EXERCICIOS DE FÍSICA RESOLVIDOS

Prévia do material em texto

EXERCÍCIOS DE FISICA APLICADA
Exercício 1
Um novo material para embalagem foi submetido a teste de transferência de calor para determinar sua capacidade calorífica (C) tendo sua temperatura aumentada (ΔT) em 8°C ao receber a quantidade de calor (Q) equivalente a 3500 cal. Após definir a capacidade calorífica deste material, o mesmo foi submetido a um processo térmico de esterilização onde a temperatura variou de 35°C para 105°C. Tendo em vista que a capacidade calorífica (C) calculada no primeiro teste citado é uma característica constante para este novo material, determine qual foi a quantidade de calor (Q) trocado durante o processo de esterilização? Dado:
C=Q/∆T C= 3500/8 = 437,5 ∆T = 105°C – 35°C = 70°C Q = 437,5( 105-35) Q= 437,5 . 70 = 30625Cal.
Resposta: 30625 cal
Exercício 2
Uma fundição deverá construir um reator de alumínio e para isso será necessário fundir cerca de 2000g deste material na temperatura (PF) de 660°C. Determine a quantidade de calor (Q) necessária para que se efetue tal fusão estando o material, inicialmente, a 100°C. Dado: calumínio= 0,22 cal/g.C e Lalumínio = 127 cal/g.
Q= M.C.∆T Q= 2000.0,22.(660-100) Q= 2000.0,22.560 Q= 440.560 = 246,400Cal
Q= M.L Q= 200.127 Q= 254000Cal Q= 246400Cal + 254000Cal Q= 500400Cal
Resposta: 500400 cal
Exercício 3
A densidade (d = m/V) é um importante parâmetro físico para reagentes e formulações dentro da área químico-farmacêutica, pois, relaciona massa e volume de fluidos. Analise as seguintes afirmações sobre a densidade dos materiais:
I. A temperatura influencia a densidade dos materiais sendo que, geralmente, promove uma redução da densidade diante de temperaturas elevadas. V
II. Deseja-se adicionar 20g de um líquido de densidade 2,053 g/mL para o preparo de uma formulação. O volume deste líquido a ser pipetado corresponde a 9,74 mL. V D=M/V 20/9,74= 2,053g/ml
III. Deseja-se adicionar 14 mL de um líquido de densidade 0,850 g/mL para o preparo de uma formulação. Ao convertermos esta quantidade para massa teremos 23g. F D=M/V 23/14= 1,64 1,64g/Ml
IV. Tendo-se dois líquidos imiscíveis A (d=0,75 g/mL) e B (d=1,54 g/mL), ao mantê-los em contato em um mesmo recipiente, o líquido A ficará abaixo e o líquido B acima devido a diferente de densidade entre eles. F
Analisando as afirmações, estão corretas quais afirmações?
Resposta: I e II
Exercício 4
Com o objetivo de determinar a densidade de um líquido A foi efetuada uma análise em picnômetro de 100 mL. Sabendo-se que a massa do picnômetro vazio corresponde a 50 g, a massa do picnômetro cheio de água corresponde a 152,72 g e que a massa do picnômetro cheio com o líquido A corresponde a 179,67 g, determine a densidade relativa do líquido A (Dado: dÁgua = 1 g/mL).
Da= mA.1/Ma pic h2O= 152,72 – 50,00= 102,72 pic liq 179,67 – 50,00/129,67 129,67/102,72 = 1,262 g/ml
Resposta: 1,262 g/mL
Exercício 5
A respeito da pressão hidrostática, característica dos fluidos, que por sua vez representam cerca de 30% das formulações farmacêuticas, se pode dizer:
A)
A pressão dos fluidos independe da altura dos mesmos.
B)
A pressão do fluido aumenta quanto mais próximo da parede do recipiente o fluido estiver.
C)
A pressão do fluido diminui com o aumento da temperatura em que o fluido se encontra dentro do recipiente.
D)
A pressão do fluido é igual em todos os pontos do recipiente onde este se encontra, mas varia com a densidade do mesmo
E)
A pressão do fluido é constante sob uma mesma altura em relação à superfície mas varia diante de alturas diferentes
Resposta: E (justificar todas alternativas)
Exercício 6
Conteúdo: Pressão Hidrostática e Empuxo.
A hipertensão arterial é o aumento desproporcionado dos níveis de pressão. A pressão arterial normal em um adulto alcança um valor máximo de 140 mmHg (milimetros de mercúrio) e mínimo de 90 mmHg. Indique qual alternativa apresenta os valores da pressão arterial máxima e mínima convertidas em bar. Dado: Na atmosfera, 1 bar = 760 mmHg.
1,013bar------760mmhg x-----140mmhg 1,013bar-----760 x-------90mmhg
1 bar = 760mmhg 141,82/760= 0,1866 bar 91,17/760= 0,1199 bar
Resposta: 0,18 e 0,12
Exercício 7
Dentro de um calorímetro foram colocados em contato dois corpos, A e B, cujas temperaturas iniciais eram TA = 20°C e TB = 85°C. Calcule o calor específico do corpo B sabendo que a temperatura de equilíbrio para este sistema foi de 75°C e que as massas de A e B eram, respectivamente, 120g e 210g. Dado: cA = 0,800 cal/g.°C.
Fórmula:
Ta= 20°C Tb= 85°C Cb= ? Teq= 75°C
∆T= 75-20=55 ∆Tb= 75-85= -10 Ma= 120g Mb = 210g Ca = 0,8 Cal/°C
Ma.Ca. ∆Ta+Mb.Cb. ∆Tb = 0 120.0,8.55+210.Cb. (-10)=0 5280-2100Cb=0 5280-2100Cb Cb = 5280/2100 = 2,51 Cal/g°C
Resposta: 2,51
Exercício 8
Conteúdo: Transmissão de Calor.
Ácido acético e bromo, sob pressão de 1atm, estão em recipientes imersos em banhos na temperatura de 40°C. Nessas condições, qual é o estado físico predominante de cada uma dessas substâncias?
Dado: Tabela de PF e PE do ácido acético e bromo
Substancia PF°C PE°C
ÁCIDO ACÉTICO 17 118
BROMO -7 59
Resposta: ácido acético líquido e bromo líquidos.
ESTADO FÍSICO LÍQUIDO PORQUE 17°C < 40°C < 118°C e -7°C < 40°C < 59°C
Exercício 9
Conteúdo: Transmissão de Calor.
À pressão ambiente, o iodo (I2) tem pontos de fusão e de ebulição superiores a 100°C. Um estudante colocou iodo sólido em um frasco limpo, que foi hermeticamente fechado. O frasco ficou em absoluto repouso à temperatura ambiente de 30°C. Após algum tempo, notou-se a formação de vapor de iodo (violeta) na tampa do frasco devido à:
Resposta: sublimação
Exercício 10
Uma formulação emprega 12g de palmitato de isopropila (d=0,851 g/mL). Indique qual o volume desta substância deve ser pipetado para o preparo correto da formulação.
Dado: densidade = massa / volume.
V=? D=M/V 0,851= 12/V = V= 12/0,851= 14,10
Respota: 14,1 Ml
Exercício 11
Conteúdo: Análise de Medições.
Foram efetuadas 5 medições da massa de um lote de comprimidos através de balança semi-analítica tendo como resultados os valores a seguir:
Amostra A B C D E
Massa(g) 0,618 0,625 0,635 0,645 0,685
Ao determinarmos o valor da massa média e  desvio-padrão para esta amostra de comprimidos, obteremos respectivamente os valores:
Dado:
Χ = ( 0,618 + 0,625+ 0,635+ 0,645 + 0,685) / 5 = 0,642g
(x – Χ ) >2 (0,618-0,642)>2 = 0,000576 (0,625-0,642)>2 = 0,000289 (0,635-0,42)>2= 0,000049 9 0,645-0,642)>2 = 0,000009 (0,685-0,642)>2 = 0,001849 SOMA OS RESULTADOS TOTAL 0,002772
Ճ = rais (0,002772/4) ճ=raiz0,000693 ճ + raiz= 0,026g
Resposta: 0,642 g e 0,026g
Continuação: Alguns de semestres anteriores (fazer também)
1- Empregou-se um picnômetro para determinar a densidade de um líquido A. Foram efetuadas as seguintes medições em uma balança digital de precisão 0,01g.
-massa do picnômetro vazio:     50,32 g
-massa do picnômetro contendo água destilada: 163,00 g
-massa do picnômetro contendo líquido A: 144,50 g
 Dado: densidade da água (padrão): 1,00 g.cm-3.
Fórmula: dL = (mL / mp) x dp
 Determine a densidade do líquido A:
0,84 g.cm-3
0,886 g.cm-3
0,89 g.cm-3
1,13 g.cm-3
0,836 g.cm-3
163,00-50,00=113,00 144,50-50,00=94,50 94,50/113,00 = 0,8362(0,84g.cm>3
Resposta: a)
2-Utilizou-se o método da balança hidrostática para medir densidade de uma amostra de vaselina líquida a partir da variação do empuxo. Para tanto, empregou-se um cilindro de alumínio como corpo de prova a ser pesado no ar, no líquido padrão (água) e na amostra (vaselina líquida). Após a análise foram obtidos os seguintes resultados:
- Peso do cilindro no ar (T) = 30,59 gf
- Peso do cilindro na água (T') = 18,25 gf.
- Peso do cilindro na vaselina (T'') = 20,15 gf.
Determine, a partir destes dados, o valor da densidade relativa à vaselinalíquida.
Dados:
dÁgua = 1,00 g.cm-3
Empuxo da água = Eágua = (T-T')
Empuxo da vaselina = Evaselina = (T-T'')
damostra = (Eamostra / Epadrão) x dpadrão
0,846 g.cm-3
1,10 g.cm-3
1,00 g.cm-3
0,900 g.cm-3
1,104 g.cm-3
Resposta: a)
3-A pressão exercida por um fluido estático aumenta com:
O aumento da altura da coluna de líquido.
A diminuição da viscosidade.
A diminuição da densidade do fluido.
A diminuição da altura da coluna de líquido.
A diminuição da aceleração da gravidade.
Resposta: a)
4-Misturam-se 100 g de um líquido de densidade 0,5 g/cm3 com 800 g de um líquido de densidade 0,8 g/cm3. Determinar a densidade da solução.
Resposta: 0,75 g/cm3
900/1,3=692,30 692,30/900= 0,76g/cm>3
5-240 g de uma certa substância foram adicionados a 960 g de água cuja densidade é 1 g/ml. O volume obtido da solução é de 1 litro. Qual a densidade da solução em g/ml ?
D=M/V 1,0L=1000cmM3 D= 240+960/1000cm>3 = 1,2/cm>3
Resposta: 1,2 g/ml
6-Qual o volume de álcool etílico que devemos misturar com 80 cm3 de água destilada para obtermos uma solução alcoólica de densidade 0,93 g/ml ? Despreze qualquer concentração de volume que acompanha a mistura. Dados: dágua= 1 g/ml, dálcool= 0,79 g/ml.
Da.Va+Db.Vb=Df.Df 1.80+0,79.x=0,93.(80+x) 80+0,79x = 74,4+0,93x 5,6= 0,14x = x= 40cm>3
Resposta: 40 cm3
7-A densidade de uma certa amostra de oxigênio é 1,43 kg/m3. Qual é a sua densidade em g/cm3 e em kg/l ?
Resposta: 1,43.10-3 g/cm3 e 1,43.10-3 kg/l
8-Misturam-se 100 g e 200 g, respectivamente, dos líquidos A e B, obtendo-se uma mistura homogênea com 400 cm3 de volume total. Calcule a densidade da mistura.
D=M1 + M2 /400 = D= 100+200 /400 = D= 0,75 g/cm>3
Resposta: 0,75 g/cm3
9-Dois líquidos A e B, miscíveis entre si, de volumes iguais e densidades dA= 0,4 g/cm3 e dA= 0,3 g/cm3, são misturados. Qual é a densidade da mistura ?
Da.Va+Db.Vb 0,4x + 0,3.x 0,4 + 0,3 = 2x 0,7 = 2x 0,7/2 = x = 0,35
Resposta: 0,35 g/cm3
10-Foi obtida uma mistura homogênea de densidade dA= 0,8 g/cm3 a partir de 200 g de uma substância X e de 600 g de outra Y. Calcule o volume da mistura.
Da= Mx + My / V 0,8 = 200+600 / V 0,8 = 800/V = V=800/0,8 V= 1000ml = 10>3 . cm>3 = 1 litro
Resposta: 103 cm3 (1 litro)
11-Um agente anestésico tem uma densidade d=1,86 g/cm3 e está num tubo de ensaio de volume V=10 ml. Determine a massa do anestésico.
1,86.10= 18,6
Resposta: 18,6 g
12-Com o objetivo de determinar a densidade de um líquido A e de um comprimido B, foram executados os ensaios indicados a seguir, utilizando-se um picnômetro.
Ensaio 1: Mede-se a massa do picnômetro e obtém-se 50 g. Com o picnômetro cheio de água destilada, o conjunto possui massa 152,72 g. Substituindo-se a água destilada pelo líquido A, o conjunto passa a ter massa 179,67 g. A densidade da água destilada é 1 g/cm3.
M pic + h2O= 152,72g M h2O- 152,72-50 = 102,72g d h2O = 1g/ml d = m/v V = m h2O/d h2O = 102,72/1 = 102,72ml
Ensaio 2: Usando-se o mesmo picnômetro, introduz-se no picnômetro cheio de água destilada um comprimido B de massa 5,56 g. A massa do conjunto é de 157, 60 g.
Calcular:
a densidade do líquido A;
a densidade do comprimido B.
M pic + h2O= 152,72g M h2O- 152,72-50 = 102,72g d h2O = 1g/ml d = m/v V = m h2O/d h2O = 102,72/1 = 102,72ml
Va = Vpic = 102,72 ml Ma+pic = 179,67g Ma = 179,67 – 50 = 129,67g da = Ma/Va = 129,67/102,72 = 1,262g/ml
Mb = 5,56g Mpic+h2O + b = 157,60g Mh2O= Mpic + h2O + b – Mpic – mb 157,60-50-5,56= 102,04gd h2O = 1g/ml d h2O = M h2O/V h2O = Vh2O = Mh2O/DH2O = 102,04/1 = 102,04ml volume água
Vh2O + Vb = Vpic Vb = Vpic – V h2O 102,72 – 102,04 = 0,68 ml volume do comprimido
Db = Mb/Vb = 5,56/0,68 = 8,176g/ml
Respostas: a) 1,262 g/cm3; b) 8,176 g/cm3
13-(QUESTÃO DE ESTUDOS DISCIPLINARES) Na indústria farmacêutica, a importância e os riscos com o controle de qualidade são bem maiores devido aos aspectos morais e éticos que estão relacionados com o fator de produção de medicamentos, e em farmácias de manipulação, também é de suma importância para assegurar a qualidade microbiológica e físico-química das matérias-primas e produtos acabados, garantindo eficácia, segurança e credibilidade dos medicamentos dispensados à população (Ferreira, A.O. Guia Prático de Farmácia Magistral. 2.ed.Juíz de Fora, 2002). Durante testes relacionados a garantia da qualidade, um farmacêutico mediu, com auxílio de micrômetro, a dimensão de 5 cápsulas de furosemida produzidas em sua farmácia de manipulação obtendo como resultados: 28,00, 28,20, 28,50, 28,25 e 28,35 mm. Entre as alternativas, a seguir, qual a que contém o valor do desvio padrão. Dado:
Resposta: b) 0,19 mm
X = 28,00+28,20+25,50+25,25+25,35/5 = 141/5 = 25,26 mm
(28,00-28,26)2 = 0,0676 (28,20-28,26)>2 0,0036 (28,50-28,26)>2 = 0,0576 (28,25-2826)>2 = 0,0001 (28,35-28,26)>2 = 0,0081 soma tudo total + 0,137
Ճ = raiz (0,137/4) ճ = raiz (0,03425 ճ = 0,19 mm
14-A transfusão de sangue é feita ligando-se, à veia do paciente, com um tubo, uma bolsa contendo plasma (d = 1,04 g/cm3) a uma altura h acima do paciente. Dado: g = 9,8 m/s2
Se a altura h for 1 m, qual será a pressão do plasma ao entrar na veia em mmHg ?
H=? p=? (mmhg) d= 1,04g/cm>3= 1040kg/m>3 g= 9,8m/s>2 lei de stevin p= d.g.h p= 1040.9,8.1 = 10192 pa 760mmhg------101300pa x----10192pa 101300x = 760.10192 x= 760.10192/101300 = 7745920/101300 x= 76,46mmhg
A que altura mínima deve ser colocada a bolsa de plasma se a pressão venosa for 3 mmHg ?
(Observação: Devido à viscosidade do plasma, a bolsa deve ser colocada em alturas maiores que as calculadas)
H=? p= 3mmhg lei de stevin p= d.g.h 760mmhg----101300pa 3mmhg------x 760x= 3.101300 760x= 303900/760 x= 399,87pa 399,87-1040.9,8.h 399,87= 10192h h= 399,87/10192= 0,0392m= 3,92 cm ou 3,92.10> -2 m notação cient. Respostas: a) 76,465 mmHg; b) 39,2.10-3 m
15-A área de seção transversal de uma seringa hipodérmica é 3 cm2 e a da agulha, 0,6 mm2. Pergunta-se:
Qual a força mínima que deve ser aplicada ao êmbolo para injetar o fluido na veia, se a pressão sanguínea venosa for 12 mmHg ?
760mmhg---101300 pa 12mmhg----x 760x = 12.101300 760x = 1215600/760 x = 1599,47pa
 1m.1m = 100cm.cm = 1000cm>2 1000x = 3.1 x = 3/1000 = 0,0003 cm>2 f = 1599,47.0,0003 = 0,48N
Qual a pressão manométrica do fluido dentro da seringa se a força aplicada ao êmbolo for uma vez e meia maior que a força mínima ?
F = 1,5.0,48 = 0,72 p = F/A 0,72/0,0003 = 2400 PA
6-Qual o volume de álcool etílico que devemos misturar com 80 cm3 de água destilada para obtermos uma solução alcoólica de densidade 0,93 g/ml ? Despreze qualquer concentração de volume que acompanha a mistura. Dados: dágua= 1 g/ml, dálcool= 0,79 g/ml.
Resposta: 40 cm3
H2O- 80ml 1g/ml alcoll V=? 0,79g/ml
 Solução alcólica 0,93g/ml
D agua = Magua / Vagua = 1=Magua/80 = Magua = 80.1= 80g
D alcool = Malcoll / Valcool = 0,79 = Malcol / V = Malcoll = 0,79V
D solução = Msol / Vsol = Magua + Malc / Vagua+ Valc = 0,93/1 = 80+0,79V / 80 + V
0,93 980+V) = 1. ( 80+ 0,79V) 74,4+0,93V=80+0,79V 0,93V-0,79V = 80-74,4 0,14V = 5,6 V= 5,6/0,14= 40ML
PROVA REAL
Valc = 40ml
Malc= 0,79.40 = 31,6g
Msol= 80+31,6 = 111,6g
Vsol= 80+40 = 120
Dsol= Msol/Vsol = 111,6/120 = 0,93g/ml