Prova de 2015: Centro Universitário Christus — questões com gabarito

O batimento é um fenômeno simples de ser entendido. Quando duas ondas harmônicas são tocadas simultaneamente e há uma superposição entre elas em estágios bem definidos de interferência construtiva e destrutiva. O que acontece nesse fenômeno é que o som oscila em potência, ficando quase completamente apagado em alguns momentos e bem audível em outros.

Fonte: http://sociedaderacionalista.org/

Tal fenômeno somente ocorrerá se as ondas que estão interferindo-se

O Monte Rainier é a montanha mais alta do estado norte-americano de Washington. Faz parte da Cordilheira das Cascatas. Sua altitude é de 4392 m, e, em dias de tempo claro, seu pico permanentemente nevado pode ser facilmente avistado de Seattle e outras cidades da região. Escaladores que já atingiram o cume dessa montanha afirmam que é impossível cozinhar ovos nessa altitude. De acordo com o Conselho do Ovo Americano, é quase impossível preparar ovos cozidos em altitudes superiores a 10.000 pés, que correspondem a aproximadamente 3000 metros.

Fonte modificada: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Tal informação de montanhistas e membros do Conselho do Ovo Americano se deve ao fato de que

Um arco-íris aparece quando a luz branca do sol é interceptada por uma gota d'água da atmosfera. Parte da luz é refratada para dentro da gota, refletida no seu interior e novamente refratada para fora da gota. A luz branca é uma mistura de várias cores. Quando a luz atravessa uma superfície líquida – no caso, a gota da chuva – ou sólida (transparente), a refração faz aparecer o espectro de cores: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.

Disponível em: http://noticias.terra.com.br/educacao/

 Acesso em: 20 de agosto de 2015. 

A visualização do arco-íris depende da relação entre os posicionamentos do observador, do sol e das gotículas de água da chuva. Assim, para que o fenômeno seja visto pelo observador, 

O QUE É O VENTO SOLAR?

Nada menos que 1 milhão de toneladas de matéria o Sol ejeta a cada segundo. Ela é formada por elétrons e núcleos de átomos de elementos abundantes na estrela, como hidrogênio e hélio. Acelerados pelo calor solar, eles escapam do seu campo gravitacional. “Esse turbilhão tem um campo magnético próprio que interage com o da Terra e, assim, afeta o nosso planeta”, diz o astrônomo Enos Picazzio, da USP.

Disponível em: http://mundoestranho.abril.com.br/ Acesso em: 20 de agosto de 2015.

Um desses elétrons que possui a carga elementar de 1,6 ˑ 10–19 C penetra no campo magnético do planeta cuja magnitude vale 1,2 ˑ 10–7 T. Desprezando os efeitos gravitacionais, qual é o raio da trajetória descrita por esse elétron de massa 9,10–31 kg, sabendo que tal partícula penetra perpendicularmente o campo magnético terrestre com uma velocidade de módulo 8 ˑ 106 m/s?

Em uma ligação iônica, os átomos estão ligados pela atração de íons com cargas opostas. Um exemplo dessa ligação é o KCℓ. A força de Coulomb entre os dois íons é atrativa, mas, à medida que os elétrons das demais camadas sofrem superposições, produzem efeitos repulsivos de modo que a configuração molecular estável corresponde a um balanço entre esses efeitos de modo que, na molécula, ocorre uma força atrativa de mais longo alcance e uma força repulsiva de mais curto alcance.

Fonte: http://www.cesarzen.com

Na molécula de KCℓ, a distância entre os íons vale cerca de 3 ˑ 10–10 m. Considerando que o meio de interação elétrica entre os íons é o vácuo de constante eletrostática K0 = 9 ˑ 109 N ˑ m2 ˑ C–2 e o módulo da carga elementar e = 1,6 ˑ 10–19 C, qual é a energia mínima necessária para separar esses íons de forma que fiquem infinitamente afastados? 

Em geral, os elementos alcalinos Li, Na, K, Rb e Cs são os mais facilmente ionizáveis, pois eles têm um único elétron na última camada, fracamente ligado ao núcleo. Os outros elétrons fazem a blindagem do campo elétrico atrativo do núcleo, e a força que liga o último elétron ao átomo é equivalente à atração coulombiana entre ele e um próton no núcleo. O gráfico a seguir ilustra a energia de ionização de um elétron de valência versus o número atômico.  

Texto e Figura: Okuno – Física das Radiações  

Dessa forma, observando o gráfico, pode-se afirmar que, para arrancar um elétron de camadas mais internas, que também ocorre em interações ionizantes, é necessária uma energia cujo valor 

Há algumas décadas, surgiram os barbeadores elétricos, que, no começo, ou nada cortavam absolutamente, ou arrancavam até os pelos do cérebro. Mas, hoje, esses aparelhinhos já estão bem mais modernos e confiáveis, aliás, são perfeitos para quem é obrigado (porque dificilmente alguém faz isso por esporte) a se barbear todos os dias e não pode perder tempo com lâminas, água, espuma, creme e afins. O fato é que os barbeadores elétricos são práticos e capazes de fazer a barba de maneira perfeita, se escolhido o barbeador certo.

Fonte: http://www.mundomax.com.br (Adaptado).

As lâminas dos barbeadores elétricos oscilam de forma semelhante a um movimento harmônico simples. Nos barbeadores mais comuns, suas lâminas possuem uma frequência de 120 Hz e movimentam-se com uma amplitude de 1 mm. Dessa forma, a aceleração máxima assumida pelo mecanismo mais se aproxima de

Os músculos do lado esquerdo do coração apresentam uma espessura diferente. O músculo que contrai o ventrículo esquerdo é aproximadamente três vezes mais espesso que aquele do ventrículo direito. Além disso, a forma circular do ventrículo esquerdo é mais eficiente para produzir uma alta pressão do que a forma elíptica que amolda o ventrículo direito.

Fonte: http://biofisica.xpg.uol.com.br/

Um ventrículo esquerdo de um coração sadio ejeta 85 mL de sangue por batimento a uma pressão constante de 12 cmHg. Sendo a densidade do mercúrio 13,5 ˑ 103 kg ˑ m–3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 , pode-se afirmar que o trabalho realizado pelo ventrículo assumirá, em cada contração, um valor aproximado de

(Dado: 76 cmHg = 105 N/m2 ) 

O astigmatismo é uma necessidade de correção visual comum que pode resultar em visão borrada ou distorcida em todas as distâncias, dependendo do grau do astigmatismo. Pode afetar as pessoas em qualquer idade. Pessoas com astigmatismo são, muitas vezes, míopes ou hipermétropes também. As imagens que seus olhos transmitem para seu cérebro são nítidas apenas se os raios de luz que passam para dentro dos olhos se concentram em um único ponto de sua retina, na parte de trás do seu olho.

Fonte: https://www.acuvue.com.br

Assim, o astigmatismo é causado quando

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

Fonte: http://www.furnas.com.br/

Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s2 , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?

(Dado: densidade da água d = 103 kg ˑ m–3)

A trave talvez seja a prova mais difícil da ginástica artística feminina. Ela tem 1,2 metro de altura, 5 metros de comprimento e apenas 10 centímetros de largura. A ginasta deve executar toda a série, composta por movimentos de acrobacia e de dança, além de giros de 360 graus e saltos obrigatórios, em um período que varia entre 70 e 90 segundos.  

Figura: http://rederecord.r7.com/segundos.

http://www.brasilescola.com

Uma ginasta da trave olímpica com massa de 48 kg está na extremidade do aparelho como mostra a figura. Sabe-se que a massa da barra sem os suportes vale 250 kg e que os suportes 1 e 2 estão a uma distância de 50 cm das bordas da trave. Dessa forma, considerando a aceleração da gravidade de 10 m/s2 , pode-se afirmar que a força que o suporte 1 faz sobre a barra vale  

COMO FUNCIONAM OS DETERGENTES

    Os detergentes são substâncias tensoativas, isto é, diminuem a tensão superficial – a capacidade que as moléculas de água têm de se manter unidas fortemente. Com as ligações, entre suas moléculas, enfraquecidas, a água umedece mais facilmente o objeto a ser lavado. Isso acontece porque as longas moléculas do detergente contêm dois grupos de átomos: uns que se dissolvem facilmente em gordura e outros que se dissolvem em água. Por isso, a solução água detergente consegue emulsionar a gordura, ou seja, “quebra” as películas de gordura em uma infinidade de gotículas microscópicas, que ficam dispersas na solução. A espuma tem um efeito mecânico na limpeza, porque mantém as partículas de sujeira sólida em suspensão, impedindo-as de se depositarem na superfície lavada.

Disponível em: http://super.abril.com.br/ciencia/detergentes. Acesso em: 15 de setembro de 2015.

Os detergentes podem ser fabricados a partir do benzeno pela sequência reacional apresentada abaixo: 

Analisando a sequência reacional de obtenção do detergente, depreende-se que as reações de obtenção de A, B e C se classificam em 

    A Cáritas Diocesana de Sobral do Ceará lançou, nesta semana, o livro “No Ceará – A peleja da vida contra o urânio”, que denuncia a exploração de urânio e fosfato da Mina de Itataia, em Santa Quitéria, Sertão Central cearense.

    [...] A publicação esclarece que o urânio será destinado à produção de energia, demandada principalmente pelo setor industrial, e o fosfato terá como fim a produção de adubos químicos e ração animal para o agronegócio. De acordo com o Governo do Estado do Ceará, a previsão é de que sejam produzidas 240 mil toneladas de fosfato por ano e 1.600 toneladas anuais de urânio; ainda segundo o Governo do Estado, o urânio será utilizado pela usina nuclear Angra III, no Rio de Janeiro.

Disponível em: http://www.a12.com/noticias/detalhes/livro-denuncia-riscos-da-exploracao-do-uranio-da-mina-de-itataia-no-ceara. Acesso em: 15 de setembro de 2015.

[Dados: t(1/2) (U – 235) = 7 milhões de anos.]

Considerando que o isótopo de urânio 235 (urânio físsil) corresponde a 0,7% da mistura isotópica, é pertinente inferir que o número de meias-vidas necessário para que o urânio físsil produzido anualmente no Ceará tenha sua massa reduzida a 87,5 kg é

ENGENHEIRAS DO CHILE CRIAM TECNOLOGIA QUE

RECARREGA BATERIAS COM PLANTAS

    Uma tecnologia vinda do Chile pode ser uma alternativa curiosa para a recarga de dispositivos eletrônicos: com ela, em vez de ir atrás de uma tomada, você precisa procurar uma planta.

    Trata-se do projeto E-Kaia, que começou como um trabalho universitário de três amigas e se transformou em uma startup que já acumula prêmios mesmo sem o produto no mercado. O E-Kaia captura energia de plantas utilizando uma “placa de biocircuitos” e só precisa ser “enterrado” em um local de cultivo de uma planta bem cuidada. Aparentemente, o sistema recupera energia restante da fotossíntese e é capaz de fornecer 5 volts a 0,5 ampere.

    O grupo afirma que a planta também não apresentou problemas de crescimento ou atraiu fungos e pragas. Gadgets e LEDs de baixo consumo podem receber a energia, embora a velocidade de recarga não tenha sido divulgada.

Disponível em: http://www.tecmundo.com.br/bateria/85844-engenheiraschile-criam-tecnologia-recarrega-baterias-plantas.htm. Acesso em: 13 de setembro de 2015. Adaptado.

[Dados: M(Cu) = 63,5 g/mol; 1F = 96500 C/mol de elétrons.]

De acordo com o texto, qual a massa máxima de cobre que pode ser depositada após 38600 s de processo eletrolítico? 

BICARBONATO DE SÓDIO PARA

COMBATER RESFRIADOS E GRIPES

    Pode ajudar a manter um correto equilíbrio no pH do sangue, o que ajuda a combater e evitar as gripes e resfriados. Em 1924, o Dr. Volney S. Cheney, um médico que trabalhou para o serviço de saúde pública nos Estados Unidos, publicou o artigo “Arm & Hammer Baking Soda Medical Use” no qual relatou os resultados de alguns testes usando o bicarbonato de sódio, e o resultado foi que quem fez o tratamento com esse mágico mineral não contraiu nenhum resfriado ou gripe. O tratamento para resfriados, usando bicarbonato de sódio, é muito fácil de fazer, junte 1/2 colher de chá (0,03 mol) de bicarbonato de sódio em um copo de água fria (100 mL) e beba em seguida. Deve-se beber um copo de manhã e outro à noite até os sintomas do resfriado desaparecerem por completo.

Disponível em: http://www.remedios-caseiros.com/remedios/bicarbonatode-sodio.html. Adaptada. Acesso em: 11 de agosto de 2015. 

[Dados: Kw = 1 · 10–14; Ka(H2CO3) = 4,3 · 10–7; √69 ≅ 8,3; 3/4,3 ≅ 0,69;  log 8,3 ≅ 0,92]

De acordo com o texto, é pertinente inferir que o pH da solução de bicarbonato de sódio é, aproximadamente, 

DESMINERALIZAÇÃO E MINERALIZAÇÃO

   Os dentes sofrem contínuos processos de desmineralização seguida por remineralização e restabelecimento da integridade do esmalte dentário devido ao controle do biofilme dentário (placa bacteriana), à presença de saliva, entre outros fatores. Quando a hidroxiapatita se dissolve, em um processo chamado desmineralização, os íons dispersam-se na saliva:

Ca5(PO4)3OH(s) ⇄ 5Ca2+(aq) + 3PO3-4(aq) + OH-(aq)

   Sendo os fosfatos de metais alcalino-terrosos pouco solúveis, essa reação não se dá com grande extensão no sentido direto. A reação inversa, chamada mineralização, é a defesa natural do organismo contra a cárie: 

 5Ca2+(aq) + 3PO3-4(aq) + OH-(aq) ⇄ Ca5(PO4)3OH(s)

Nos adultos, esses dois processos se dão, aproximadamente, à mesma velocidade

Disponível em: https://desmineralizacaod.wordpress.com/2011/06/09/des mineralizacao-e-mineralizacao-2/. Acesso em: 16 de agosto de 2015.

Após uma refeição, as bactérias presentes na boca decompõem parte dos alimentos, produzindo ácidos orgânicos como o ácido acético e o ácido lático. Portanto, é pertinente inferir que 

OS RISCOS DA FEBRE ALTA

Nós, como todos os mamíferos, somos animais homeotérmicos, isto é, nossa temperatura se mantém constante independentemente da temperatura do local onde nos encontramos. Todas as reações do complexo bioquímico representado por nosso organismo, como as envolvidas na digestão, ocorrem nessa temperatura. Quando temos febre, todas essas reações passam a ter sua velocidade aumentada. Uma elevação em 1 °C ou 2 °C na temperatura faz que elas se acelerem substancialmente. Como a temperatura corporal aumenta, o metabolismo se acelera, produzindo mais calor. Nesse processo, nosso ritmo respiratório aumenta porque a demanda de oxigênio passa a ser maior. Com isso, perdemos mais água, comprometendo o sistema circulatório, o que torna mais difícil a eliminação de calor pela pele. Acima de 41,5 °C, as funções celulares ficam muito prejudicadas, e o indivíduo perde a consciência, por isso febres altas podem ser fatais.

Disponível em: Química: ações e aplicações: 2ª série/Vera Lúcia Duarte de

Novais – 1ª ed. – São Paulo: FTD, 2013. Adaptado.

A análise do texto permite inferir que o risco de morte

Também conhecido como gás natural ou gás dos pântanos, o metano é um gás representado pela fórmula química CH4, incolor, de odor fraco a levemente adocicado, altamente inflamável, estável, praticamente insolúvel em água e solúvel em solventes orgânicos (álcoois, benzenos, ésteres e gasolina). Trata-se do composto mais simples e abundante do grupo dos hidrocarbonetos. O metano se forma a partir da fermentação de resíduos orgânicos pela ação de bactérias, como a decomposição do lixo orgânico nos aterros sanitários, a emissão de vulcões de lama, a digestão de herbívoros, a extração de combustível mineral, o metabolismo de certas espécies bacterianas, o apodrecimento de vegetais nos pântanos (sendo, por isso, chamado de gás dos pântanos), entre outros processos. Por esse motivo, nos aterros sanitários, são colocadas muitas “chaminés”, que atravessam as várias camadas de material, pelos quais escoam os gases formados pela fermentação do lixo.

Disponível em: http://www.infoescola.com/compostosquimicos/metano/.

Acesso em: 16 de agosto de 2015.

Dados:

C(graf.) + O2(g) → CO2(g) ∆H = – 393,5 kJ/mol

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(ℓ) ∆H = – 285,8 kJ/mol

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(ℓ) ∆H = – 889,5 kJ/mol

A análise dos dados apresentados permite inferir que o calor de formação do metano é