1 Cristina Vieira da Silva Sala de Estudo Exercícios 2
FÍSICA E QUÍMICA A-10º ANO
Exercícios resolvidos e propostos
Escalas e Medição em Química
Exercícios resolvidos
1. Considera as unidades representadas por:
km K min ms-1 a.. kg
a) Selecciona as que correspondem a unidades de distância, escreve os respectivos nomes e relaciona-as entre si.
Unidades de distância: km (quilómetro) e a.. (ano luz). Notar que ms-1 é a unidade de velocidade.
Relação entre as duas: 1 a.. = 9,46×1012 km
b) Indica qual corresponde a uma unidade de tempo e relaciona-a com a respectiva unidade SI.
Unidade de tempo: min (minuto)
Unidade SI: a unidade SI de tempo é o segundo, logo 1 min = 60 s.
c) Escreve o nome da que corresponde a uma unidade de temperatura.
K corresponde à unidade SI de temperatura, o Kelvin.
2. A velocidade da luz, no vazio, é a maior velocidade que se conhece, 300 000 km/s. Calcula, em quilómetros, a distância percorrida pela luz em:
a) 1 h
Como a velocidade surge nas unidades km/s, é preciso converter o intervalo de tempo a segundos.
t = 1 h = 1×3600 = 3600 s
b) 1 ano
Considerando que 1 ano tem 365 dias:
t = 1 ano = 1×365×24×3600 = 3,15×107 s
Nota que este valor é o ano-luz (distância percorrida pela luz num ano).
3. A luz da Estrela Polar demora 470 anos a chegar à Terra.
a) Exprime este valor em unidades SI, apresentando o resultado em notação científica.
t = 470 anos = 470×365×24×3600 = 1,48×1010 s
b) Calcula a distância da Estrela Polar à Terra, expressa em quilómetros e em parsec.
vluz = 300 000 km/s
Como 1 pc = 3,1×1016 m = 3,1×1013 km (dado fornecido), ter-se-á:
4. Exprime:
a) 220 ºC em K
TK = TºC + 273,15 = 220 + 273,15 = 493,15 K b) 700 ºF em ºC
TºF = 1,8×TºC+32 TºC = (TºF – 2)/ TºC = (700– 2)/ T 371,1 ºC
2 Cristina Vieira da Silva Sala de Estudo Exercícios 2 c) 300 K em ºF
Na expressão que é fornecida, a escala Fahrenheit está relacionada com a escala Célsius e não com a escala Kelvin. Assim, primeiro é preciso converter a Célsius e depois a Fahrenheit.
TK = TºC + 273,15 TºC = TK – 273,15 TºC = 300 – 273,15 T = 26,85 ºC TºF = 1,8×TºC+32 T 1,8×26,85+32 = 80,3 ºF
5. Considera a régua apresentada na figura.
5.1. Qual é o valor da menor divisão da escala?
Entre os valores 2 e 3, isto é, para 1 cm, há 10 divisões. Assim, para se calcular quanto vale a menor divisão da escala:
1 cm → 10 divisões x → 1 divisão x = 1/10 = 0,1 cm
5.2. Qual é o valor da incerteza de leitura?
Como se trata de uma escala analógica, a incerteza de leitura será metade da menor divisão da escala, isto é, ±0,05 cm.
6. Numa aula de Química, dois alunos mediram o volume de uma amostra líquida, obtendo os resultados seguintes:
Valuno 1/mL Valuno 2/mL
Medição 1 15,05 15,49
Medição 2 15,08 15,59
Medição 3 15,10 15,42
Medição 4 14,98 15,55
Medição 5 15,09 15,41
Sabendo que o valor real do volume da amostra é 15,50 mL, diz, justificando com cálculos, qual o aluno que obteve o resultado com:
6.1. maior exactidão;
A exactidão está relacionada com a proximidade ao valor real, logo é preciso calcular o erro absoluto.
Primeiro, calcula-se o valor mais provável (média aritmética) para cada aluno.
mL
2 mL Ea aluno 1 = |15,06 – 15,50| = 0,44 mL
Ea aluno 2 = |15,49 – 15,50| = 0,01 mL
O aluno 2 foi mais exacto, pois aproximou-se mais do valor real.
6.2. maior precisão.
A precisão está relacionada com a proximidade dos vários resultados obtidos. Assim, é preciso calcular os desvios de cada resultado em relação ao valor mais provável e, depois, considerar o maior desvio como a incerteza absoluta.
Valuno 1/mL / Desvios absolutos/mL Ia = 0,07 mL 15,05
15,05
|15,05-15,05| = 0,00
15,08 |15,05-15,08| = 0,03
15,10 |15,05-15,10| = 0,05
14,98 |15,05-14,98| = 0,07
15,09 |15,05-15,09| = 0,04
3 Cristina Vieira da Silva Sala de Estudo Exercícios 2 Valuno 2/mL / Desvios absolutos/mL Ia = 0,10 mL
15,49
15,49
|15,49-15,49| = 0,00
15,59 |15,49-15,59| = 0,10
15,42 |15,49-15,42| = 0,07
15,55 |15,49-15,55| = 0,06
15,41 |15,49-15,41| = 0,08
O aluno 1 obteve uma incerteza absoluta menor, logo foi o mais exacto.
6.3. Apresenta os resultados obtidos pelos dois alunos.
X =
Valuno1 = 15,05±0,07 mL Valuno2 = 15,49±0,10 mL
7. Apresenta os números seguintes em notação científica, com 4 algarismos significativos.
7.1. Uma mole de qualquer substância contém 602200000000000000000000 partículas.
6,02×1023 partículas
7.2. Em 1 cm3 de gás nas condições PTN existem 30000000000000000000 moléculas.
3,000×1019 moléculas
Exercícios propostos
8. Exprime em notação científica os seguintes números e indica a ordem de grandeza de cada um.
8.1. 1368000 8.2. 0,000000175 8.3. 56000000000
8.4. 0,000037 8.5. 0,00560000 8.6. 0,007105
9. Exprime, em unidades do Sistema Internacional e em notação científica, as dimensões dos seguintes corpos.
Dados: (micro) = 10-6; n(nano) =10-9; p(pico) = 10-12; Å(angstrom) = 10-10 9.1. Célula do sangue (plaqueta – 2,50 m)
9.2. Bactéria (220 nm)
9.3. Átomo de hidrogénio (74 pm) 9.4. Mercúrio (4880 km)
9.5. Átomo de magnésio (3,2 Å) 10. Efectua os seguintes cálculos:
10.1. 1,4×103×2,0×104 10.2. 2,6×10-5×0,5×103 10.3. 4,1×10-3×2,0×103 10.4.
10.5.
10.6. 7×105 + 0,5×105 10.7. 7,28×103 + 2,42×104 10.8. 4,00×10-19 - 0,24×10-18 11. Resolve as seguintes equações.
11.1. 1,2×10-18 = 6,9×10-19 + ½×9,1×10-31 × v2 11.2.
11.3. 2 2 2 ) 2
12. A unidade astronómica, UA, o ano-luz, a.. e o parsec, pc, são unidades adequadas para exprimir distâncias no Sistema Solar e no Universo.
12.1. A distância média de Plutão à Terra é de 39,4 UA. Indica esta distância em quilómetros.
12.2. O diâmetro da Via Láctea, a nossa galáxia, é 100 000 a.. Indica esta distância em quilómetros e parsec.
12.3.A distância da estrela Castor à Terra é de 14 pc. Calcula o tempo que a luz desta estrela demora a chegar à Terra.
12.4. Dos valores 5000 UA, 12 a.. e 3 pc, selecciona o que corresponde à maior distância.
4 Cristina Vieira da Silva Sala de Estudo Exercícios 2 13. No planeta Mercúrio a temperatura média diurna à superfície é 427 ºC e, durante a noite, é – 170 ºC.
13.1.Calcula, em ºF, a temperatura média diurna em Mercúrio.
13.2. Indica, em K, a temperatura média nocturna em Mercúrio.
14. Considera os valores de temperaturas: 200 K, – 260 ºC, 180 ºF, 78 ºC. Selecciona o valor que corresponde à temperatura mais elevada. Apresenta os cálculos necessários.
15. Considera as escalas representadas nas figuras I e II, ambas em centímetros.
15.1. Qual é a incerteza absoluta de leitura associada à escala I? E para a escala II?
15.2. Indica o valor a que corresponde cada uma das três marcas (A, B e C) que estão desenhadas junto à escala II.
16. Observa a tabela seguinte, que se refere à determinação do tempo de uma reacção que ocorre em 2,000 min, efectuada por três alunos, A, B, e C.
tA/ min tB/ min tC/ min
Medição 1 1,961 1,972 2,000
Medição 2 1,964 1,970 2,001
Medição 3 1,987 1,969 2,001
Medição 4 1,992 1,968 2,002
16.1. Justifica, apresentando os cálculos necessários, cada uma das afirmações verdadeiras.
(A) Os resultados obtidos pelo aluno B são mais precisos do que os obtidos pelo aluno A.
(B) Os resultados obtidos pelos alunos A e B são pouco exactos.
(C) Os resultados do aluno C são os mais precisos e os mais exactos.
16.2. Exprime o valor mais provável para a medição efectuada por cada um dos alunos, expressa em unidades SI.
Soluções
8.1) 1,368×106; ordem de grandeza = 106 8.2) 1,75×10-7; ordem de grandeza = 10-7 8.3) 5,6×1010; ordem de grandeza = 1011 8.4) 3,7×10-5; ordem de grandeza = 10-5 8.5) 5,6×105; ordem de grandeza = 106 8.6) 7,105×10-3; ordem de grandeza = 10-2 9.1.) 2,50×10-6 m
9.2.) 2,20×10-7 m 9.3.) 7,4×10-11 m 9.4.) 4,8×106 m 9.5.) 3,2×10-10 m 10.1.) 2,8×107 10.2.) 1,3×10-2 10.3.) 8 10.4.) 4,9×102 10.5.) 2,0×10-2 10.6.) 8×105 10.7.) 3,15×104
10.8.) 1,60×107 11.1.) 1, 0×106 11.2.) 3,64 11.3.) 387
12.1.) 5,9×1010 km
12.2.) 9,46×1017 km; 3,05×104 pc 12.3.) 1,45×109 s
12.4.) 12 a.l.
13.1.) 700,15 ºF 13.2) 103,15 K 14) 180 ºF
15.1.) escala I: ±0,002 cm; escala II: ±0,05 cm 15.2.) A: (57,23±0,05)cm; B: (58,59±0,05)cm; C:
(58,95±0,05)cm
16.1.) (A) Verdadeira; (B) Falsa; (C) Verdadeira 16.2.) tA = 118,560s; tB = 118,200s; tC = 120,060s
