ONC 2019 · 1º ano do ensino médio: prova com gabarito

O método científico pode ser compreendido como um caminho eficiente, apesar de não totalmente definido, onde as ideias em ciências são exploradas. Cientistas coletam dados, fazem medições e observações a partir de sistemas convenientes de estudo. Se determinados padrões estão presentes, leis são formuladas no intuito de resumir os dados analisados. As hipóteses são possíveis explicações para as leis científicas, que ainda passam por rigorosas validações, através de novos experimentos. Neste contexto, hipóteses bem sucedidas dão base para a criação de teorias que são a descrição formal da lei inicialmente levantada e são comumente interpretadas em termos de modelos. No curso da história se novos experimentos limitarem a teoria vigente, novas hipóteses precisarão ser levantadas podendo surgir outras teorias em detrimento da anterior. Com base no texto e nos conhecimentos acerca do método científico e a sua coerência, assinale a opção INCORRETA:

Do mesmo jeito que a Terra possui um satélite natural (a Lua) e Júpiter possui mais de 60, os asteroides também podem ter satélites naturais. Em 1993 foi descoberto o primeiro asteroide que possuía sua própria lua. Esta lua, de pouco mais de 1 quilômetro de diâmetro, ganhou o nome de Dactyl, e ela é o satélite natural do asteroide 243 Ida, que habita o Cinturão Principal de Asteroides, entre as órbitas de Marte e Júpiter. A imagem a seguir, obtida pela sonda Galileo, da NASA, mostra o asteroide 243 Ida com sua pequena lua Dactyl, à direita dele.

Imagem: NASA

Se por algum motivo a distância entre o asteroide 243 Ida e sua lua Dactyl dobrar, a força gravitacional exercida mutuamente será:

O dinamarquês Tycho Brahe (1546-1601), pode ser considerado o último grande astrônomo observacional, de uma época em que não se utilizava telescópios na astronomia. Tycho fez extensivas observações das posições de planetas e estrelas, com grande precisão, usando instrumentos fabricados por ele mesmo. Em 1600 (um ano antes de sua morte), Tycho contratou para ajudá-lo na análise dos dados sobre os planetas, um jovem e hábil matemático alemão chamado Johannes Kepler (1571-1630). Foi graças à excelente qualidade das observações de Tycho, colhidas durante 20 anos, que Kepler conseguiu deduzir suas famosas leis do movimento planetário. O cálculo de quanto tempo leva um planeta para orbitar o Sol está relacionado com qual das Lei de Kepler?

A tabela periódica dos elementos completa neste ano de 2019, 150 anos e constitui uma importante ferramenta para o conhecimento de toda a matéria que nos cerca. O químico russo D. I. Mendeleev propôs, em 1869, um sistema periódico de elementos, arranjando os elementos químicos conhecidos à época numa tabela, segundo determinados critérios. Em 1871, Mendeleev publicou um artigo descrevendo em detalhes as propriedades de três elementos até então desconhecidos, os quais ele chamou de eka-boro, eka-alumínio e eka-silício (eka significa que o elemento desconhecido se encontra após o elemento conhecido que completa o seu nome na tabela criada). Todos estes elementos foram descobertos nos próximos 15 anos e interessantemente, todos os três nomes possuem origem geográfica, a saber, eka-boro é o atual Escândio (Sc), eka-alumínio o atual Gálio (Ga) e o eka-silício o Germânio (Ge). Sobre os trabalhos de Mendeleev com a primeira tabela periódica dos elementos, assinale a opção CORRETA:

Na Terra, uma das evidências do início da vida foram os estromatólitos, ou rochas fósseis de cianobactérias, compostos por materiais como silicatos, ou carbonatos.

Imagem de um estromatólito. Fonte: http://www.drm.rj.gov.br/index.php/downloads/category/71-sojoo-da-barra?download=494%3Aestromatlitos-evidncias-de-vida-primitiva-lagoa-vermelha

Com relação a essas estruturas, assinale a alternativa INCORRETA:

Para corroborar o surgimento da vida na Terra foram realizados, no passado, diversos experimentos. Abaixo está representado o experimento do pescoço de cisne de Pasteur:

Imagem: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/ Corpo/origem_da_vida.php

Esse experimento permitiu concluir que:

O berço da maioria dos diversos elementos químicos naturais ocorre nas estrelas. Quando uma estrela explode na forma de uma supernova, completa o processo de nucleossíntese, espalhando os núcleos atômicos produzidos pelo Universo, em forma de poeira cósmica. Sobre esse processo e a evolução do Universo, determine a proposição CORRETA:

Na história da ciência, o período entre o final do século XIX e o início do século XX ficou marcado pelo importante nascimento da Física Quântica, principalmente devido aos trabalhos de Planck no estudo da radiação do corpo negro (1900), e um pouco mais tarde pelas explicações dadas por Einstein relacionadas ao efeito fotoelétrico (1905). Por sua vez, a aplicação da Quântica dada por Niels Bohr, um físico dinamarquês, ao modelo para o átomo de hidrogênio (1913) resultou numa revolução de pensamento. Este modelo teve espetacular sucesso na interpretação do espectro atômico do hidrogênio concordando grandemente com equações empíricas já existentes que, entre outras aplicações, estimavam os comprimentos de onda das raias do espectro. Uma destas equações é a conhecida equação de Rydberg:

Onde λ é o comprimento de onda da raia espectral, R_H é a constante de Rydberg para o hidrogênio (R_H = 1,1×10⁷ m^-1), n_f e n_i, são os níveis final e inicial envolvidos na transição. Outra grande contribuição da Física Quântica, no que diz respeito ao entendimento dos átomos, foi a sua capacidade de melhorar as interpretações a respeito de periodicidades químicas e das descrições das estruturas eletrônicas dos elementos. Na descrição citada, os elétrons em um átomo são especificados como um conjunto de quatro números quânticos (principal, secundário ou azimutal, magnético e de spin) que descrevem os seus estados energéticos.

Considere um elétron num átomo de hidrogênio num determinado estado energético cujo número quântico principal seja n = 4 e com base no texto, assinale a opção que mostra aproximadamente o comprimento de onda do fóton associado à transição deste elétron para o nível cujo número quântico principal seja n = 2 (Observação: transições para o nível n = 2 originam a série espectral denominada série de Balmer, em homenagem ao cientista Johann Balmer que estudou tal série).

Dado: 1 nm = 10^-9 m.

Recentemente, seis pessoas de uma mesma família brasileira foram encontradas mortas em um apartamento em Santiago, no Chile. Suspeita-se que o triste fato ocorreu devido à inalação de monóxido de carbono (CO) que vazou do aquecedor de água, que estava ligado à rede de gás. O monóxido de carbono é um gás incolor e inodoro e a sua toxicidade para os seres humanos é um exemplo de uma reação ácido-base de Lewis. Normalmente, o oxigênio forma uma ligação com os íons de Fe(II) da hemoglobina num equilíbrio químico reversível como parte do processo respiratório. O CO é um ácido de Lewis mais forte do que o O₂ e assim forma uma forte ligação (num processo quase irreversível) com os íons de Fe(II) da hemoglobina. Isto impede a troca normal de O₂ na respiração humana, provocando a morte por asfixia. Adicionalmente, as funções da mioglobina e da enzima citocromo c oxidase nas mitocôndrias são afetadas. Neste contexto, uma concentração de CO de apenas 0,16% em volume no ar é suficiente para dar náuseas em 20 minutos e levar à morte em menos de 2 horas. Com relação ao texto e à química do CO, assinale a opção INCORRETA:

Dados: massa molar do CO = 28 g mol^-1.

A luz que provém dos astros, até chegar ao observador na Terra, quando entra na atmosfera passa de camadas de ar cada vez mais densas (de um meio menos refringente para um meio mais refringente), desviando-se da sua direção inicial. Por isso, vemos um astro em uma posição aparente diferente da posição real, quando o observamos da superfície terrestre. Este fenômeno óptico é chamado de refração atmosférica e no caso do Sol próximo ao horizonte, este fenômeno faz com que nós o vejamos mais alto do que realmente está. A imagem a seguir ilustra, fora de escala, este efeito.

Imagem: http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/ chapter19/sunrise_set.html (adaptada)

Por conta da refração atmosférica, assinale a alternativa INCORRETA:

Os organismos vivos não constituem exceções às leis da termodinâmica. Eles incorporam, de seu meio ambiente, uma forma de energia que pode ser utilizada por eles nas condições especiais de temperatura e pressão nas quais vivem (energia livre) e, em seguida, repõe ao meio ambiente uma quantidade equivalente de energia em forma, menos utilizável (calor e outras formas de energia). A modalidade utilizável de energia que as células incorporam é denominada energia livre, que pode ser definida como o tipo de energia capaz de produzir trabalho útil em condições de temperatura e pressão constantes.

Fonte: http://www.leb.esalq.usp.br/leb/aulas/lce1302/TermodinamicaemSistemasBiologicos.pdf

Com relação ao assunto, assinale a alternativa INCORRETA:

O conceito de pressão osmótica, em biologia, está presente em:

Ao nível do mar, a densidade do ar mede 1,2 kg/m³, a pressão atmosférica mede 101.325 Pa e a aceleração da gravidade mede 9,8 m/s². O lugar de maior altitude da crosta terrestre é o pico do monte Everest com 8.848 metros acima do nível do mar. Com base no princípio de Stevin, podemos afirmar que a altura da atmosfera é:

A figura abaixo mostra o diagrama de fase do H₂O, onde C corresponde ao par ordenado: (374 °C;165.680 mmHg)

Imagem: Equipe ONC.

Identifique a proposição CORRETA:

Na imagem vemos o esquema, fora de escala, da órbita da Terra ao redor do Sol e a projeção deste na Esfera Celeste. O Sol nos parece percorrer, ao longo do ano, uma linha imaginária conhecido por Eclíptica e a faixa que vai de 8° ao norte a 8° ao sul da Eclíptica é chamada de faixa zodiacal, onde se encontram as Constelações do Zodíaco: Aquário (Aqr), Peixes (Psc), Aries (Ari), Touro (Tau), Gêmeos (Gem), Câncer (Cnc), Leão (Leo), Virgem (Vir), Libra (Lib) Escorpião (Sco), Ofiúco (Oph), Sagitário (Sgr) e Capricórnio (Cap). Por essa faixa, vemos também passar a Lua e os planetas.

imagem: Irineu Gomes Varella (http://www.uranometrianova.pro.br/astronomia/AA001/zodiac o.htm)

De acordo com o texto e a figura, podemos afirmar: