção. A seguir é apresentado um esquema de reação para obtenção de uma substância utilizada como flavorizante na indústria de alimentos. Admitindo-se que todos os reagentes são puros e que o rendimento da reação seja de 90%, a quantidade (em kg) da substância 3, obtida a partir da reação de 8,0 kg da substância 2, é de aproximadamente Dados: massas molares (g/mol): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0 a) 7,8. b) 8,5. c) 9,5. d) 10,9. e) 11,3. Gabarito: C Resolução: De acordo com a equação balanceada, a proporção é de 1 mol de octan-1-ol (massa molar = 130 g/mol) para 1 mol de etanoato de octila (162 g/mol). Assim, admitindo-se que todos os reagentes são puros e que o rendimento da reação seja de 90%, a quantidade (em kg) da substância 3, obtida a partir da reação de 8,0 kg da substância 2, é de aproximadamente: 130 g octan-1-ol — 172 g etanoato de octila 8,0 g octan-1-ol — x x @ 10,6 kg etanoato de octila 10,6 kg —100% y — 100% y @ 9,54 kg Questão 19 Sobre as leis da termodinâmica, analise os itens a seguir: I. A Lei Zero da Termodinâmica diz: se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, logo esses dois corpos também estarão em equilíbrio térmico entre si. II. A Primeira Lei da Termodinâmica expressa o princípio de conservação de energia. III. O ciclo de Carnot é um exemplo de processo reversível, entretanto a expansão livre é um exemplo de processo irreversível. IV. De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica: Não existem máquinas térmicas e refrigeradores perfeitos. V. O ciclo de Carnot é uma máquina ideal, composta por duas isotermas e uma adiabática. VI. Num ciclo reversível, a variação de entropia do sistema é nula. Estão corretos a) I, II, III, IV, V e VI. b) I, II, IV, V e VI. c) IV, V e VI. d) II, IV e V. e) I, II, III, IV e VI. Gabarito: E Resolução: I. Correta. O equilíbrio de dois corpos com um terceiro garante que haverá equilíbrio também entre os dois primeiros. II. Correta. A Primeira Lei, por analisar a transformação do calor em trabalho mecânico sem perda de energia no sistema, pressupõe que a energia é conservada. III. Correta. O ciclo de Carnot é um processo cíclico idealizado ponto a ponto, enquanto que a expansão livre não apresenta possibilidade de reversão de estado. IV. Correta. Uma máquina térmica perfeita converteria 100% do calor inserido em trabalho mecânico. V. Incorreta. O ciclo de Carnot é composto de duas isotermas e duas adiabáticas. VI. Correta. Em um ciclo reversível, a condição final remete à situação inicial, ou seja, apresenta simetria temporal. Logo, não há variação de entropia. Questão 20 Sobre misturas homogêneas e heterogêneas e seus processos de separação, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) A levigação e a peneiração são técnicas de separação de misturas sólidas, utilizando, respectivamente, diferenças entre a densidade e o tamanho dos sólidos a serem separados. 02) A filtração pode ser utilizada para a separação de uma mistura heterogênea de um sólido em um líquido, ou de um sólido em um gás. 04) Por meio da flotação, podem-se separar dois sólidos com densidades diferentes, utilizando-se um líquido com densidade intermediária aos dois sólidos, sem que haja solubilização dos sólidos no líquido. 08) A centrifugação pode ser utilizada para a separação de dois líquidos solúveis entre si, mas que tenham densidades diferentes. 16) A retenção de substâncias gasosas na superfície de materiais com alta área superficial, como o carvão, é um processo de separação chamado adsorção. Gabarito: 01 + 02 + 04 + 16 = 23 Resolução: 01) Correta. A levigação e a peneiração são técnicas de separação de misturas sólidas, utilizando, respectivamente, diferenças entre a densidade e o tamanho dos sólidos a serem separados. 02) Correta. A filtração pode ser utilizada para a separação de uma mistura heterogênea de um sólido em um líquido, como na separação dos componentes de uma mistura formada por água e areia, ou de um sólido em um gás, como ocorre no filtro de um ar-condicionado. 04) Correta. Por meio da flotação, podem-se separar dois sólidos com densidades diferentes, utilizando-se um líquido com densidade intermediária aos dois sólidos, sem que haja solubilização dos sólidos no líquido. 08) Incorreta. A centrifugação só é utilizada na separação de componentes de misturas heterogêneas. 16) Correta. A retenção de substâncias gasosas na superfície de materiais com alta área superficial, como o carvão, é um processo de separação chamado adsorção.