ITA 2021

Questão 67348

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Os elementos do 2º e 3º períodos da tabela periódica apresentam desvios da tendência em suas curvas da energia de ionização em função do número atômico. Com relação a esses elementos: 

a) esboce qualitativamente o gráfico da energia de ionização em função do número atômico; e

b) explique esses desvios de forma sucinta, baseado na estrutura eletrônica e no preenchimento dos orbitais atômicos. 

Questão 67349

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Considere a reação entre acetato de etila e hidróxido de sódio em meio aquoso como sendo irreversível. Uma forma simples de estudar a cinética dessa reação é acompanhar, com o uso de um condutivímetro, a condutividade do meio reacional, dada pelo inverso da resistividade e geralmente denotada por , em . Tal condutividade é relacionada, quantitativamente, à concentração das espécies iônicas, ,  e acetato, em solução, cujas condutividades molares, em , serão denotadas aqui, respectivamente, por ,  e . A condutividade de um meio é dada, portanto, pela soma dos produtos entre a concentração de cada espécie iônica e sua correspondente condutividade.

Foi preparada uma mistura contendo, inicialmente,    de hidróxido de sódio e acetato de etila em ligeiro excesso. Determine uma expressão para a concentração do íon acetato em função de , , ,  e .

Questão 67350

(IME - 2021/2022 - 2ª fase) 

Suponha um sólido metálico formado por um único elemento que apresenta uma estrutura de empacotamento cúbico de corpo centrado à pressão atmosférica. Ao ser comprimido, esse sólido adota uma estrutura cúbica de face centrada. Considerando os átomos como esferas rígidas, calcule a razão entre as densidades do sólido antes e depois da compressão.

Questão 67351

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Estabeleça a relação entre as estruturas de cada par abaixo, identificando-as como enantiômeros, diastereoisômeros, isômeros constitucionais ou representações diferentes de um mesmo composto. 

Questão 67352

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Uma célula eletrolítica dotada de eletrodos de platina é preenchida com 1 L de uma solução 4 M de NaCl puro em água bidestilada. Em seguida, faz-se percorrer pela mesma, por 5 horas, 21 minutos e 40 segundos, uma corrente de 5 A, ocorrendo desprendimento de cloro e hidrogênio. Decorrido o tempo mencionado, a corrente é desligada e a solução remanescente é evaporada, obtendo-se um resíduo sólido. Calcule a massa do resíduo obtido.

Dados:

Massas molares: Na = 23g • mol^-1 ; O = 16g • mol^-1 e H = 1g • mol^-1 Constante de Faraday: F = 96500 C • mol^-1

Questão 67353

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Escreva a fórmula estrutural plana do produto majoritário da mononitração, via substituição eletrofílica aromática, para cada reagente indicado abaixo: 

a) ácido p-toluico (ácido 4-metilbenzoico);

b) p-cresol (4-metilfenol);

c) p-tolunitrila (4-metilbenzonitrila);

d) m-xileno (1,3-dimetilbenzeno); e

e) 2,6-difluoroacetanilida (N-(2,6-difluorofenil) etanamida);

Questão 67354

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

A intensidade das emissões radioativas pode ser expressa em curie (Ci), unidade definida como 3,7x10¹⁰ desintegrações nucleares por segundo. Considere um tanque que armazena 50000L de um rejeito radioativo aquoso desde 1945, o qual contém o isótopo ¹³⁷Cs, cuja cinética de desintegração radioativa é considerada como de primeira ordem. A meia vida do ¹³⁷Cs é de 30,1 anos e sua radioatividade específica é de 86,6 Ci/g. Se em 2010 a concentração de ¹³⁷ Cs neste rejeito aquoso era de 1,155x10^-3 g/L, determine:

a) a fração percentual em massa de ¹³⁷ Cs que deverá ter decaído para que o nível de radioatividade a ele relacionada seja de 1,0x10^-3 Ci/L; e

b) a concentração de g/L de ¹³⁷ Cs no tanque quando o rejeito foi inicialmente estocado, considerando que o volume do rejeito tenha sido constante ao longo do tempo.

Questão 67355

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Um motor de 6 cilindros e volume total de 5.700 cm³, utilizado em viaturas leves e blindadas, consome 0.5 g do combustível gasoso de composição média C₈H₁₈, em cada cilindro, por segundo de operação.

Considerações:

• o ciclo termodinâmico do motor compreende o funcionamento em 4 tempos: admissão, compressão, combustão e exaustão (escape);

• o motor executa 10 ciclos por segundo, ou seja, a mistura de ar e combustível enche os cilindros e depois é comprimida 10 vezes por segundo;

• a mistura ar e combustível é introduzida à temperatura de 100 °C, até que a pressão seja de 1atm em cada cilindro;

• 20,0% da quantidade de combustível sofre combustão incompleta, sendo convertida em CO(g);

• 80,0% da quantidade de combustível sofre combustão completa, sendo convertida em CO₂(g);

• a mistura de ar e combustível comporta-se como gás ideal;

• as capacidades caloríficas molares são independentes da temperatura; e 

• as entalpias de formação a 25 °C.

Determine:

a) a vazão da entrada de ar no motor, em m³/s; e

b) a composição percentual molar dos produtos e a temperatura de combustão, em K.

Questão 67356

(IME - 2021/2022 - 2ª fase)

Na figura abaixo, apresenta-se um conjunto cilindro-pistão, onde o peso do pistão é desprezível, em que ocorre a seguinte reação do óxido de níquel (II) à temperatura constante: 

Para a manutenção da temperatura constante até a situação de equilíbrio, devem ser retirados do meio reacional 16,10 kJ de energia por mol de óxido de níquel reagido, na forma de calor. Sabe-se que a constante de equilíbrio para a reação é  e que, na temperatura de reação, as entropias padrão são:

• ;
• ;
• ; e
• .

Com base nas informações fornecidas e considerando que os gases se comportam idealmente, determine a temperatura na qual a reação foi conduzida.

Questão 67417

(IME - 2021/2022 - 2ª FASE)

ENGENHEIROS DA VITÓRIA
Solução de problemas na história

[...] Quando se fala na eficiência em conseguir equipamentos de combate e transferir combatentes de A para B, os britânicos são campeões; certamente isso não foi por causa de alguma inteligência especial, mas pela ampla experiência em organização e senso crítico depois de enfrentar chances adversas em 1940, juntamente com a perspectiva de derrota. Aqui a necessidade foi a mae da invenção. Eles tinham que defender suas cidades, transportar tropas até o Egito, apoiar os gregos, proteger as fronteiras da Índia, trazer os Estados Unidos para guerra e depois levar aquele imenso potencial americano para a área da Europa. Era mais um problema a ser resolvido. Como foi possível fazer com que 2 milhões de soldados americanos, depois de chegar às bases de Clyde, fossem para bases no sul da Inglaterra preparando-se para o ataque a Normandia, quando a maior parte das ferrovias⁹ britânicas estava ocupada em transportar vagões de carvão para as fábricas de ferro e aço que não podiam parar de produzir?

Como se viu, uma organização composta por pessoas que cresceram decorando os horários da estrada de ferro de Bradshaw como passatempo pode fazer isso, enquanto os altos comandantes consideravam que tudo estava garantido porque confiavam na capacidade de seus administradores de nível médio. Churchill acreditava que o melhor era não se preocupar demais com os problemas, pois tudo se resolveria, isto é, uma maneira havia de ser encontrada, passo a passo.

Há uma outra forma de pensar sobre essa história de soluções de problemas, e ela vem de um exemplo bem contemporâneo. Em novembro de 2011, enquanto o genial líder⁶ da Apple, Steve Jobs, recebia inúmeras homenagens póstumas, um artigo intrigante foi publicado na revista New Yorker. Nele o autor, Malcom Gladwell, argumentava que⁸ Jobs nao era o inventor de uma máquina ou de uma ideia que mudou o mundo; poucos seres o são (exceto talvez Leonardo da Vinci e Thomas Edison). Na verdade, seu brilhantismo estava em adotar invenções alheias que não deram certo, a partir das quais construía, modificava e fazia aperfeiçoamentos constantes. Para usar uma linguagem atual, ele era um tweaker, e sua genialidade impulsionou como nunca o aumento de eficiência dos produtos de sua companhia.

A história do sucesso de Steve Jobs, contudo, não era nova. A chegada da Revolução Industrial do século XVIII na Grã-Bretanha – muito provavelmente a maior revolução para explicar a ascensão do Ocidente – ocorreu porque o país possuía uma imensa coleção de tweakers em sua cultura que encorajaram o progresso [...]

A história da evolução do tanque T-34 soviético, de um grande pedaço de metal mal projetado e fraco para uma arma de guerra mortífera, segura e de grande mobilidade, não foi uma história contínua de tweaking? Não foi esse também o caso do grande bombardeiro americano, o B-29, que no início estava tão mergulhado em dificuldades que chegou a se propor seu cancelamento até que as equipes da Boeing resolveram os problemas? E as miraculosas histórias do P-51 Mustang, dos tanques de Percy Hobart e de um poderoso sistema de radar tão pequeno que poderia ser inserido no nariz de um avião patrulha de longa distância e virar a maré na Batalha do Atlântico? Depois que se unem os diversos pedaços espalhados, tudo se encaixa. Mas todos esses projetos exigiram tempo e apoio.

Na verdade¹, os administradores de grandes companhias mundiais provavelmente se surpreendam diante, digamos², do planejamento e orquestração do almirante Ramsay nos cincos desembarques simultâneos no Dia D e gostariam de poder realizar um décimo do que ele fez.

Em suma³, a vitória em grandes guerras sempre requer organização superior, o que, por sua vez⁴, exige pessoas que possam dirigir essas organizações, não com um interesse apenas moderado, mas⁵ da maneira mais competente possível e com estilo que permitirá às pessoas de fora propor ideias novas na busca da vitória. Os chefes não podem fazer isso tudo sozinhos, por mais que sejam criativos e dotados de energia. É necessário haver um sistema de apoio, uma cultura de encorajamento, feedbacks eficientes, uma capacidade de aprender com os revezes, uma habilidade de fazer as coisas acontecerem. E tudo isto tem de ser feito de uma maneira que seja melhor do que aquela do inimigo. É assim que as guerras são vencidas. [...]

O mesmo reconhecimento merecem, por certo, os militares de nível médio que mudaram a Segunda Guerra Mundial, transformando as agressoes do Eixo em 1942 em avanços irreversíveis dos Aliados em 1943-44, e finalmente destruindo a Alemanha e o Japão. É verdade, alguns desses indivíduos, armamentos e organizações são reconhecidos, mas em geral de uma forma fragmentada e popularizada. É raro que esses fios isolados sejam tecidos em conjunto para mostrar como os avanços afetaram as muitas campanhas, fazendo a balança pender para o lado dos Aliados durante o conflito global. Mais raro ainda e a compreensão de como o trabalho desses vários solucionadores de problemas também precisa ser incluído⁷ numa importante “cultura do encorajamento” para garantir que simples declarações e intenções estratégicas de grandes líderes se tornem realidade e não murchem nas tempestades da guerra. Se isso é o que acontece, então vivemos com uma grande lacuna em nossa compreensão de como a Segunda Guerra Mundial foi vencida em seus anos cruciais.

KENNEDY, Paul. Engenheiros da Vitória: Os responsáveis pela reviravolta na Segunda Guerra Mundial. 1ª ed. São Paulo: Companhia das Letras, 2014, p. 407- 428 (texto adaptado).

Com base no primeiro paragrafo do texto 1, o qual apresenta várias soluções de problemas práticos realizadas pelos britânicos na Segunda Guerra Mundial, pode-se afirmar que: