ONC 2022 · 2º ano do ensino médio: prova com gabarito

Em diversos aspectos, procedimentos realizados numa cozinha comum assemelham-se àqueles praticados por técnicos químicos em laboratórios. Por exemplo, o preparo de uma solução pode ser diretamente comparado com o preparo de uma bebida a partir de refresco em pó. Um analista de laboratório deve estar atento aos rótulos dos reagentes e às informações fornecidas para que as soluções preparadas atendam aos requisitos necessários. A figura abaixo apresenta as informações mostradas num rótulo típico de um pacote de refresco em pó.

Fonte: equipe ONC. Sobre o exemplo citado acima e as informações mostradas no rótulo, assinale a alternativa correta.

Num laboratório de Química, um técnico necessitava de uma solução de ácido sulfúrico com título em massa de 15%. No entanto, ele dispunha de um frasco de 1 litro de solução de ácido sulfúrico concentrado, no qual era possível ver um rótulo como o ilustrado abaixo:

Fonte: Equipe ONC.

Além das informações do rótulo, consultando um handbook de Química, o técnico verificou que a solução de ácido sulfúrico a 15% possui uma densidade de 1,12 g cm^-3. Com base nas informações apresentadas e considerando um manuseio seguro para o preparo da solução que o técnico necessitava, assinale a alternativa correta.

A Figura abaixo mostra, através de um gráfico, o registro da temperatura de um sistema contendo uma substância pura, em função do calor absorvido, com uma pressão invariável sobre o sistema. Mantendo-se a fonte de calor constante durante todo o experimento, o sistema evoluiu no sentido A → B → C → D → E.

Fonte: equipe ONC.

Sobre o gráfico mostrado e a partir dos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.

Um composto orgânico (substância problema) contendo na sua molécula os átomos de carbono, hidrogênio e cloro, foi submetido a uma análise química qualitativa. Para isto, uma amostra da substância foi colocada em um forno, sofrendo combustão completa através da reação com oxigênio proveniente da seguinte reação:

2 CuO(s) → 2 Cu(s) + O₂(g)

Após a combustão, os gases resultantes, ainda em alta temperatura, foram coletados e colocados em contato com ácido pirogálico (C₆H₆O₃), que absorveu todo o oxigênio em excesso. A nova mistura gasosa foi levada a atravessar um tubo com sulfato de cobre (II) anidro, observando-se a formação de um sólido azul. Na saída deste mesmo tubo conectou-se um frasco com uma solução de óxido de cálcio (CaO), também chamada de água de cal. Observou-se que o gás na saída turvou a solução, devido a um precipitado branco formado.

Uma nova amostra da substância problema foi aquecida com sódio metálico e o resíduo sólido obtido foi dissolvido em uma solução de nitrato de prata em meio ácido. Rapidamente formou-se um precipitado branco.

Sobre os aspectos químicos do procedimento descrito e a partir dos seus conhecimentos, assinale a alternativa INCORRETA.

Leia o trecho abaixo.

A igualdade, a universalidade e o caráter natural dos direitos ganharam uma expressão política direta pela primeira vez na Declaração da Independência americana de 1776 e na Declaração dos Direitos do Homem e do Cidadão de 1789. Embora se referisse aos "antigos direitos e liberdades" estabelecidos pela lei inglesa e derivados da história inglesa, a Bill of Rights (Declaração de Direitos) inglesa de 1689 não declarava a igualdade, a universalidade ou o caráter natural dos direitos.

Adaptado de A invenção dos direitos humanos: uma história de Lynn Hunt São Paulo: Companhia das Letras, 2009. 285p

A partir da leitura e de seus conhecimentos sobre o referido período histórico, escolha a alternativa correta.

Observe a tabela abaixo:

Fonte: Citação de MUAZE, Mariana. As memórias da Viscondessa: família e poder no Brasil Império. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2008.

Levando em conta a tabela acima e seus conhecimentos, assinale a alternativa que representa uma característica da escravidão no Brasil.

Leia a carta abaixo.

Rio de Janeiro, 2 de setembro de 1822

Pedro,

O Brasil está como um vulcão. Até no paço há revolucionários. Até portugueses revolucionários […]. As cortes portuguesas ordenam vossa partida imediatamente; ameaçam-vos e humilham-vos. O Conselho de Estado vos aconselha a ficar. Meu coração de mulher e de esposa prevê desgraças se partirmos agora para Lisboa. Sabemos bem o que tem sofrido nosso país. O rei e a rainha de Portugal não são mais reis, não governam mais, são governados pelo mesmo despotismo das cortes que perseguem e humilham os soberanos a quem devem respeito […]. O Brasil será em vossas mãos um grande país. O Brasil vos quer para seu monarca. Com vosso apoio ou sem vosso apoio, ele fará sua separação. O pomo está maduro, colheio-o já, senão apodrecerá […]. Já dissestes aqui o que ireis fazer em São Paulo. Fazei, pois.

Marsilio Cassotti. A biografia íntima de Leopoldina: a imperatriz que conseguiu a independência do Brasil. São Paulo: Planeta, 2015, p. 183.

A análise da carta possibilita compreender um conflito característico do processo de independência do Brasil. Assinale a alternativa correta que descreve o referido conflito.

Leia o texto abaixo.

Disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-humanas/bruxas-paulistas-pesquisa-resgata-historia-de-mulheres-acusadas-defeiticaria/

O caso mencionado no texto aponta para a atuação da Igreja dentro da sociedade colonial brasileira. A esta referida instituição cabia:

Já se passaram três décadas desde que astrônomos descobriram a supernova mais brilhante observada nos últimos 400 anos. A explosão estelar SN 1987A resplandeceu com o brilho de 100 milhões de sóis durante vários meses após a sua descoberta em 23 de fevereiro de 1987.Situada na Grande Nuvem de Magalhães, uma das galáxias satélite da Via Láctea, a SN 1987A foi a explosão de supernova mais próxima observada em séculos, tendo-se tornado rapidamente na supernova mais bem estudada de todos os tempos. As supernovas são criadas a partir do colapso do seu núcleo. No processo, o núcleo sofre deformações devido ao peso gravitacional, e entra em colapso. O que ocorre depois é uma série de reações que desencadeiam uma grandiosa explosão, arrebentando as camadas exteriores da estrela. À medida que o colapso do centro da estrela ocorre, a sua densidade cresce até que a captura de elétrons por prótons via interação fraca se torna energeticamente favorável, produzindo nêutrons e neutrinos. Esse processo transforma a maior parte da matéria no interior da estrela em nêutrons e produz uma enorme quantidade de neutrinos e desencadeia uma grandiosa explosão, arrebentando as camadas exteriores da estrela.

Imagem: Anéis em torno da supernova 1987A, com a ejeção da explosão no centro do anel inteiro (crédito: ESA/Hubble).

Alguns segundos após ser observada a explosão da supernova SN 1987A, detectores existentes no subsolo da Terra registraram a chegada de uma quantidade de neutrinos maior do que o normal. Podemos, então, afirmar que estes neutrinos:

Observe as imagens abaixo e considere o texto a seguir.

Imagem: https://www.ligo.caltech.edu (adaptada).

A imagem traz as fotos dos dois Observatórios LIGO nas cidades de Hanford (Washington) e Livingston (Louisiana), nos Estados Unidos. Estes observatórios foram responsáveis pela primeira detecção, em 14 de setembro de 2015, das ondas gravitacionais emitidas no processo de fusão de buracos negros.

O termo “observatório” geralmente remete, no contexto da astrofísica, à imagem dos espelhos dos observatórios ópticos ou às antenas parabólicas típicas dos radiotelescópios. Revertendo essa expectativa, a geometria dos observatórios de ondas gravitacionais é na forma de braços perpendiculares. Essa geometria acompanha a engenharia dos interferômetros, que remonta aos experimentos de Albert Michelson (1852-1931) e Edward Morley (1838-1923), de 1887, para a detecção do Éter, que seria o meio através do qual as ondas eletromagnéticas supostamente se propagariam.

Nos Observatórios LIGO, feixes de laser percorrem quilômetros, em cada um dos dois braços perpendiculares, em cada um dos observatórios, antes de chegar ao fotodetector, criando um padrão de interferência.

A Teoria da Relatividade Geral previu que a passagem de uma onda gravitacional encurtaria o espaço na direção da propagação desta onda. Então, se um dos braços dos observatórios fica sutilmente mais curto com a passagem de uma onda gravitacional, isso pode ser detectável por uma mudança no padrão de interferência.

A magnitude da deformação é da ordem de 10^-21 m, porque a amplitude da onda gravitacional é dessa mesma ordem de grandeza. Para pôr esse resultado em perspectiva, lembre-se que o tamanho do núcleo atômico é da ordem de 10^-15 m. Isso significa que o interferômetro LIGO foi capaz de detectar variações de tamanho de cerca de um milionésimo (10^-6) do tamanho do núcleo atômico. Isso faz da detecção das ondas gravitacionais a medição de maior precisão na história das ciências naturais!

As ondas foram detectadas primeiro pelo observatório em Livingston (L1) e, então, Δt = 10 ms depois pelo observatório de Hanford (H1). Pela latitude e longitude de cada localidade, estima-se a distância entre ambos os observatórios seja Δx = 3.000 km.

Imagem: Phys. Rev. Lett. 116, 061102/2016 (adaptada).

A partir dos seus conhecimento e supondo um caminho retilíneo de propagação das ondas, estima-se que a velocidade de propagação de uma onda gravitacional seja igual à:

Um cometa passou por seu periélio em 15 de março de 2014 a uma distância de 0,5 UA. Sua passagem seguinte pelo periélio aconteceu em 15 de março de 2019.

Imagem: CCramez, 2009 (adaptada).

Assinale a opção que traz a que distância aproximada, em UA, o cometa passou em seu afélio.

Na imagem a seguir temos o esquema óptico de dois tipos de telescópios refratores simples: o galileano, construído pelo próprio Galileo (1564-1642) entre 1609 e 1610 e o kepleriano, projetado por Johannes Kepler (1571-1630) em 1611.

Imagem: astro.if.ufrgs (adaptada).

Avalie as afirmações sobre este sistema e assinale a opção correta.

I - No refrator galileano, a imagem não é invertida.

II - Para a ocular galileana, o ponto objeto é virtual.

III - No refrator kepleriano, o ponto imagem real é também o ponto objeto real.

IV - No refrator kepleriano, a imagem da ocular é real e invertida.

O esquema a seguir mostra os sistemas circulatórios de três vertebrados de classes distintas.

Fonte: https://biocyclopedia.com/index/general_zoology/plan_of_vertebrate_circulatory_systems.php

Sobre esses sistemas, é correto afirmar que:

A fixação biológica do nitrogênio é extremamente sensível aos níveis de oxigênio dentro da raiz da planta. As células radiculares facilitam a fixação deste gás, pois possuem uma proteína notavelmente parecida com a hemoglobina humana, chamada leghemoglobina. O ferro na leghemoglobina absorve o excesso de oxigênio do meio intracelular, fornecendo a concentração ideal de oxigênio para que a fixação do nitrogênio ocorra. O ferro oxidado na leghemoglobina dá aos nódulos radiculares uma aparência estranhamente carnosa.

De acordo com seus conhecimentos sobre este assunto, assinale a alternativa correta.

Observe a animação e o gráfico a seguir relacionados com as alterações no potencial de membrana de um neurônio.

Fontes: OXT4HdcHUO/giphy.gif e Equipe ONC

Assinale a alternativa que relaciona corretamente o fenômeno mostrado na animação e os números indicados no gráfico.

Incêndios em locais fechados são perigosos não só pelas altas temperaturas, mas também porque alguns gases gerados podem ser tóxicos. O monóxido de carbono, por exemplo, pode causar desmaios caso sejam expostos em altas doses. Sua atuação no organismo de animais envolve mecanismos que prejudicam o metabolismo do oxigênio.

Fonte: https://downloadwap.com/thumbs3/screensavers/d/new/nature/flamesfire-47217.gif

Assinale a alternativa que contém a afirmação correta sobre o CO.

Leia o texto logo abaixo para compreender a situação apresentada na animação a seguir. A formiga-de-estalo tem mandíbulas superdesenvolvidas que se fecham tão rapidamente que emitem um som parecido com um estalo, origem de seu nome. O movimento de suas mandíbulas detém o recorde de rapidez com que um animal move suas partes do corpo. Para escapar de um perigo, ela morde o chão com uma força de até 300 vezes seu peso, sendo arremessada intensamente para o sentido oposto. Fonte: https://www.bbc.com/portuguese/reporterbbc/story/2006/08/060822_formiga_estalopu

Na situação abaixo, vemos uma formiga-de-estalo sendo atacada por uma abelha. Usando o mecanismo descrito acima, a formiga lançou-se com 216 km/h e saiu da mesa para a parede tão rapidamente que a abelha ficou sem ação. Caso não existisse a gravidade, a formiga percorreria 2,4 m até atingir a parede (linha tracejada que aparece na animação). A presença da gravidade acrescenta ao movimento da formiga um pequeno deslocamento para baixo.

Considerando que a aceleração da gravidade mede 10,0 m/s² e desprezando a influência do ar, de quanto seria o deslocamento vertical provocado pela gravidade durante o movimento da formiga?

Dos diversos métodos usados para medir a velocidade de disparo de projéteis, o mais conhecido é o pêndulo balístico, representado pela animação abaixo. Nesse método, um projétil é disparado próximo a um bloco que seja:

● constituído por um material mole ao ponto do projétil conseguir penetrá-lo;

● suficientemente espesso para que o projeto, ao penetrá-lo, não saia pelo outro lado;

● pesado para não ganhar muita velocidade ao incorporar o projétil.

O bloco é preso ao teto e passa a oscilar como um pêndulo após incorporar o projétil disparado. A pessoa que deseja determinar a velocidade de disparo do projétil busca medir com precisão o quanto o bloco sobe (medida indicada por h) após incorporar o projétil.

Digamos que o bloco de 1796,0 g foi usado em um pêndulo balístico para medir a velocidade de disparo de um projétil de 4,0 g inerente a um novo modelo de revólver. O bloco utilizado satisfez todas as condições apresentadas acima e subiu uma altura h = 20 cm. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e que o ar não produz interferência significativa, utilize as teorias da Mecânica para determinar qual a velocidade de disparo desse projétil?

A partir do século XVI, as ideias científicas ganharam força, principalmente com a ampliação do uso da imprensa, máquina de reproduzir livros. Em contrapartida, havia poderosos obstáculos a esse movimento, como o geocentrismo ptolomaico que recebeu diversas adequações para ser aceito como referência pela Igreja Católica, no século XVI. Há dois casos famosos de confronto nesse campo de ideias durante esse período. O primeiro deles foi protagonizado por Giordano Bruno, um frade italiano, que, em 1600, foi considerado herege pela Inquisição Católica ao defender o geocentrismo, e, como pena pelo seu crime, foi queimado em praça pública. O segundo caso foi o do cientista Galileu Galilei. Em 1690, esse um físico italiano teve acesso à luneta, inventada por um holandês. Ele aprimorou esse instrumento e, a partir de uma noite de Lua cheia, passou a observar o céu por meio dele. Suas observações revelaram diversas contradições na cosmologia ptolomaica. Três delas foram representadas na animação abaixo.

Em 1610, Galileu publicou “O mensageiro das estrelas”, um pequeno tratado que descreve suas descobertas. Diferente do uso tradicional do latim, essa obra é escrita em italiano e ganha fama por toda a Europa rapidamente. Cada vez mais Galileu acreditava que o Sol era o centro do universo e isso o levou a ser condenado, por heresia, pela Inquisição Católica, à prisão domiciliar em 1633. O estopim para a sua condenação foi a obra “Diálogo dos Dois Principais Sistemas Mundiais“, o qual sugere diversas evidências de que, no interior de um transporte, não conseguimos distinguir se ele está parado ou em movimento se esse movimento for regular. Tal comportamento é a aplicação do que será chamado de lei da Inércia. ROCHA, José Fernando (Ed.). Origens e evolução das idéias da física. SciELO-EDUFBA, 2002.

Considerando o texto, e os seus conhecimentos em História e Física, assinale a alternativa correta.