Transformações de materiais - Ensino Médio

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Question 1

Em uma escola, estudantes precisam escolher um material para fabricar recipientes destinados ao aquecimento de soluções aquosas ácidas. O recipiente deverá permitir a observação do conteúdo, resistir à ação química da solução e suportar variações de temperatura sem sofrer deformação significativa. Entre os materiais avaliados, o vidro borossilicato apresenta transparência, baixa dilatação térmica, elevada resistência química e comportamento de isolante elétrico. Entretanto, é rígido e pode quebrar quando sofre impactos mecânicos intensos ou choques térmicos bruscos.

Com base nas propriedades apresentadas e na finalidade indicada, qual aplicação é mais adequada para o vidro borossilicato?

Accepted Answer

Alternativa A: Recipientes borossilicatados para aquecimento — A transparência permite observar a solução, a elevada resistência química reduz a interação do recipiente com o conteúdo e a baixa dilatação térmica favorece o uso durante o aquecimento. Portanto, recipientes borossilicatados para aquecimento atendem simultaneamente às exigências do problema. Dica: Considere as propriedades físicas e químicas do vidro.

Answer

Alternativa B: Janelas residenciais para iluminação — Este uso aproveita a transparência do vidro, mas não atende à finalidade específica de conter soluções aquosas ácidas durante o aquecimento. O erro consiste em considerar apenas uma propriedade do material.

Answer

Alternativa C: Estruturas de suporte contra impactos — Embora seja rígido, o vidro pode quebrar sob impactos mecânicos intensos. O erro consiste em associar rigidez a elevada resistência mecânica ao impacto.

Answer

Alternativa D: Cabos condutores para circuitos — O texto informa que o vidro borossilicato é isolante elétrico, portanto ele não é adequado para conduzir corrente elétrica. O erro consiste em confundir isolamento elétrico com condução elétrica.

Answer

Alternativa E: Embalagens plásticas para soluções aquecidas — A alternativa troca o material analisado e não utiliza as propriedades específicas do vidro borossilicato, como a transparência associada à resistência química e à baixa dilatação térmica. O erro consiste em escolher um material não mencionado como avaliado.

Question 2

Em uma atividade de Química, uma turma analisou o gás natural, cujo principal componente é o metano (CH4), utilizado como combustível em algumas residências brasileiras. Os estudantes consideraram a combustão completa, realizada com quantidade suficiente de gás oxigênio (O2). Nesse processo, os átomos do combustível são reorganizados, formando dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Embora essa combustão produza menos fuligem e monóxido de carbono do que a combustão incompleta, o CO2 liberado contribui para a intensificação do efeito estufa.

Com base no texto, qual alternativa apresenta a equação balanceada da combustão completa do metano e uma implicação ambiental coerente com esse processo?

Accepted Answer

Alternativa B: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O; a emissão de CO₂ contribui para a intensificação do efeito estufa. — Na combustão completa, o metano reage com oxigênio e forma apenas dióxido de carbono e água. Para balancear a equação, são necessários dois átomos de oxigênio molecular: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. O texto informa que o CO₂ liberado contribui para a intensificação do efeito estufa. Dica: Identifique os produtos da combustão e suas consequências ambientais.

Answer

Alternativa A: CH₄ + 2 O₂ → C + 2 H₂O; a emissão de carbono contribui para a intensificação do efeito estufa. — A formação de carbono sólido ou fuligem está associada à combustão incompleta. O texto identifica o CO₂ como espécie liberada relacionada à intensificação do efeito estufa.

Answer

Alternativa C: CH₄ + 2 O₂ → CO + 2 H₂O; a emissão de CO contribui para a intensificação do efeito estufa. — A formação de monóxido de carbono caracteriza combustão incompleta, não combustão completa. Além disso, o texto associa a intensificação do efeito estufa ao CO₂, e não ao CO.

Answer

Alternativa D: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂; a emissão de CO₂ contribui para a intensificação do efeito estufa. — A água é formada como H₂O, e não como H₂. A alternativa viola a reorganização dos átomos de hidrogênio descrita no texto e não representa a combustão indicada.

Answer

Alternativa E: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O; a emissão de CO₂ contribui para a intensificação do efeito estufa. — A relação ambiental está de acordo com o texto, mas a equação não está balanceada: há quatro átomos de hidrogênio nos reagentes e apenas dois nos produtos, além de quantidade insuficiente de oxigênio.

Question 3

Analise a reação de neutralização entre ácido e base. Quais produtos são formados?

Accepted Answer

Alternativa A: Sal e água — Resultado típico de reações de neutralização. Dica: Identifique os produtos típicos da reação de neutralização.

Answer

Alternativa B: Ácidos e bases — Os reagentes não são produtos.

Answer

Alternativa C: Gás carbônico — Não é produzido na neutralização.

Answer

Alternativa D: Hidrogênio — Não é formado em reações ácidas e básicas.

Answer

Alternativa E: Oxiácidos — Não é um produto da reação de neutralização.

Question 4

Em uma aula experimental, estudantes analisaram uma solução de ácido acético, componente do vinagre, usada em uma conserva de vegetais. O pH medido foi 2,9. Em amostras com menor pH, observou-se menor crescimento de microrganismos ao longo de sete dias. A equipe discutiu se essa propriedade poderia justificar aplicações na conservação de alimentos, na produção de papel, na fabricação de plásticos, na produção de combustíveis ou na limpeza de superfícies.

Com base nos dados do experimento, qual aplicação está diretamente relacionada à análise do pH da solução de ácido acético?

Accepted Answer

Alternativa A: Na conservação de alimentos — O pH 2,9 indica que a solução é ácida. Como o experimento relacionou diretamente o menor pH à redução do crescimento de microrganismos, a análise do pH justifica sua aplicação na conservação de alimentos. As demais alternativas apresentam áreas citadas no texto, mas não foram relacionadas aos dados observados. Dica: Considere as aplicações do pH em reações químicas e biológicas.

Answer

Alternativa B: Na produção de papel — Esse distrator decorre do erro de associar a presença de uma substância ácida a qualquer processo industrial que possa empregá-la, sem considerar que o experimento só relacionou o pH à redução do crescimento microbiano.

Answer

Alternativa C: Na fabricação de plásticos — Esse distrator resulta da confusão entre a análise de uma propriedade da solução e o controle de reações de formação de materiais, aspecto que não foi observado no experimento.

Answer

Alternativa D: Na produção de combustíveis — Esse distrator expressa o erro de relacionar o caráter ácido da solução à produção de combustíveis, embora os dados não tenham tratado de combustão, rendimento energético ou composição de combustíveis.

Answer

Alternativa E: Na limpeza de superfícies — Esse distrator decorre da generalização indevida de que uma solução ácida, por suas propriedades químicas, necessariamente tem sua aplicação de pH explicada pelo experimento; entretanto, não houve análise de remoção de resíduos ou de limpeza.

Question 5

Em um projeto de habitação de interesse social no semiárido brasileiro, a equipe deseja reduzir o aquecimento dos ambientes durante o dia. Para comparar os materiais disponíveis para a camada principal do telhado, foi considerada exclusivamente a condução de calor. Quanto menor for a condutividade térmica, menor será a tendência de o material transferir calor por condução. Os valores medidos foram: alumínio, 205 W/(m·K); concreto, 1,4 W/(m·K); cerâmica, 1,0 W/(m·K); madeira, 0,15 W/(m·K); fibra de vidro, 0,04 W/(m·K).

Com base no critério apresentado e nos dados da tabela, qual material é mais adequado para a camada principal do telhado, considerando exclusivamente a redução da transferência de calor por condução?

Accepted Answer

Alternativa A: Fibra de vidro — A fibra de vidro apresenta a menor condutividade térmica entre os materiais comparados, com 0,04 W/(m·K). Portanto, nas condições estabelecidas, é o material que menos favorece a transferência de calor por condução para o interior da construção. Dica: Considere as propriedades térmicas dos materiais.

Answer

Alternativa B: Madeira — Este distrator decorre do erro de escolher o segundo menor valor de condutividade térmica sem comparar todos os dados. Embora a madeira seja relativamente isolante, sua condutividade térmica, de 0,15 W/(m·K), é maior que a da fibra de vidro.

Answer

Alternativa C: Cerâmica — Este distrator decorre do erro de associar um material tradicionalmente usado em telhados à melhor capacidade de isolamento, ignorando o critério numérico apresentado. A cerâmica possui condutividade térmica de 1,0 W/(m·K), superior à da fibra de vidro.

Answer

Alternativa D: Alumínio — Este distrator decorre do erro de considerar suficiente a leveza ou a facilidade de conformação do material, sem analisar sua condutividade térmica. O alumínio apresenta o maior valor da lista, 205 W/(m·K), e favorece mais a condução de calor.

Answer

Alternativa E: Concreto — Este distrator decorre do erro de considerar que um material mais espesso ou estruturalmente resistente necessariamente impede mais a passagem de calor. No critério proposto, o concreto apresenta condutividade de 1,4 W/(m·K), muito maior que a da fibra de vidro.

Question 6

Uma cooperativa avaliou resíduos gerados em cinco atividades industriais realizadas sob as condições descritas no relatório. A análise mostrou que o resíduo da produção de baterias chumbo-ácido continha chumbo dissolvido em concentração acima do limite de toxicidade estabelecido para a classificação de resíduos. Os resíduos da reciclagem de papel, da fabricação de vidro, do processamento de alimentos e da produção de embalagens plásticas foram classificados como não perigosos nesse mesmo relatório.

Com base no relatório e no critério de toxicidade apresentado, qual atividade gerou resíduo perigoso?

Accepted Answer

Alternativa B: Produção de baterias chumbo-ácido — O relatório informa que apenas o resíduo da produção de baterias chumbo-ácido apresentou chumbo dissolvido em concentração superior ao limite de toxicidade. Portanto, entre as atividades avaliadas nas condições indicadas, essa é a única associada à geração de resíduo perigoso. Dica: Identifique a alternativa que menciona resíduos perigosos.

Answer

Alternativa A: Fabricação de vidro — Este distrator decorre da associação indevida entre o uso de altas temperaturas e a geração necessária de resíduos perigosos. O relatório não identifica toxicidade no resíduo da fabricação de vidro.

Answer

Alternativa C: Reciclagem de papel — Este distrator resulta da generalização de que toda atividade industrial gera resíduo perigoso. O relatório, porém, classifica o resíduo da reciclagem de papel como não perigoso.

Answer

Alternativa D: Produção de embalagens plásticas — Este distrator associa a presença de material sintético à classificação automática como perigoso. No relatório, o resíduo da produção de embalagens plásticas não ultrapassou o critério de toxicidade.

Answer

Alternativa E: Processamento de alimentos — Este distrator confunde a possibilidade de decomposição de resíduos orgânicos com o critério de toxicidade usado no relatório. O resíduo do processamento de alimentos foi classificado como não perigoso.

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