ONC 2020 · 1º ano do ensino médio: prova com gabarito

Em 1971, David Scott, comandante da quarta missão tripulada a pousar na Lua (Apollo 15), realizou uma experiência cujo resultado foi previsto pelo cientista Galileu Galilei, no século XVII, caso a experiência fosse feita em condições semelhantes às existentes na Lua. Scoot abandonou uma pena de falcão e um martelo, simultaneamente, a uma mesma altura. No vídeo abaixo, podemos ver a transmissão ao vivo dessa experiência. É provável que Galileu não presumisse que as condições necessárias para essa experiência seriam encontradas na superfície da Lua, nem tão pouco que o ser humano conseguisse viajar até esse astro.

Fonte: Adaptado de https://www.mdig.com.br/index.php?itemid=46776

Sobre o comportamento dos corpos nessa experiência, as condições para que ela seja realizada e a teoria que justifica esse comportamento, assinale a opção verdadeira.

O movimento registrado pelo vídeo abaixo mostra uma pessoa pulando na cama elástica ao mesmo tempo que um trator movimenta toda a estrutura a 36 km/h. Vemos também dois auxiliares dando pisões na cama elástica quando a pessoa, descendo, começa a deformar a cama. A pessoa acaba experimentando um processo cíclico de subidas e descidas, atingindo sempre a mesma altura máxima.

Devido às baixas velocidades verticais e horizontais da pessoa em todo seu ciclo, a interferência do ar é desprezível. Após perder o contato com a cama elástica, a pessoa fica 2,0 s sem tocar em nada. Considere que a aceleração da gravidade é 10 m/s².

Fonte: https://www.facebook.com/ProfessordeFisica/videos/1493869160767390/

Sobre o movimento mostrado no vídeo, identifique a opção falsa.

O vídeo abaixo mostra uma pessoa nadando e invertendo o sentido de seu movimento com ajuda da borda da piscina. Essa inversão é chamada de “virada”. Nadadores de alta performance ficam horas aperfeiçoando as técnicas de nado e de virada. Esse nível de esforço só é possível mediante uma dieta altamente calórica e períodos de descanso compatíveis.

Fonte: https://https://www.youtube.com/watch?v=Gm6rafUfpQk

Sobre os processos que estão ocorrendo durante o treinamento retratado no vídeo, assinale a opção falsa.

Apesar da maioria dos países do mundo usar uma escala termométrica criada por um sueco, Anders Celsius, a escala usada pelos Estados Unidos e Reino Unido foi criada 18 anos antes por um inglês, Daniel Gabriel Fahrenheit, o inventor do primeiro termômetro confiável. Esse instrumento é constituído por uma escala termométrica e um recipiente de vidro hermeticamente fechado. Esse recipiente é parcialmente preenchido com mercúrio e é dividido em bulbo e capilar, conforme imagem abaixo. O mercúrio dilata 0,0180% do seu volume a cada 1 °C de aumento de temperatura. Por ser um líquido, ele dilata mais que o recipiente de vidro que o contém. Essa diferença faz a coluna de mercúrio dentro do capilar crescer com o aumento de temperatura, registrando indicações diferentes na escala termométrica.

Fonte: adaptada de https://en.wikipedia.org/wiki/Thermometer

Se, no interior de um termômetro, existem 4,00 mL de mercúrio na temperatura de 50,0 °F, qual será o aumento do volume dessa amostra de mercúrio quando sua temperatura for 86,0 °F?

Dados: ponto de ebulição da água = 100 °C ou 212 °F

ponto de solidificação da água = 0 °C ou 32 °F

Leia atentamente as três situações a seguir.

Situação 1: houve inúmeros casos de leptospirose e cólera nos meses chuvosos do ano em um bairro de um determinado município, em decorrência da intensa impermeabilização do solo, o que ocasionou inúmeras inundações.

Situação 2: nas agências de turismo, os pacotes oferecidos para determinadas regiões avisam sobre a necessidade de se tomar a vacina contra a febre amarela, 10 dias antes de viajar.

Situação 3: a população de uma cidade foi convocada a limpar os quintais, verificar se não há acúmulo de água em pneus e garrafas, usar repelentes e colocar tela em portas e janelas para combater o mosquito Aedes aegypti, vetor da dengue; uma vez que houve um aumento excessivo de casos em vários bairros do município naquele ano.

A partir da análise das situações apresentadas e com base em seus conhecimentos classifique de forma correta as três situações, respectivamente, como:

Com os novos conhecimentos, a vitamina D, é considerada um hormônio por atuar em diversas atividades corpóreas, inclusive, no sistema imunitário. Mais conhecida por atuar na calcificação óssea, este nutriente é encontrado na natureza nas formas D2 e D3. Em época de isolamento social há um aumento na veiculação publicitária dos benefícios desta vitamina e a importância de sua suplementação conforme orientação médica. O esquema abaixo representa de forma simplificada o seu metabolismo no ser humano.

Fonte: Adaptada de https://www.portalped.com.br/outras-especialidades/nutrologia/vitamina-d-quando-suplementar/ attachment/sintese-e-metabolismo-da-vitamina-d/

Sobre esse nutriente, é correto afirmar que:

Uma nuvem de gafanhotos passando pela África, fez com que as Nações Unidas solicitassem ajuda para os países atingidos, relatando que se trata da pior praga de gafanhotos em mais de 25 anos neste território. Pesquisadores alertam que devido ao aquecimento global, muitas espécies de insetos podem apresentar aumento nas suas taxas metabólicas e um significativo crescimento populacional, principalmente, as das regiões temperadas, atingindo o suprimento global de alimentos.

Fonte: https://www.bbc.com/news/world-africa-51348517

Sobre os gafanhotos, responsáveis por esta praga, podemos afirmar que:

Em uma lagoa, 30% dos 1200 óvulos fecundados foram desintegrados. 75% dos zigotos formados não atingiram a fase larval devido a eutrofização que se iniciou na lagoa. Com o passar do tempo e a progressão da eutrofização, ocorreu a emigração de 20% dos animais que atingiram a fase adulta. Observe a seguir o ciclo de vida de um sapo.

Fonte: Adaptado de https://www.studyread.com/life-cycle-of-frog/

Avaliando a situação descrita no enunciado e baseado nos seus conhecimentos, é correto afirmar que:

A Voyager 1 é uma sonda espacial estadunidense lançada ao espaço em 5 de setembro de 1977 para estudar Júpiter e Saturno e seguindo, posteriormente, para o espaço interestelar. Atualmente ela é o objeto fabricado pelo homem mais distante de nós.

Fonte: https://pa1.narvii.com/6301/7a7521ef61b175606033a20ba23da158469649ff_hq.gif

Dizer que a Voyager 1 está a 20 horas-luz significa que:

Na imagem a seguir temos a montagem de uma sequência de 12 fotos que mostram os trajetos da Lua e do planeta Vênus, feitas na cidade de São Paulo.

Fonte: foto de Agnaldo Oliveira, 2020.

Podemos afirmar que o astrofotógrafo que fez as fotos colocou sua câmera, aproximadamente, para qual ponto cardeal?

A imagem traz o mapa que mostra a geometria de como será o eclipse solar de 14 de dezembro de 2020, com o Brasil destacado em amarelo. Apenas na estreita faixa azul escuro, mostrada na figura, e que cruza o Chile e a Argentina (destacados em azul claro), o eclipse solar será total. Nas demais faixas o eclipse solar será parcial, com maior ou menor grau de obscurecimento do Sol, conforme a latitude do observador.

Fonte: Adaptada de sunearth.gsfc.nasa.gov

Considere as afirmações a seguir e responda.

I – Este eclipse solar não será visível em todo o Brasil.

II – Os moradores do Amapá não verão este eclipse solar.

III – O obscurecimento máximo do Sol no Rio de Janeiro será menor que 50 %.

IV – Quanto mais ao sul do Brasil, mais obscurecido ficará o Sol.

O Diagrama de Hertzsprung-Russell, conhecido como diagrama HR, imagem a seguir, foi publicado independentemente pelo dinamarquês Ejnar Hertzsprung (1873-1967), em 1911, e pelo americano Henry Norris Russell (1877-1957), em 1913. O Diagrama HR mostra a relação existente entre duas características fundamentais das estrelas: a temperatura superficial ou efetiva e a luminosidade (aqui em termos de luminosidades do Sol). A luminosidade de uma estrela expressa o quanto de energia ela emite por segundo.

Fonte: Adaptada de https://manualios.com/publications/evolucion-del-sol.html

A primeira coisa que se nota em um diagrama HR é que as estrelas não se distribuem igualmente nele, mas se concentram em algumas partes. A maior parte das estrelas está alinhada ao longo de uma estreita faixa na diagonal que vai do extremo superior esquerdo até o extremo inferior direito. Essa faixa é chamada de Sequência Principal, onde se encontra o Sol. O fator que determina onde uma estrela se localiza na Sequência Principal é a sua massa: estrelas mais massivas são mais quentes e mais luminosas.

De acordo com o Diagrama HR, considere as afirmações a seguir e marque a alternativa correta.

I - A estrela Aldebaran é uma Gigante Vermelha.

II - A estrela Sirius é uma Anã Branca.

III - A estrela Alpha Centauri B é uma estrela da Sequência Principal.

IV - A temperatura superficial do Sol é maior do que a da Gigante Vermelha Betelgeuse.

O trecho a seguir foi retirado da obra O Quintal da Fábrica, da historiadora Anicleide Zequini Rossi, sobre a contratação de mão de obra na Fábrica Galvão, em Salto/SP:

“Em 31 de março de 1878, a Imprensa Ytuana publicava (...) um anúncio para a contratação de operários para o trabalho noturno. [...] O trabalho noturno exigia iluminação, que certamente teria que ser feita por meio de lampiões - pois apenas em 1895 o jornal A Cidade de Itu anunciava o trabalho noturno naquela fábrica, possibilitado pela iluminação elétrica. O espaço de produção era constituído por um imenso salão, indicado sobretudo para o trabalho diurno, equipado com ‘vinte e oito janelas com ogiva simetricamente distribuídas pelas quatro paredes’, que favoreciam a entrada do ar e da luz”

Adaptado de: Anicleide Zequini Rossi. O quintal da fábrica. 1991. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciências Humanas, Campinas, SP. pp. 76 - 77. (Disponível em: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/281202)

Sobre as fontes de energia luminosa e sua relação com a produção fabril no século XIX é possível afirmar que:

Em 13 de maio de 1937 a capa da edição vespertina do jornal O Globo trazia a reportagem intitulada “Visão trágica da fogueira nos ares - dois flagrantes inéditos do Hindenburg em chamas”. Além de apresentar duas fotografias referentes ao desastre ocorrido no dia 6 de maio daquele mesmo ano, a reportagem trazia um texto narrando o acidente ocorrido nos Estados Unidos e descrevendo o modo como as fotografias foram adquiridas pelo jornal. Reproduzimos uma das imagens publicadas na notícia e parte do texto que compunha a reportagem:

“O GLOBO já hoje publica num sensacional ‘furo’ fotográfico as primeiras ‘wire-photos’ que se estampam no Brasil. As fotografias que publicamos nesta edição foram transmitidas de Lakehurst a Miami por via telegráfica e daquela cidade americana remetidas pelo avião da ‘Panair’ para esta capital”.

Fonte: Adaptado de “VISÃO Trágica da fogueira nos ares! : Dois flagrantes inéditos do Hindenburg em chamas”. O Globo. 13 de maio de 1937. (Disponível em: http://memoria.oglobo.globo.com/jornalismo/primeiras-paginas/um-titanic-voador-8894799?fbclid=IwAR1C1XnSg7-tuxJ-a0s7cYCyatshLYUqs-3OjatdnU1Ie64x3cz6GUd1ISE)

Sobre a imagem e o texto jornalístico apresentados escolha a alternativa correta.

No sertão da minha terra, fazenda é o camarada que ao chão se deu
Fez a obrigação com força, parece até que tudo aquilo ali é seu
Só poder sentar no morro e ver tudo verdinho, lindo a crescer
Orgulhoso camarada, de viola em vez de enxada
Filho do branco e do preto, correndo pela estrada atrás de passarinho
Pela plantação adentro, crescendo os dois meninos, sempre pequeninos
Peixe bom dá no riacho de água tão limpinha, dá pro fundo ver
Orgulhoso camarada, conta histórias pra moçada
Filho do senhor vai embora, tempo de estudos na cidade grande
Parte, tem os olhos tristes, deixando o companheiro na estação distante
Não esqueça, amigo, eu vou voltar, some longe o trenzinho ao deus-dará
Quando volta já é outro, trouxe até sinhá mocinha pra apresentar
Linda como a luz da lua que em lugar nenhum rebrilha como lá
Já tem nome de doutor, e agora na fazenda é quem vai mandar
E seu velho camarada, já não brinca, mas trabalha

“Morro velho” é uma composição de Milton Nascimento, lançada em 1967. A letra da música narra uma realidade social brasileira. Como podemos definir, historicamente, o cenário que ela apresenta?

A Conferência das Nações Unidas sobre o meio ambiente, realizada em Estocolmo, em 1972, foi o primeiro encontro internacional organizado pela ONU para tratar de questões referentes à preservação ambiental. Leia o trecho adaptado do relatório da delegação do Brasil:

“Cumpriria à Delegação brasileira orientar a sua atenção no sentido de evitar que as medidas e decisões a serem adotadas em Estocolmo limitem, com formulações jurídicas, o direito soberano de cada país de explorar seus recursos e favoreçam o estabelecimento de padrões universais de produção que obstruam o processo de crescimento econômico dos países em desenvolvimento”.

Adaptado de: Brasil. Ministério das Relações Exteriores. Relatório da Delegação do Brasil à Conferência das Nações Unidas sobre o meio ambiente. V1. Estocolmo, 1972. (Disponível em: https://cetesb.sp.gov.br/proclima/wp-content/uploads/sites/36/2013/12/estocolmo_72_Volume_I.pdf)

Sobre o contexto de produção e o conteúdo do documento escolha a alternativa correta.

Em 1913, o cientista dinamarquês Niels Bohr (1865 - 1962) foi bem sucedido na explicação dos espectros atômicos com um modelo para sistemas com apenas um elétron, descrevendo como as transições eletrônicas entre níveis de energia quantizados originavam as linhas espectrais. O modelo concordava com os dados experimentais relativos aos estudos do espectro atômico do hidrogênio e permitia a descrição das séries espectrais que já eram previstas por uma equação empírica conhecida como fórmula de Rydberg (mostrada abaixo). A série de Balmer corresponde àquela cujas transições eletrônicas envolvem o retorno do elétron ao nível “L” (n_f = 2) no átomo de Hidrogênio e envolvem a luz na região do visível e do ultravioleta próximo.

Diante do exposto, assinale a opção que mostra a razão entre o comprimento de onda da luz associada à primeira transição da série de Balmer (n_i = 3, luz vermelha) e a segunda transição (n_i = 4, luz azul-esverdeada). Dado:

Fórmula de Rydberg, onde R_H é uma constante com valor de 1,1 × 10⁷ m^-1 para o átomo de hidrogênio, n_f e n_i, são os números dos níveis associados à transição.

O efeito fotoelétrico é o fenômeno de ejeção de elétrons a partir de uma superfície de um metal quando uma luz de frequência adequada a atinge. Este efeito teve sua base teórica esclarecida por Einstein (1879 - 1955) em 1905, pelo qual foi agraciado com o prêmio Nobel de física em 1921.

Tomando como exemplo, o sódio metálico, a energia mínima necessária para arrancar um elétron da sua superfície, denominada de função trabalho, corresponde a 3,7 × 10^-19 J. Portanto, quando fótons de frequência 8 × 10¹⁴ Hz, que correspondem a pacotes de energia de 5,3 × 10^-19 J, incidem sobre uma superfície de sódio, elétrons são arrancados e viajam a uma velocidade constante associada a uma energia cinética de 1,6 × 10^-19 J. Essa energia cinética é a diferença entre a energia do fóton incidente e a função trabalho.

Diante do exposto sobre o efeito fotoelétrico, assinale a opção que mostra a frequência mínima da luz necessária para ejetar um elétron da superfície do sódio metálico, sendo este elétron ejetado com energia cinética nula.

Dados: Energia de um fóton = constante de Planck x frequência; Constante de Planck h = 6,63 × 10^-34 J.s; 1 Hz = 1 s^-1.

Em 1819, dois cientistas franceses, Pierre Louis Dulong (1785 - 1838) e Alexis Thérèse Petit (1791 - 1820), verificaram experimentalmente que ao se aquecer sólidos a certas temperaturas, eles passavam a possuir um calor específico aproximadamente constante. Isto é, em determinadas temperaturas os sólidos tendem a se comportar fisicamente da mesma forma. Desse modo, eles enunciaram a lei empírica conhecida como Lei de Dulong-Petit que diz: o produto da massa atômica de um composto pelo seu calor específico a volume constante é no mínimo igual a 6,4. Matematicamente, a lei pode ser escrita como: massa atômica x calor específico ≥ 6,4, onde o calor específico deve ser usado em cal/g (calorias por grama) e o valor da massa atômica é apenas aproximado. Neste contexto, 1 g de um metal a 30,000 °C foi imerso em 10 g de água a 19,886 °C. A temperatura final do sistema, medida com termômetro apropriado, foi 20,000 °C. Assinale a opção abaixo que mostra o metal utilizado no experimento:

Dados: calor específico da água = 4190 J.kg^-1.°C^-1; 1 cal = 4,19 J.

Trecho da tabela periódica:

Fonte::Equipe ONC

Analise as seguintes situações:

1. Um engenheiro responsável pela aplicação de uma película de um adesivo líquido em um plástico estava com problemas. Formavam-se bolhas que rompiam a camada adesiva uniforme. A resposta foi encontrada nos gases dissolvidos, uma vez que ar a alta pressão era usado para forçar o adesivo pelo bico espalhador. O engenheiro não acreditava que o ar fosse solúvel em hexano (solvente) usado para dissolver a cola. Quando o gás hélio foi usado no lugar do ar, nenhuma bolha se formou devido à menor solubilidade do hélio em comparação ao ar.

2. Um carro-tanque de alumínio explodiu quando a dobradiça da porta da cúpula estava sendo soldada. O carro-tanque, usado para transportar fertilizantes (nitrato de amônio aquoso e ureia), foi lavado e limpo com água. O hidróxido de amônio diluído é mais corrosivo para o alumínio do que a solução concentrada. Assim, a reação 3 NH₄OH + Al → Al(OH)₃ + 3 NH₃ + 3/2 H₂ produziu hidrogênio que explodiu quando o arco de soldagem incendiou a mistura H₂/O₂.

3. Recentemente foi demonstrado que o incêndio do Zeppelin Hindenburg, em 1937, no qual 36 vidas foram perdidas, pode ter sido causado por eletricidade estática que inflamou o tecido da aeronave e não pelo gás hidrogênio usado para inflar o dirigível. Mostrou-se que o tecido continha pigmento de óxido de ferro e pó de alumínio, utilizado para que a aeronave refletisse um tom prateado e a suástica nazista fosse destacada. Essa combinação, conhecida como mistura de termita, resulta na reação Gouldshmidt altamente exotérmica: Fe₂O₃ + 2 Al → Al₂O₃ + 2 Fe. Assim, a má reputação que o hidrogênio teve como resultado do acidente não foi justa, sendo o maior problema a falta de conhecimentos químicos.

Fonte: Roussak, OV & Gesser, HD, Applied Chemistry: a textbook for engineers and technologists, 2ed., Springer, New York, 2013.

Sobre a leitura acima e a partir dos seus conhecimentos, assinale a opção correta.