FUVEST 2013

Questão 36005

(UNESP - 2013/2 - 2 FASE)  Leia a notícia publicada em janeiro de 2013.

China volta a registrar níveis alarmantes de poluição atmosférica

Névoa voltou a encobrir céu de cidades chinesas, como a capital Pequim.

Governo chinês emitiu alerta à população para os próximos dias.

(g1.globo.com)

O carvão mineral é a principal fonte de poluição do ar na China. Diariamente, o país queima milhões de toneladas de carvão para produzir energia elétrica, aquecer as casas e preparar alimentos. Além do carvão, o aumento do número de carros movidos a gasolina tem papel significativo no agravamento da poluição atmosférica.

Entre as substâncias que poluem o ar da China estão o SO₂ e compostos relacionados. Considere as equações seguintes:

Escreva a equação química que expressa a constante de equilíbrio para a reação (1). Sabendo que uma usina de geração de energia elétrica movida a carvão liberou SO₂ suficiente para formar 1 kg de SO₃ e considerando a reação (2), calcule a massa de H₂SO₄, em g, que se forma quando há vapor de água suficiente para reagir completamente com a quantidade de SO₃ liberada pela usina.

Questão 36006

(UNESP - 2013/2 - 2 FASE)  Uma forma de obter hidrogênio no laboratório é mergulhar zinco metálico em uma solução de ácido clorídrico, conforme a reação descrita pela equação apresentada a seguir.

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl(aq) + H₂(g)

Considere que uma tira de zinco metálico foi colocada em um recipiente contendo HCl em solução aquosa na concentração de 1 mol/L. Em 20 segundos a temperatura do recipiente elevou-se em 0,05 °C e 25 mL de hidrogênio foram produzidos.

Considerando que essa reação ocorreu a 27 °C e 1 atm, determine a velocidade da reação em mL H₂/s e em mol H₂/s.

Use: R = 0,082 L . atm . K^-1 . mol^-1 

Questão 36007

(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 18)

A imagem é a fotografia de uma impressão digital coletada na superfície de um pedaço de madeira. Para obtê-la, foi utilizada uma técnica baseada na reação entre o sal do suor (NaCl) presente na impressão digital, com solução aquosa diluída de um reagente específico. Depois de secar em uma câmara escura, a madeira é exposta à luz solar.

Considere soluções aquosas diluídas de AgNO₃ e de KNO₃. Indique qual delas produziria um registro fotográfico de impressão digital ao reagir com o sal do suor, nas condições descritas, e justifique sua resposta descrevendo as reações químicas envolvidas.

Questão 36008

(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 17)

O esquema apresentado descreve os diagramas energéticos para uma mesma reação química, realizada na ausência e na presença de um agente catalisador.

Com base no esquema, responda qual a curva que representa a reação na presença de catalisador. Explique sua resposta e faça uma previsão sobre a variação da entalpia dessa reação na ausência e na presença do catalisador.

Questão 36049

(UNESP - 2013/2 - 2 FASE)  Dois automóveis estão parados em um semáforo para pedestres localizado em uma rua plana e retilínea. Considere o eixo x paralelo à rua e orientado para direita, que os pontos A e B da figura representam esses automóveis e que as coordenadas x_A(0) = 0 e x_B(0) = 3, em metros, indicam as posições iniciais dos automóveis.

Os carros partem simultaneamente em sentidos opostos e suas velocidades escalares variam em função do tempo, conforme representado no gráfico.

Considerando que os automóveis se mantenham em trajetórias retilíneas e paralelas, calcule o módulo do deslocamento sofrido pelo carro A entre os instantes 0 e 15 s e o instante t, em segundos, em que a diferença entre as coordenadas x_A e x_B, dos pontos A e B, será igual a 332 m.

Questão 36050

(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 19)

Um brinquedo é constituído por dois carrinhos idênticos, A e B, de massas iguais a 3kg e por uma mola de massa desprezível, comprimida entre eles e presa apenas ao carrinho A. Um pequeno dispositivo, também de massa desprezível, controla um gatilho que, quando acionado, permite que a mola se distenda.

Antes de o gatilho ser acionado, os carrinhos e a mola moviam-se juntos, sobre uma superfície plana horizontal sem atrito, com energia mecânica de 3,75J e velocidade de 1m/s, em relação à superfície. Após o disparo do gatilho, e no instante em que a mola está totalmente distendida, o carrinho B perde contato com ela e sua velocidade passa a ser de 1,5m/s, também em relação a essa mesma superfície.

Nas condições descritas, calcule a energia potencial elástica inicialmente armazenada na mola antes de o gatilho ser disparado e a velocidade do carrinho A, em relação à superfície, assim que B perde contato com a mola, depois de o gatilho ser disparado.

Questão 36051

(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 20)

Determinada massa de gás ideal sofre a transformação cíclica ABCDA mostrada no gráfico. As transformações AB e CD são isobáricas, BC é isotérmica e DA é adiabática. Considere que, na transformação AB, 400kJ de calor tenham sidos fornecidos ao gás e que, na transformação CD, ele tenha perdido 440kJ de calor para o meio externo.

Calcule o trabalho realizado pelas forças de pressão do gás na expansão AB e a variação de energia interna sofrida pelo gás na transformação adiabática DA.

Questão 36052

(UNESP - 2013/2 - 2 FASE)  Determinada substância pura encontra-se inicialmente, quando t = 0 s, no estado sólido, a 20 °C, e recebe calor a uma taxa constante. O gráfico representa apenas parte da curva de aquecimento dessa substância, pois, devido a um defeito de impressão, ele foi interrompido no instante 40 s, durante a fusão da substância, e voltou a ser desenhado a partir de certo instante posterior ao término da fusão, quando a substância encontrava-se totalmente no estado líquido.

Sabendo-se que a massa da substância é de 100 g e que seu calor específico na fase sólida é igual a 0,03 cal/(g.°C), calcule a quantidade de calor necessária para aquecê-la desde 20 °C até a temperatura em que se inicia sua fusão, e determine o instante em que se encerra a fusão da substância.

Questão 36053

(UNESP - 2013/2 - 2 FASE))

Em um jogo de perguntas e respostas, em que cada jogador deve responder a quatro perguntas (P₁, P₂, P₃ e P₄), os acertos de cada participante são indicados por um painel luminoso constituído por quatro lâmpadas coloridas. Se uma pergunta for respondida corretamente, a lâmpada associada a ela acende. Se for respondida de forma errada, a lâmpada permanece apagada. A figura abaixo representa, de forma esquemática, o circuito que controla o painel. Se uma pergunta é respondida corretamente, a chave numerada associada a ela é fechada, e a lâmpada correspondente acende no painel, indicando o acerto. Se as quatro perguntas forem respondidas erradamente, a chave C será fechada no final, e o jogador totalizará zero ponto.

Cada lâmpada tem resistência elétrica constante de  e, junto com as chaves, estão conectadas ao ramo AB do circuito, mostrado na figura, onde estão ligados um resistor ôhmico de resistência , um gerador ideal de f.e.m. E = 120 V e um amperímetro A de resistência desprezível, que monitora a corrente no circuito. Todas as chaves e fios de ligação têm resistências desprezíveis.

Calcule as indicações do amperímetro quando um participante for eliminado com zero acerto, e quando um participante errar apenas a P₂.

Questão 36054

(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 21)

Um feixe é formado por íons de massa m₁ e íons de massa m₂, com cargas elétricas q₁ e q₂, respectivamente, de mesmo módulo e de sinais opostos. O feixe penetra com velocidade , por uma fenda F, em uma região onde atua um campo magnético uniforme , cujas linhas de campo emergem na vertical perpendicularmente ao plano que contém a figura e com sentido para fora. Depois de atravessarem a região por trajetórias tracejadas circulares de raios R₁ e R₂ = 2 · R₁ desviados pelas forças magnéticas que atuam sobre eles, os íons de massa m₁ atingem a chapa fotográfica C₁ e os de massa m₂ a chapa C₂.

Considere que a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula de carga q, movendo-se com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de módulo B, é dada por F_MAG = |q|·v·B.

Indique e justifique sobre qual chapa, C₁ ou C₂, incidiram os íons de carga positiva e os de carga negativa.

Calcule a relação  entre as massas desses íons.