Prova de 2019: Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC - RJ) — questões com gabarito

Sejam dois fluidos distintos cujas densidades são 1,00 g/cm3 e 0,80 g/cm3 , colocados em um tubo vertical, como mostrado na figura. O tubo está aberto à atmosfera. Sejam H1 = 2,0 m e H2 = 8,0 m.

Encontre a pressão absoluta, em kPa, dentro do tubo, a uma altura de 4,0 m em relação ao fundo do tubo.

Dados

g = 10 m/s2 , patm = 101 kPa

Três blocos metálicos de mesma massa possuem calores específicos c1 , c2 e c3 , e suas temperaturas iniciais são T1 = 0°C, T2 = 30°C e T3 = 20°C, respectivamente. Inicialmente colocam-se os blocos 1 e 2 em um calorímetro perfeito (com capacidade térmica desprezível) até que o equilíbrio térmico seja estabelecido, o que ocorre na temperatura de 10º C. O bloco 1 é, então, retirado do calorímetro e substituído pelo bloco 3. A temperatura final de equilíbrio entre os blocos 2 e 3 é de 15°C.

Calcule c3 , em cal/(g. °C).

Dado

c1 = 0,20 cal/(g. °C)

Considere as três afirmativas abaixo, em relação a um gás ideal.

I - Em uma compressão adiabática, a temperatura final do gás não pode ser maior do que a inicial, pois nenhum calor é trocado com a vizinhança.

II - Em um processo isocórico (isovolumétrico), nenhum trabalho é realizado pelo gás.

III - Em um processo isobárico, o trabalho realizado pelo gás é proporcional ao quadrado da variação do volume.

Marque a única opção CORRETA:

Sejam os cinco resistores mostrados na figura. Suas resistências são respectivamente R1 = 1,0 Ω, R2 = 1,0 Ω, R3 = 1,0 Ω, R4 = 3,0 Ω e R5 = 4,0 Ω. Para fazer a corrente do circuito atingir o menor valor possível, corta-se o fio imediatamente à esquerda de um dos resistores. Qual deve ser esse resistor?

No fundo de uma piscina, uma lâmpada verde gera um cone de luz muito bem definido, cujos raios se propagam para a superfície, como mostrado na figura.

Qual é a profundidade aparente da lâmpada, em metros, vista por uma pessoa do lado de fora da piscina?

Dados

Índice de refração do ar = 1.0

Índice de refração da água = 4/3

Uma caixa de massa 5,0 kg, sobre um piso horizontal, é puxada simultaneamente por uma força horizontal de 10 N e uma força vertical para cima de 20 N.

Sabendo-se que os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o piso são iguais a 0,30 e 0,20, respectivamente, qual é o módulo da aceleração do bloco, em m/s2 ?

Dados

g = 10 m/s²

Em uma pista de patinação de gelo, um rapaz de 80 kg e uma moça de 50 kg se aproximam, movendo-se na mesma linha com a mesma velocidade de 2,0 m/s, em módulo. Eles se encontram juntando as mãos, dão meia volta e passam a se afastar na direção oposta a que cada um veio. O rapaz sai com metade da sua velocidade original (em módulo).

Desprezando-se perdas de atrito com o gelo, qual é o módulo da velocidade da moça, em m/s, ao se afastar do rapaz?

Um próton, com carga elétrica +e e velocidade inicial em módulo v viajando no vácuo, entra em uma região onde há um campo magnético de módulo B e um campo elétrico de módulo E, ambos constantes, e perpendiculares entre si. Considere as seguintes afirmações sobre o próton após entrar nessa região:

I - O campo elétrico causa no próton uma força de módulo igual a eE.

II - O campo magnético causa no próton uma força de módulo igual a evB.

III - O movimento do próton é retilíneo se o campo magnético estiver na mesma direção da velocidade inicial do próton.

Marque a única opção CORRETA:

Quando o ferro ou o aço, já com camada de Fe2O3 , sofre corrosão em presença de umidade, têm-se as reações abaixo, em que Fe3O4 é de fato FeO·Fe2O3

Reação I: Fe → Fe²⁺+ 2e

Reação II: 4 Fe2O3 + Fe²⁺+ 2e → 3 Fe3O4

Nesse processo corrosivo, 

O esteviol é uma molécula orgânica extraída das folhas da planta Stevia rebaudiana, cujo extrato tem sido muito utilizado como adoçante em alimentos.

Com base na estrutura do esteviol, o número de isômeros ópticos possíveis para essa molécula é:

Na Figura abaixo, é mostrada a estrutura molecular do resveratrol, um composto orgânico que pode ser extraído de diversas plantas, incluindo uva, mirtilo e amendoim.

Sobre essa estrutura, assinale a alternativa CORRETA.

A solução A foi preparada pela diluição de 100,0 mL de solução de HCl (1,0 mol L-1 ), com água destilada, até completar 1,0 L. Já a solução B foi preparada com 1,0 mL da solução A e misturada com 90,0 mL de solução de NaOH (0,0010 mol L-1 ), para, em seguida, ser diluída para 1,0 L com água destilada.

Na temperatura de 25 °C, em quantas unidades de pH a solução A é MENOR do que a solução B?

Na metalurgia, o cromo metálico pode ser obtido pela reação de seu óxido com alumínio, de acordo com a equação abaixo.

2 Al(s) + Cr2O3(s) →  Al2O3(s) + 2 Cr(s)

Considerando as massas iniciais de 108 g de Al, 400 g de Cr2O3 e o rendimento da reação de 80%, a massa, em gramas de Cr, obtida é

Dados

MAl = 27 g mol-1

MCr₂O₃ = 152 g mol L-1

MCr = 52 g mol-1

A solubilidade, a 25 o C, do hidróxido de estrôncio é de 4,0 g por 1 L de água.

A partir dessa informação, o produto de solubilidade do Sr(OH)2 é

Dado

M Sr(OH)2 = 122 g mol-1

Um palito de fósforo queima transformando trissulfeto de tetrafósforo em pentóxido de difósforo e dióxido de enxofre, de acordo com a reação termoquímica a seguir.

P4 S3(s) + 8 O2(g) → 2 P2 O5(s) + 3 SO2(g); ΔH° = -3680 kJ mol-1

Um palito de fósforo contém 200 mg de P4 S3 , logo a sua combustão libera energia, cujo valor em joules é mais próximo de

Dados

MP = 31 g mol-1

MS = 32 g mol L-1