Questões - UNICAMP | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 5) Uma usina que utiliza a energia das ondas do mar para gerar eletricidade opera experimentalmente na Ilha dos Picos, nos Aores. Ela tem capacidade para suprir o consumo de at 1000 pessoas e o projeto vem sendo acompanhado por cientistas brasileiros. A usina formada por uma caixa fechada na parte superior e parcialmente preenchida com a gua do mar, que entra e sai por uma passagem (vide figura), mantendo aprisionada uma certa quantidade de ar. Quando o nvel da gua sobe dentro da caixa devido s ondas, o ar comprimido, acionando uma turbina geradora de eletricidade. A rea da superfcie horizontal da caixa igual a 50 m2 . a) Inicialmente, o nvel da gua est a 10 m do teto e a presso do ar na caixa igual presso atmosfrica (105 Pa). Com a sada para a turbina fechada, qual ser a presso final do ar se o nvel da gua subir 2,0 m? Considere que no processo a temperatura do ar permanece constante. b) Esboce a curva que representa o processo do item a em um diagrama de presso em funo do volume do ar. c) Estime o trabalho (em Joules) realizado pelas ondas sobre o ar da caixa

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 6) Fontes vegetais de lipdios contm molculas de cidos graxos (cidos carboxlicos poli-insaturados) que apresentam estrutura cis. O processo de hidrogenao parcial destas gorduras, como por exemplo na fabricao de margarinas, pode conduzir formao de ismeros trans, que no so desejveis, visto que estes so suspeitos de elevarem o teor de colesterol no sangue. a) Escreva a equao qumica que representa, genericamente, a hidrogenao de uma dupla ligao carbono-carbono ( C = C) O cido linolico pode ser representado pela frmula C18H32O2. b) Quantas duplas ligaes( C = C)contm uma molcula deste cido? Justifique

QUESTO ANULADA (UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 6) Algumas tcnicas usadas para determinar a absoro ptica de um gs baseiam-se no fato de que a energia luminosa absorvida transformada em energia trmica, elevando assim a temperatura do gs que est sendo investigado. a) Calcule a energia absorvida pelo gs na passagem de um pulso do feixe de luz laser que dura 2 x 10-3 s. b) Sendo a capacidade trmica do gs igual a 2,5 x 10-2 J/K, qual a elevao de temperatura do mesmo gs, causada pela absoro do pulso luminoso? c) Calcule o aumento de presso produzido no gs devido passagem de um pulso. Se esse pulso repetido a uma freqncia de 100 Hz, em que regio do grfico abaixo, que representa os nveis sonoros da audio humana em funo da freqncia, situa-se o experimento?

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 7) ons como Cu2+ , Fe3+ e Fe2+ , presentes em certos alimentos, como por exemplo maionese, podem causar a sua deteriorao atravs da formao de perxidos. Para evitar este problema, em alguns alimentos industrializados pode ser adicionada uma substncia que comp lexa (reage com) estes ons, impedindo a sua ao. Esta substncia, genericamente conhecida como EDTA, adicionada na forma de seu sal de sdio e clcio. A reao que ocorre entre os ons indesejveis e o EDTA adicionado pode ser representada pela e quao: Os valores dos logaritmos das constantes de equilbrio para as reaes de complexao desses ons com EDTA so:

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 7) Uma moeda encontra-se exatamente no centro do fundo de uma caneca. Despreze a espessura da moeda. Considere a altura da caneca igual a 4 dimetros da moeda, dM, e o dimetro da caneca igual a 3 dM. a) Um observador est a uma distncia de 9 dM da borda da caneca. Em que altura mnima, acima do topo da caneca, o olho do observador deve estar para ver a moeda toda? b) Com a caneca cheia de gua, qual a nova altura mnima do olho do observador para continuar a enxergar a moeda toda? ngua = 1,3.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 8) O cloreto de potssio muitas vezes usado em dietas especiais como substituto de cloreto de sdio. O grfico abaixo mostra a variao do sabor de uma soluo aquosa de cloreto de potssio em funo da concentrao deste sal. Ao se preparar uma sopa (1,5 litros), foi colocada a quantidade mnima de KCl necessria para se obter sabor salgado, sem as componentes amargoe doce. a) Qual a quantidade, em gramas, de KCl adicionado sopa? b) Qual a presso osmtica p, a 57 C, desta soluo de KCl? p = cRT, onde c a concentrao de partculas em mol/L, R = 0,082 L atm K-1mol 1 , T a temperatura absoluta.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 8) Para a afinao de um piano usa-se um diapaso com freqncia fundamental igual a 440 Hz, que a freqncia da nota L. A curva contnua do grfico representa a onda sonora de 440 Hz do diapaso. a) A nota L de um certo piano est desafinada e o seu harmnico fundamental est representado na curva tracejada do grfico. Obtenha a freqncia da nota L desafinada. b) O comprimento dessa corda do piano igual a 1,0 m e a sua densidade linear igual a 5,0 x 10-2 g/cm. Calcule o aumento de tenso na corda necessrio para que a nota L seja afinada.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 9) A variao de uma resistncia eltrica com a temperatura pode ser utilizada para medir a temperatura de um corpo. Considere uma resistncia R que varia com a temperatura T de acordo com a expresso onde, C-1 e T dada em graus Celsius. Esta resistncia est em equilbrio trmico com o corpo, cuja temperatura T deseja-se conhecer. Para medir o valor de R ajusta-se a resistncia R2, indicada no circuito abaixo, at que a corrente medida pelo ampermetro no trecho AB seja nula. a) Qual a temperatura T do corpo quando a resistncia R2 for igual a 108 Ω? b) A corrente atravs da resistncia R igual a 5,010-3 A. Qual a diferena de potencial entre os pontos C e D indicados na figura?

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 9) A expresso omega -3 (?3) parece ter sido definitivamente incorporada ao vocabulrio moderno. Ela se refere a cidos orgnicos de cadeia longa encontrados em leos de peixes marinhos. J foi comprovado que estas substncias protegem os esquims da Groelndia contra doenas cardiovasculares. Surge da o estmulo que hoje se faz para que as populaes ocidentais incluam, pelo menos uma vez por semana, peixe no seu cardpio. O cido eicosapentaenico, EPA, um cido graxo poli-insaturado do tipo ?3, podendo ser representado por C20:5?3. Esta frmula indica que a molcula do mesmo possui 20 tomos de carbono e 5 duplas ligaes, e que a primeira dupla ligao localizase no carbono 3 da cadeia (linear), enumerando-se a partir da extremidade oposta do radical carboxila. a) Represente uma frmula estrutural possvel do cido graxo representado por C18:3? 3. Sabe-se que compostos orgnicos que contm duplas ligaes podem reagir com iodo, I2, adicionando-o s duplas ligaes. b) Quantos moles de I2 reagem, por completo, com 5,56 g do cido C18:3?3 do item a?

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 10) 10,0 g de um fruto de uma pimenteira foram colocados em contato com 100 mL de acetona para extrair as substncias capsaicina e di-hidrocapsaicina, dois dos compostos responsveis pela pungncia (sensao de quente) da pimenta. A mistura resultante foi filtrada e o lquido obtido teve seu volume reduzido a 5,0 mL, por aquecimento. Estes 5,0 mL foram diludos a 50 mL pela adio de etanol anidro. Destes 50 mL, uma poro de 10 mL foi diluda a 25 mL. A anlise desta ltima soluo, num instrumento apropriado, forneceu o grfico representado na figura. Observou-se que a concentrao da capsaicina metade da di-hidrocapsaicina. a) Qual a relao entre as concentraes da capsaicina, na soluo de 5,0 mL e na soluo final? Justifique. b) Identifique o tringulo que corresponde capsaicina e o tringulo que corresponde di-hidrocapsaicina. Mostre claramente como voc fez esta correlao.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 10) A fumaa liberada no fogo durante a preparao de alimentos apresenta gotculas de leo com dimetros entre 0.05 m e 1 m. Uma das tcnicas possveis para reter estas gotculas de leo utilizar uma coifa eletrosttica, cujo funcionamento apresentado no esquema abaixo: a fumaa aspirada por uma ventoinha, forando sua passagem atravs de um estgio de ionizao, onde as gotculas de leo adquirem carga eltrica. Estas gotculas carregadas so conduzidas para um conjunto de coletores formados por placas paralelas, com um campo eltrico entre elas, e precipitam-se nos coletores. a) Qual a massa das maiores gotculas de leo? Considere a gota esfrica, a densidade do leo e b) Quanto tempo a gotcula leva para atravessar o coletor? Considere a velocidade do ar arrastado pela ventoinha como sendo 0,6 m/s e o comprimento do coletor igual a 0,30 m. c) Uma das gotculas de maior dimetro tem uma carga de (equivalente carga de apenas 5 eltrons!). Essa gotcula fica retida no coletor para o caso ilustrado na figura? A diferena de potencial entre as placas de 50 V, e a distncia entre as placas do coletor de 1 cm. Despreze os efeitos do atrito e da gravidade.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 11) Uma receita de biscoitinhos Petit Four de laranja leva os seguintes ingredientes: A densidade aparente da massa recm preparada e antes de ser assada de 1,10 g / cm3 . Entende-se por densidade aparente a relao entre a massa da massa ou do ingrediente, na forma em que se encontra, e o respectivo volume ocupado. a) Qual o volume ocupado pela massa recm preparada, correspondente a uma receita? b) Como se justifica o fato da densidade aparente da massa ser diferente da mdia ponderada das densidades aparentes dos constituintes?

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 11) Um LED (do ingls Light Emiting Diode) um dispositivo semicondutor para emitir luz. Sua potncia depende da corrente eltrica que passa atravs desse dispositivo, controlada pela voltagem aplicada. Os grficos abaixo representam as caractersticas operacionais de um LED com comprimento de onda na regio do infravermelho, usado em controles remotos. a) Qual a potncia eltrica do diodo, quando uma tenso de 1,2 V aplicada? b) Qual a potncia de sada (potncia eltrica transformada em luz) para essa voltagem? Qual a eficincia do dispositivo? c) Qual a eficincia do dispositivo sob uma tenso de 1,5 V ?

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 12) Os tomos de carbono tm a propriedade de se ligarem formando materiais muito distintos entre si, como o diamante, o grafite e os diversos polmeros. H alguns anos foi descoberto um novo arranjo para esses tomos: os nanotubos, cujas paredes so malhas de tomos de carbono. O dimetro desses tubos de apenas alguns nanometros (1 nm = 10-9m). No ano passado, foi possvel montar um sistema no qual um nanotubo de carbono fechado nas pontas oscila no interior de um outro nanotubo de dimetro maior e aberto nas extremidades, conforme ilustrao abaixo. As interaes entre os dois tubos do origem a uma fora restauradora representada no grfico. 1 nN = 10-9 N. a) Encontre, por meio do grfico, a constante de mola desse oscilador. b) O tubo oscilante constitudo de 90 tomos de carbono. Qual a velocidade mxima desse tubo, sabendo-se que um tomo de carbono equivale a uma massa de 2x10-26 kg.

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questo 12) Considerando a questo anterior, se o carbonato cido de amnio (hidrogeno carbonato de amnio) se decompe totalmente pela ao do calor formando amnia, gua e gs carbnico, todos no estado gasoso: a) Escreva a equao qumica que representa esta reao. b) Determine o volume total de gases produzidos pela decomposio do carbonato cido de amnio em um forno a 227 C, presso ambiente de 1atm. Massa molar do carbonato cido de amnio = 79 g / mol.