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Aula 1 Lista de Exercícios de Ciências 1. O diâmetro médio de um átomo da tabela periódica é de 2 × 10−10 𝑚, portanto, qual seria a quantidade de mols de átomo necessário para preencher completamente uma garrafa de 2 litros? Considere que um átomo é perfeitamente esférico e 𝜋 = 3 (pi=3). Se necessário, arredonde valores ou utilize uma calculadora. a) 8×102 mols; b) 8×10-18 mols; c) 8×104 mols; d) 8×10-20 mols. 2. Analise as situações em que são usadas as letras gregas α(alpha) e µ(mi): I. α = 45º ( ) Radiação II. α = 15 rad/s² ( ) Coeficiente de atrito III. α = 5·10-6 ºC-1 ( ) Ângulo IV. Emissão α ( ) Coeficiente de dilatação térmica V. Fatrito = µ·N ( ) Aceleração angular VI. Q = 29 µC ( ) Micro Associe as colunas com os conceitos mais plausíveis. a) IV – I – II – III – V – VI; b) IV – V – I – III – II – VI; c) V – VI – III – II – IV – I; d) I – II – V – IV – VI – III; e) V – IV – I – III – VI – II. 3. Para medir o comprimento de uma rua, a largura da mesma utilizamos diferentes ordens de grandeza. Qual o instrumento mais adequado para medir cada uma dessas grandezas citadas? Essas grandezas representam que ordem de grandeza, em potência de dez? a) O ideal para medir o comprimento da rua é o uso de uma régua, visto que a ordem de grandeza deste comprimento é de 102 m, enquanto a largura pode ser idealmente medida utilizando uma trena, uma vez que a ordem de grandeza é de 10-1m. b) O ideal para medir o comprimento da rua é o uso de um drone, visto que a ordem de grandeza deste comprimento é de 10 m, enquanto a largura pode ser idealmente medida utilizando satélite, uma vez que a ordem de grandeza é de 103 m. c) O ideal para medir o comprimento da rua é o uso de um drone, visto que a ordem de grandeza deste comprimento é de 103 m, enquanto a largura pode ser idealmente medida utilizando uma trena, uma vez que a ordem de grandeza é de 100 m. d) O ideal para medir o comprimento da rua é o uso de uma régua visto que a ordem de grandeza deste comprimento é de 103 m, enquanto a largura pode ser idealmente medida utilizando uma trena, uma vez que a ordem de grandeza é de 100 m. e) O ideal para medir o comprimento da rua é o uso de um drone, visto que a ordem de grandeza deste comprimento é de 104 m, enquanto a largura pode ser idealmente medida utilizando uma trena, uma vez que a ordem de grandeza é de 105 m. 4. Uma farmacêutica tem em seu laboratório 120 gramas de metamizol (popularmente conhecido como diporona), no entanto, será necessário transformar essa massa para centigrama e quilograma. Qual é esse valor de massa, respectivamente, nas duas escalas desejadas pela farmacêutica? a) 0,12 kg e 1,2 cg; b) 1200 g e 12 g; c) 12000 cg e 0,12 kg; d) 1,2 cg e 0,12 kg; e) 1200 cg e 1200 kg; 5. Um comerciante de picolés deseja preencher uma caixa de isopor de dimensões (1,5 m x 1,0 m x 1,0 m) com pequenos cubos de gelo de dimensões (1 cm x 1 cm x 1 cm) cada. Quantos cubos de gelo o comerciante deve colocar a fim de preencher todo o volume da caixa de isopor considere o desenho abaixo. a) 1500000 cubos. b) 150000 cubos. c) 15000 cubos. d) 1500 cubos. e) 15 cubos Gabarito 1. A 2. B 3. C 4. C 5. A G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 Gabarito Comentado 1. O enunciado prevê um átomo perfeitamente esférico, portanto, para calcular o volume que um átomo ocupa, basta que utilizar a fórmula do volume da esfera: 𝑉 = 4 3 π𝑟3 Como o raio do átomo é metade do diâmetro, ou seja, 1 × 10−10 𝑚, e o enunciado instrui a utilização de π = 3, o volume médio de u átomo é 𝑉 = 4 3 ⋅ 3 ⋅ (1 × 10−10)3 = 4 ⋅ (1 × 10−10)3 𝑉 = 4 × 10−30 Sabendo que 1 litro equivale a 0,001 m³, então uma garrafa de 2 litros possui 0,002 m³. Para descobrir a quantidade de átomos necessário para encher completamente a garrafa, basta dividir o volume total (0,002 m³) pelo volume do átomo (4 × 10−30𝑚3), sendo o resultado desta divisão justamente a resposta do exercício: 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0,002 4 ⋅ 10−30 = 0,5 ⋅ 1027 Como 1 mol equivale ao número de Avogrado, 6,02 ⋅ 1023, para descobrir quantos mols de átomos equivalem ao total, utiliza-se a regra de três: 1 mol -------- 6,02·10²³ 𝑥 mols ---------0,5·1028 𝑥 = 0,5⋅1027 6,02⋅1023 ≅ 0,8 ⋅ 103 ≅ 8 ⋅ 102. 2. A ideia deste exercício é preencher primeiramente o que é mais usual, e em seguida as situações mais complexas. Segue uma breve explicação de cada situação apresentada. I. Existem duas principais situações em que há simbologia de gradação (º), ângulos e temperaturas. Nesse caso, como não há unidade de medida, dentre as opções da coluna da esquerda a mais plausível é que “alpha” corresponda a um ângulo. II. Por definição, a aceleração de um corpo é a velocidade sobre o tempo, ou seja, quanto a velocidade aumenta a cada intervalo. A velocidade, por sua vez, é o espaço percorrido a cada intervalo de tempo. Portanto, a aceleração é o espaço percorrido sobre o tempo ao quadrado, como aparece nessa questão. Assim, “alpha” aqui se trata de uma aceleração. A medida de espaço “radianos” é utilizada em circunferências, e tem relação com o ângulo equivalente à distância percorrida, logo rad/s² é uma unidade de aceleração angular. III. Esta pode ser uma situação mais complicada, mas a dica é identificar a unidade “ºC-1” que indica que há relação com temperatura. É comum a utilização da letra grega “alpha” para a dilatação linear, que acontece quando materiais aumentam a temperatura. O indicativo na colona da direita é a palavra “térmica”, que se refere a relações de calor e temperatura. IV. A chave aqui é a palavra “emissão”, dentre as opções, o que pode ser emitido é apenas radiação. É um exemplo importante, pois as letras gregas “alpha”, “beta” e “gamma” são usadas com frequência para descrever tipos de radiação emitida. V. A palavra que vem junto à letra F entrega completamente que se trata de algo relacionado ao atrito. No estudo da física, é comum utilizar a letra “mi” para o coeficiente de atrito, informação que aparece muito comumente em enunciados. VI. A letra “mi” tem uma aplicação um tanto diferente, que é a de ordem de grandeza da unidade de medida. Ela corresponde ao “micro”, e pode ser utilizada ao lado que qualquer unidade (micrometros - µm, micro segundo - µs, etc), e corresponde a multiplicar o valor da grandeza po 10-6. 3. Para medir diferentes comprimentos, existem instrumentos menos ou mais adequados. Isso se deve a dois principais motivos: grau de precisão e alcance de medida. Uma régua, por exemplo, possui uma precisão adequada para objetos na ordem dos centímetros, mas não tem longo alcance. Um drone, por sua vez, pode errar por alguns centímetros, mas tem longo alcance, sendo ideal para objetos maiores. Rigorosamente, qualquer instrumento pode ser utilizado, mas o comprimento de uma rua, que pode se estender por quilômetros, deve ser medido com instrumentos de longo alcance, como drones e satélites. A largura da rua, por sua vez, aparece com uma média de 10 metros. Assim, o ideal é utilizar um instrumento com uma precisão razoável, como uma trena. Essa é uma questão desenso, no entanto a questão pode ser resolvida apenas através das potências que identificam as ordens de grandeza. Uma rua, como dito, pode ter quilômetros de comprimento. Como 1km corresponde a 1000 metros, a ordem de grandeza com mais sentido para o comprimento é 10³m (lembre que 10³ = 1000). Sua largura é muito menor, se atendo a menos de 10 metros, portanto tem uma ordem de grandeza que varia de 100 a 10 metros. A alternativa que melhor atende todos estes conceitos é a alternativa c) G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 Gabarito Comentado 4. Toda conversão de unidades pode ser feita via regra de três. 1g equivale a 100 centigramas e 0,001 quilograma. Portanto, em centigramas: 1 g ----------------------- 100 cg 120 g --------------------- x x= 100 · 120 = 12000 cg Em quilogramas: 1 g ------------------- 0,001 kg 120 g ----------------- x x = 0,001·120 = 0,12 kg 5. Esta é uma questão em que é necessário somente avaliar os volumes dos objetos. O volume do cubo de gelo é: 1 × 1 × 1 = 1 cm3 Temos que transformar cm3 em metros cúbicos. 1 cm3 = 10−6 m3 A caixa de isopor já está em metros, e possui 1,5 × 1 × 1 = 1,5 m3 Logo, para saber quantos cubos cabem na caixa: 1,5 10−6 = 1,5 ⋅ 106 = 1500000 𝑐𝑢𝑏𝑜𝑠. G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58 G IO VA N N A PO M IN I S AU R IN 1 60 79 78 69 58