Trabalho quim fis 3 ano

NOME: Ensino Médio

DISCIPLINA: Física e Química ASSUNTO: Atividade interdisciplinar

Nº.

TURMA: 3º Data: __/05/16 PROF.: Cláudio Luigi e Matheus Venturini VALOR: NOTA:

1. Um físico teórico precisava de uma substância líquida que tivesse interação intermolecular de natureza extremamente forte para um experimento que estava trabalhando. Dentre as substâncias abaixo, aquela que será mais útil ao seu trabalho é: HCl (ácido clorídrico), NaCl (cloreto de sódio), NH3 (amônia) ou C2H6O (etanol)? Justifique a resposta e indique qual a interação em questão.

2. Para exemplificar “pressão atmosférica” um professor de física citou como exemplo o gás de cozinha que é formado por uma mistura de hidrocarbonetos. Explique por qual motivo os hidrocarbonetos são considerados substâncias apolares.

3. Qual propriedade físico-química está relacionada com a interação intermolecular das substâncias?

4. Durante um experimento de física, os alunos Reysson e Drielly, atritaram uma bexiga nos cabelos e em seguida aproximou esse balão a um filete de água que escorria da torneira da pia do laboratório. O experimento pretendia provar que a água é uma substância polar através da observação do filete de água, que deveria ser atraído pelo balão. Infelizmente, o experimento não funcionou. Explique pelo menos duas razoes que impediram a execução do experimento.

5. Justifique o porquê as duas substâncias, de geometria angular, água (H2O) e ácido sulfídrico (H2S) possuem estados físicos diferentes a temperatura ambiente. Sabe-se que H2O é líquido e H2S é gasoso.

6. Durante um experimento de física para testar a condutividade elétrica do sal de cozinha (NaCl) na água, os alunos se confundiram e trocaram o recipiente contendo água pelo que continha acetato de etila. Tal substância, em tal solvente conduz ou não conduz corrente elétrica? Justifique a resposta.

7. Durante uma aula de eletrostática o professor afirmou que existem interação entre moléculas de Bromo molecular (Br2), mas essas já são consideradas inexistentes nas moléculas de gás hidrogênio (H 2). Como pode ocorrer esse comportamento diferente haja visto que ambas substâncias são apolares e moleculares? Qual é a interação em questão, mencionada pelo professor?

8. O exame de DNA tem contribuído na solução de determinados crimes. Através desse exame pode-se identificar o autor, por exemplo, de um estupro, bastando comparar o resultado do exame do material recolhido na vítima, no caso espermatozoides, com o resultado do exame do suspeito, como mostra a figura II. A figura I esquematiza a técnica da eletroforese, processo que, na presença de um campo elétrico permite a separação de macromoléculas biológicas – ou seus fragmentos – que, em meio aquoso possuem carga iônica.

Com relação ao processo descrito, foram feitas várias afirmações. Justifique a veracidade ou a inverdade de cada uma das afirmações:

I.

na eletroforese o sentido do deslocamento das moléculas com carga positivas é o mesmo do deslocamento das moléculas com cargas negativas.

II. III. IV. V.

a velocidade com que uma molécula eletricamente carregada se move no meio aquoso é proporcional à força elétrica. as moléculas com cargas positivas dirigem-se no para o anodo. o resultado do exame mostrado na figura II pode incriminar o suspeito. as moléculas com cargas negativas dirigem-se para o catodo.

9. Segundo a lei de Coulomb, o meio onde estão imersas as cargas elétrica influenciam na interação entre elas. Se o meio for o ar, a constante de proporcionalidade deste meio é bem próxima do valor da constante para o vácuo que o seu valor é de K0 = 9.0 .109 N.m2/c2 em outros meios, porém, ela se reduz.

Por exemplo, no óleo ela se reduz em 2,3 vezes, assim, o valor de Kóleo é K0 / 2,3. O fator de redução, denominado constante dielétrica do meio, para alguns materiais, estão representados na tabela a seguir.

O cloreto de sódio (sal de cozinha), à temperatura ambiente e no ar, é uma substância sólida, formada por íons de Na+ e Cl-. Quando colocamos o sal na água a extremidade negativa de algumas moléculas de água tendem a arrancar os íons de Na+ do reticulado cristalino e a extremidade positiva da água tende a arrancar os íons Cl- do reticulado, desmontando, formando íons, e cada um deles cercado de moléculas de água.

Esse fenômeno é chamado de solvatação dos íons. Há uma competição entre as forças de coesão dos íons, Na+ e Cl- no estado sólido e as forças de dissolução dos íons pela água. Logo, se as forças de coesão predominam, o sal é menos solúvel. Se as forças de dissolução predominam o sal é mais solúvel.

Com base no texto apresentado e em seus conhecimentos de física e química, assinale a alternativa correta. a) No ar o sal de cozinha mantém-se no seu estado sólido devido ao fato do fenômeno de solvatação superar as forças de coesão entre os íons. b) No ar, o sal de cozinha vai dissolver melhor do que se fosse colocado em resina acrílica, pois o meio resina acrílica “gruda” os íons. c) Dos materiais apresentados pela tabela, o melhor meio para dissolução do sal de cozinha é a água, pois nesse meio as forças de coesão dos íons são as menores. d) No óleo, o sal de cozinha vai dissolver melhor do que se fosse colocado em água, pois no meio óleo verifica-se menor intensidade da força de coesão entre os íons. e) Com os dados apresentados é impossível verificar em qual meio há maior coesão entre os íons do cloreto de sódio.

10. O processo de “copiagem” conhecido como xerografia (do grego: xeros=seca, grafia=escrita) foi inventada pelo advogado norte-americano Chester Carlson, que obteve sua patente em 1938. Em sua experiência original, Carlson recobriu de enxofre uma placa de zinco e eletrizou-a por atrito com algodão.

Sobre uma lâmina de vidro escreveu com nanquim a data do experimento: 10-22-38.

Encostando a placa na lâmina e iluminando o conjunto, verificou que a placa descarregava, exceto na região que permanecia escura (a parte escrita). Pulverizando então a placa com pó de licópodo (planta rasteira), este aderia às partes eletrizadas, reproduzindo a imagem do texto escrito. Ao comprimir uma

folha de papel sobre a placa e aquecendo o conjunto, os dizeres tingidos pelo pó apareceram – estava pronta a cópia desejada.

Modernamente, a imagem do original é projetada por meio de lentes e espelhos, sobre um cilindro metálico previamente eletrizado e recoberto por selênio, substância que conduz eletricidade somente com presença de luz. Assim ao produzir a iluminação, o cilindro só se descarrega na parte não escrita.

A parte escrita se mantém eletrizada e atrai o pó tonalizador (tonner), que adere a uma folha de papel que passa pelo cilindro.

Veja o esquema de uma copiadora atual:

Suponha duas cargas elétricas, uma carga positiva, que age no cilindro de valor igual a Qcilindro = 3,0 C. Sabe-se que a distância entre esse cilindro e a folha de papel é de 3 mm de distância e que no ar, a constante eletrostática é similar à do vácuo K0 = 9,0 x 109 N2.m2/C2.

Essa máquina, gera uma força de atração entre o cilindro e o papel de intensidade igual a F = 54 N. Com base nessas informações e no seu conhecimento responda: a) b) c) d)

Qual a polaridade da carga do papel?

Qual o valor da carga presente no papel?

Esse valor, representa em média, a quantos elétrons?

Se houver umidade no papel, o que ocorre com a força eletrostática?

11. Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), físico francês, pertencia à alta aristocracia. Engenheiro militar, foi desligado do exército em 1791 e, durante a Revolução Francesa, foi obrigado a refugiar-se fora de Paris. Seus primeiros trabalhos em física estavam voltados ainda a engenharia e a mecânica. Coulomb escreveu o livro “A teoria das máquinas simples”, que lhe garantiu o ingresso na Academia de Ciências da França, e estabeleceu a lei que relaciona o atrito, a força normal e as superfícies em contato. A sua contribuição mais notável a física, no entanto, está ligada a eletricidade. Em 1784, Coulomb iniciou uma série de cuidadosos experimentos utilizando uma balança especial, muito sensível (veja a figura a seguir) para descobrir a relação entre a força de interação entre corpos carregados eletricamente, a carga contida em cada um e a distância entre eles, chegando à expressão conhecida da força elétrica.

A figura representa a balança de Coulomb, que mede a força elétrica entre as esferas A e B. Supondo que você conheça a natureza elétrica das cargas, assim como o seu valor em módulo. E com a balança, você também saiba o valor da interação entre as esferas. Baseado nisso, descreva como Coulomb descobriu a constante de permissividade dos meios.

12.Considere os esquemas que se seguem onde A e B representam prótons e C e D representam elétrons. O meio onde estão A, B, C e D é vácuo em todos os esquemas e a distância entre as partículas em questão é sempre a mesma d.

A respeito dos três esquemas, analise as proposições que se seguem: I. Em todos os esquemas a força eletrostática sobre cada partícula (próton ou elétron) tem a mesma intensidade.

II. Em cada um dos esquemas a força sobre uma partícula tem sentido sempre oposto ao da força sobre a outra partícula.

III. Em cada um dos esquemas as forças trocadas pelas partículas obedecem ao princípio da ação e reação (3ª Lei de Newton).

IV. Em todos os esquemas as forças entre as partículas são sempre de atração.

Com base nas proposições feitas, ateste sua veracidade ou não e justifique cada uma das afirmações.