Na molécula de CO2, o átomo central de carbono não tem eletrões de valência não ligantes, estabelecendo uma ligação covalente dupla com cada um dos dois átomos de oxigénio. A minimização da repulsão entre os dois pares de eletrões ligantes é conseguida com uma geometria linear, com um ângulo de ligação de 180°.
Os modelos (B) e (D) mostram uma geometria angular, incompatível com a ausência de pares não ligantes no carbono, pelo que estão incorretos. O modelo (A), apesar de mostrar os três átomos alinhados, representa cada ligação carbono-oxigénio como uma ligação simples (um único cilindro de ligação), e não como a ligação dupla que de facto existe entre estes átomos na molécula de CO2.
Só o modelo (C) reúne as duas características corretas: geometria linear e ligações duplas entre o carbono e cada átomo de oxigénio.
A quantidade de matéria de CO2 correspondente a 33 toneladas (33×10⁶ g) é:
Como o gás está em condições PTN, o seu volume obtém-se multiplicando esta quantidade de matéria pelo volume molar:
Um som de maior frequência é mais agudo (e não mais grave) do que um som de menor frequência, pelo que a opção (A) está incorreta.
Como os dois sons se propagam no mesmo meio (as mesmas águas, à mesma profundidade), têm a mesma velocidade de propagação, pelo que a opção (B) está incorreta.
Sendo o período o inverso da frequência, e sendo as frequências dos dois sons diferentes (52 Hz é maior do que a das outras baleias), os seus períodos também são diferentes, pelo que a opção (C) está incorreta.
Como a velocidade de propagação é igual nos dois casos, e v = λf, um som de maior frequência tem necessariamente um menor comprimento de onda.
Da leitura do registo dos pulsos, o intervalo de tempo entre os pulsos p1 e p2 é de 5,00 ms.
Este intervalo de tempo corresponde ao tempo que o som demora a percorrer a distância d entre a parte da frente da cabeça e o saco frontal, ser refletido, e percorrer novamente essa distância d até ao saco distal, ou seja, corresponde a uma distância total percorrida de 2d:
Consultando a tabela periódica, o ferro (Z=26) e o cromo (Z=24) são ambos metais de transição, enquanto o carbono (Z=6) é um não metal.
O ferro e o cromo pertencem ambos ao 4.º período da tabela periódica (mas a grupos diferentes, 8 e 6, respetivamente).
A corrosão de um metal consiste essencialmente na sua oxidação, na presença do dioxigénio do ar, formando um óxido. No caso do ferro, o óxido formado é poroso e não aderente, o que permite o contacto contínuo entre o dioxigénio e o metal por baixo, levando à progressiva destruição da peça.
Já o trióxido de dicromo, Cr2O3, formado pela oxidação do cromo presente na liga, origina uma película sólida, aderente e impermeável, que bloqueia o contacto entre o dioxigénio atmosférico e os restantes metais da liga, protegendo-os assim da corrosão.
Quando esta película sofre um dano, o facto de se autorreparar (formando-se de novo trióxido de dicromo nesse local) mostra que, entre os dois metais presentes, é o cromo que se oxida preferencialmente, e não o ferro. Isso significa que o cromo tem maior poder redutor do que o ferro.
Assim, a adição de cromo protege o aço da corrosão atmosférica por duas razões: cria uma película protetora que isola o metal do dioxigénio, e, mesmo que essa película seja danificada, o maior poder redutor do cromo garante que é ele, e não o ferro, o elemento que volta a oxidar-se, reconstituindo a proteção.
As configurações eletrónicas no estado fundamental são:
O número de energias de remoção eletrónica corresponde ao número de subníveis de energia distintos ocupados por eletrões (as três orbitais 2p, por serem degeneradas, correspondem a um único valor de energia de remoção). Ambos os átomos têm eletrões apenas nos subníveis 1s, 2s e 2p, pelo que têm o mesmo número de energias de remoção eletrónica (três).
Quanto às orbitais de valência (2s e 2p) totalmente preenchidas, com dois eletrões cada: no carbono, apenas a orbital 2s está completa, estando as três orbitais 2p com no máximo um eletrão cada (regra de Hund). No oxigénio, além da orbital 2s, uma das orbitais 2p (por exemplo, 2px) também está completa, num total de duas orbitais de valência totalmente preenchidas.
O oxigénio tem, por isso, um maior número de orbitais de valência totalmente preenchidas do que o carbono.
Como o recipiente está isolado termicamente, em cada experiência a energia cedida pelo objeto sólido é igual, em módulo, à energia absorvida pela água:
Pela análise dos gráficos, mantendo a mesma massa e temperatura inicial da água nas duas experiências, a água atinge uma temperatura de equilíbrio superior na experiência com o objeto 2, ou seja, sofre uma maior variação de temperatura. Logo, o objeto 2 cedeu mais energia à água do que o objeto 1:
Os dois objetos têm igual massa, mas, dos gráficos, retira-se que a variação de temperatura do objeto 2, em módulo, é inferior à do objeto 1 (o objeto 2 arrefece menos, pois cede mais energia à água a partir de uma variação de temperatura menor). Assim, como não há mudança de estado físico:
Como |Δθ2| é inferior a |Δθ1|, para que o produto c2|Δθ2| ainda assim ultrapasse c1|Δθ1|, a capacidade térmica mássica do objeto 2 tem necessariamente de ser superior à do objeto 1.
Como a variação de altura, entre o rés do chão e o 3.º andar, é a mesma nos dois trajetos, e a aceleração gravítica também é comum aos dois sistemas, a razão entre as variações da energia potencial gravítica reduz-se à razão entre as massas totais dos dois sistemas:
A distância total percorrida pelo elevador, do rés do chão ao 3.º andar, é:
Esboçando o gráfico v(t) do movimento (com aceleração constante e positiva entre 0 e 1,0 s, velocidade constante entre 1,0 s e 9,0 s, e aceleração constante e negativa entre 9,0 s e 10,0 s), a distância percorrida corresponde à área delimitada entre o gráfico e o eixo do tempo, que é a soma de dois triângulos (subida e descida da velocidade) e um retângulo (velocidade constante):
Sobre a pessoa atuam duas forças verticais de sentidos opostos: o peso, constante, e a força normal exercida pelo piso do elevador, N, que é a força de contacto.
Durante o primeiro segundo, o elevador acelera para cima com aceleração constante, pelo que a força resultante sobre a pessoa é constante e dirigida para cima, sendo N superior ao peso; como a aceleração é constante nesse intervalo, N mantém-se constante (não varia gradualmente), sem qualquer rampa.
Entre 1,0 s e 9,0 s, o elevador desloca-se com velocidade constante, pelo que a força resultante é nula e N iguala o peso, um valor constante, inferior ao do primeiro segundo.
Durante o último segundo, o elevador desacelera (a componente escalar da aceleração é negativa), pelo que a força resultante aponta para baixo e N é inferior ao peso, mantendo-se também constante nesse intervalo.
O gráfico correto apresenta, por isso, três patamares constantes e decrescentes (sem rampas nem troços de força nula), com transições abruptas em t=1 s e em t=9 s.
Sendo o raio refletido (1) paralelo ao solo e o espelho inclinado 80° em relação ao solo, o ângulo entre o raio refletido e o espelho é de 80°, pelo que o ângulo entre o raio refletido e a normal ao espelho (perpendicular a este) é de 90°-80°=10°. Este é o ângulo de reflexão do raio (1).
Pela lei da reflexão, o ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão, medidos a partir da normal. Logo, o ângulo de incidência do raio que origina o raio refletido (1) é também 10°.
Como as normais ao espelho, em diferentes pontos da sua superfície, são todas paralelas entre si, e o raio (2) atinge os olhos da pessoa com uma inclinação diferente do raio (1) (não sendo paralelo ao solo), o seu ângulo de reflexão, e portanto o seu ângulo de incidência, é maior do que 10°.
Uma pilha é um gerador de corrente contínua. Os portadores de carga móveis num condutor metálico são os eletrões livres, que se deslocam do polo negativo para o polo positivo da pilha (repelidos pelo polo negativo e atraídos pelo positivo), pelo que o sentido real da corrente elétrica, coincidente com o movimento das cargas negativas, é do polo negativo para o polo positivo.
A curva característica de um gerador real, U = ε - r I, é uma reta cujo declive, em módulo, corresponde à resistência interna, e cuja ordenada na origem (para I = 0 A) corresponde à força eletromotriz.
Prolongando a reta traçada no gráfico até ao eixo das ordenadas, obtém-se uma força eletromotriz de aproximadamente 5,5 V.
Usando dois pontos da reta, por exemplo (0,40 A; 5,0 V) e (1,60 A; 3,4 V), calcula-se o módulo do declive:
Como a resistência do ar é desprezável, entre o instante em que a bola é abandonada e o instante em que atinge o solo (antes de ressaltar), a energia mecânica conserva-se, tal como entre o instante em que ressalta e o instante em que atinge a altura máxima seguinte.
No ponto de altura máxima, antes ou depois de um ressalto, toda a energia mecânica da bola é energia potencial gravítica, uma vez que a velocidade (e, por isso, a energia cinética) é nula. Assim, dissipar 50% da energia cinética no impacto com o solo equivale a dissipar 50% da energia potencial gravítica máxima que a bola tinha antes desse impacto.
Como a energia potencial gravítica é diretamente proporcional à altura (Epg = m g h, com m e g constantes), uma redução de 50% na energia mecânica máxima corresponde a uma redução de 50% na altura máxima atingida a seguir.
Partindo de uma altura inicial h, após o primeiro ressalto a bola atinge uma altura máxima de h/2. Aplicando de novo esta redução de 50% a partir de h/2, após o segundo ressalto a bola atinge uma altura máxima de:
a) O número de eletrões de valência da molécula de NH3 é a soma dos eletrões de valência do átomo de azoto (5) com os dos três átomos de hidrogénio (1 cada):
b) O azoto forma três ligações covalentes simples, uma com cada átomo de hidrogénio, utilizando 3 dos seus 5 eletrões de valência. Os 2 eletrões de valência restantes constituem um par não ligante.
c) Devido a este par de eletrões não ligante no átomo central, que ocupa mais espaço do que os pares ligantes e comprime os ângulos entre estes, a molécula de NH3 assume uma geometria piramidal trigonal, e não tetraédrica nem triangular plana.
A soma dos números de oxidação de todos os átomos de um composto neutro é zero. Sabendo que o número de oxidação do hidrogénio é +1 e o do oxigénio é -2:
A quantidade de HNO3 que se pretende produzir é:
Como a etapa III tem um rendimento de 75%, a quantidade de HNO3 que se obteria se o rendimento fosse de 100% (ou seja, a quantidade que teria de reagir, em termos estequiométricos, na ausência de perdas) é:
Pela equação da etapa III, 3 NO2(g) + H2O(l) → 2 HNO3(aq) + NO(g), a proporção entre NO2 e HNO3 é de 3:2, pelo que a quantidade de NO2 necessária é:
Como a etapa II converte NO em NO2 numa proporção de 1:1, e a etapa I converte NH3 em NO também numa proporção de 1:1 (4 mol NH3 : 4 mol NO), a quantidade de NH3 necessária na etapa I é igual à quantidade de NO2 necessária na etapa III:
A química verde procura minimizar o desperdício de matéria, reaproveitando subprodutos das reações sempre que possível. Na etapa III, é produzido NO como subproduto (além do HNO3 pretendido), enquanto na etapa II o NO é um reagente, consumido para formar NO2.
Por isso, seria vantajoso reutilizar o NO formado na etapa III como reagente na etapa II, evitando desperdiçá-lo.
Não faria sentido reutilizá-lo na etapa I, onde o NO é um produto (e não um reagente); e a etapa I já fornece NO à etapa II diretamente, pelo que essa via não representa uma novidade em termos de sustentabilidade.
A solução de NaOH é o titulante, adicionada progressivamente à solução ácida até se atingir o ponto de equivalência, pelo que o seu volume só pode ser medido com uma bureta, e não com uma pipeta volumétrica, que serve apenas para medir um único volume fixo, previamente definido.
Como o volume registado, 13,80 mL, tem os algarismos até às centésimas de mililitro, a incerteza de leitura, habitualmente metade da menor divisão da escala, é de 0,05 mL.
O volume de base gasto até ao ponto de equivalência foi de 13,80 mL, o que exclui logo os gráficos que assinalam o ponto de equivalência a 10,00 mL.
Tratando-se da titulação de um ácido forte, HNO3, com uma base forte, NaOH, o sal formado, NaNO3, não sofre hidrólise, pelo que a solução no ponto de equivalência é neutra, com pH igual a 7 a 25°C.
A concentração da solução diluída obtém-se a partir dos dados da titulação, sabendo que, no ponto de equivalência, a quantidade de ácido é igual à quantidade de base (proporção 1:1 na equação química):
Para a solução concentrada, considerando 100 g de solução, a massa de HNO3 presente é 35 g, o que corresponde a uma quantidade de:
O volume dessas 100 g de solução obtém-se a partir da massa volúmica:
A concentração da solução concentrada é, então:
A razão entre as duas concentrações é:
O gelo recebe energia do meteorito por dois processos: por transferência de calor, ao arrefecer o meteorito de 3100°C até 0°C, e pela dissipação de toda a sua energia cinética ao enterrar-se no gelo.
A energia transferida por calor, ao arrefecer o meteorito, é:
A energia cinética dissipada, correspondente a toda a energia cinética inicial do meteorito, é:
A energia total recebida pelo gelo é a soma das duas parcelas:
Como esta energia é usada apenas para fundir gelo, sem alterar a sua temperatura (que se mantém a 0°C), aplica-se a variação de entalpia mássica de fusão do gelo:
A chegada simultânea do martelo e da pena ao solo, largados da mesma altura e ao mesmo tempo, confirma tratar-se de uma queda livre, em que ambos ficam sujeitos apenas à mesma aceleração gravítica do planeta. Partindo do repouso, a altura de queda relaciona-se com essa aceleração e com o tempo de queda por:
O raio do planeta obtém-se a partir do perímetro da volta completa que o astronauta percorre à sua superfície:
À superfície do planeta, a força gravítica é a força resultante sobre um corpo, pelo que, pela Lei Fundamental da Dinâmica e pela Lei da Gravitação Universal: