Lista de Química - Ligações Iônicas

Os vídeos a seguir são resoluções de exercícios da lista de química sobre Ligações Iônicas (é possível acessar a lista de exercícios em PDF aqui).

Força Magnética

• Magnetismo

• Aurora Boreal e Austral

Eletrodinâmica

• Corrente Elétrica

• Circuitos Elétricos Série

• Circuitos Elétricos Paralelo

• Circuito Paralelo e Série

• O choque elétrico e suas consequências

• Resolução de Exercícios Corrente Elétrica

• A Corrente Elétrica

• Consumo de Energia

Eletrostática

• Fundamentos sobre carga elétrica, força eletrostática e campo elétrico

• Gerador de Van de Graaff

• Exercícios resolvidos sobre processos de eletrização e carga elétrica

• Lei de Ohm

Eletromagnetismo

• Eletrostática

• Eletrodinâmica

• Força Magnética

Resolução da Lista de Química

1- O número atômico do elemento situado no 3º período e que pertence a família dos halogênios é:

a)35
b)17
c)53
d)9
e)25

2- O elemento ⁵⁶X²⁶ pode ser classificado como:

a) Metal Alcalino

b) Metal de Transição

c) Metal Alcalinoterroso

d) Gás Nobre

e) Halogênio 

3- Determine o A e o Z do gás nobre pertencente ao 4^o período da Tabela Periódica, sabendo que o mesmo apresenta 47 neutrôns.

4- Considere as seguintes distribuições eletrônicas:

a) A - 1s² 2s2 2p6 3s²

b) B - 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹

c) C – 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

A ordem crescente de raio atômico é:______________

 

5- A energia de ionização é a energia necessária para retirar um ou mais elétrons de um átomo isolado no estado gasoso. A afirmação anterior está correta ou incorreta? Justifique.

A Corrente Elétrica

A Corrente Elétrica

Aqui está um exemplo da aplicação da corrente elétrica em nosso dia a dia e a vídeo resolução de alguns exercícios sobre corrente elétrica. Em caso de dúvidas, perguntem nos comentários!

Circuitos Série e Paralelo

Resolução de Exercícios sobre Corrente Elétrica

Corrente Elétrica

A corrente elétrica é definida como fluxo ordenado de cargas, devido a uma diferença de potencial, mantida por uma fonte de tensão (gerador). Para entendermos melhor, faremos uma analogia (comparação): imaginem um escorregador, desses que existem em praças para crianças, agora, um menino deixa uma bola escorregar pela rampa do alto até o chão. Para que a bola novamente faça o percurso é necessário que o menino a pegue, suba as escadas e a abandone novamente do alto. Certo? Pois é, nesse caso podemos pensar que a bola faz o papel de elétron, que constitui a corrente elétrica e o menino é gerador que concede energia para que o elétron execute o circuito (percurso).  No caso do circuito elétrico é o gerador que concede energia para que o elétron percorra o circuito e se estabeleça a corrente elétrica. Abaixo, a figura 1 que mostra um escorregador (semelhante ao mencionado) e a figura 2 que mostra a corrente elétrica em um fio condutor:

Fig1: Escorregador                                                                                                                                                                    Fig.2: Corrente elétrica

                                                                                                                                                                 

É importante destacar que o sentido real da corrente é dado pelo movimento dos elétrons, ou seja, do polo negativo ao polo positivo do gerador e o sentido convencional é ao contrário. A corrente pode ocorrer em sólidos, líquidos ou gases, no entanto, em nosso estudo da eletrodinâmica, trabalharemos apenas com a corrente em fios condutores, logo em sólidos. 

O Cálculo da intensidade da corrente elétrica é feito pela divisão da quantidade de carga que atravessa o fio pela unidade de tempo, isto é:

                                            

onde i é a intensidade de corrente elétrica, medida em amperes (A); Q é quantidade de carga, medida em coulombs (C) e Δt é intervalo de tempo, medido em segundos (s).

Lembrando que:  Q = n.e (número de carga em excesso  X  carga elementar)

Referências:

ALVARENGA, Beatriz; MÁXIMO, Antônio. Curso de Física, vol. 3. Editora Scipione. São Paulo. 6ª edição. 2007

http://tudoeletrica.blogspot.com.br/p/corrente-eletrica.html
http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2010_09_01_archive.html

Lista II - Química

Lista II - Química

Gerador de Van de Graaff

ROTEIRO - GERADOR DE VAN DE GRAAFF 

• O que é o Gerador de Van de Graaff? 

O gerador de Van de Graaff  é uma máquina eletrostática, mas o que essa máquina eletrostática faz?  

O gerador consiste em um motor que vai girar a correia, que em atrito com os roletes de plástico, vão gerar eletricidade, e essa eletricidade vai se distribuir por toda a correia chegando até o coletor de metal através do ar, por meio desse coletor a superfície interna da esfera será eletrizada e assim toda a esfera metálica ficará carregada.

Atividades com o gerador de Van de Graaff: 

ATIVIDADE 1 

• DESCARGAS ELÉTRICAS 

Após ligar o gerador, aproximaremos a ele o bastão de madeira com a esfera metálica, que não tem carga elétrica, ou seja, é neutro. Após isso podemos observar que gera luz no ar entre a esfera no gerador e a esfera do bastão. Isso ocorre porque o ar está conduzindo as cargas da esfera maior, para a esfera menor. 

ATIVIDADE 2 

• CHAFARIZ DE PAPEL 

Colocaremos um copinho plástico com diversos pedaços de papel dentro dele, e colocaremos este copinho em cima da esfera metálica do gerador. Ao ligarmos o gerador, os papéis dentro do copinho irão voar. Isso acontece porque o copinho (que é neutro) está em contato com a esfera metálica, e haverá um compartilhamento das cargas, mas por ele estar em contato essas cargas serão positivas, ou seja, iguais as da esfera, fazendo com que haja uma repulsão entre eles. 

ATIVIDADE 3 

• ELETROSCÓPIO DE FOLHAS 

Colocaremos uma haste presa ao topo da esfera metálica, e nessas hastes colocaremos uma tira de papel alumínio dobrada ao meio. Quando ligarmos o gerador, essa tira se desdobrará e muito provavelmente cairá da haste. Isso acontece porque ambos vão estar eletrizados positivamente, e cargas iguais, novamente se repelem.  

ATIVIDADE 4 

• GIRO DO TORNIQUETE  

Colocaremos uma espécie de hélice presa ao topo da esfera. Quando ligarmos o gerador, essa hélice irá se movimentar como um catavento, isso acontece porque o ar se energiza com as cargas obtidas pela esfera e acaba girando as hélices. 

Exercícios resolvidos sobre processos de eletrização e carga elétrica

    1)     Três esferas metálicas, X, Y e Z, idênticas apresentam, respectivamente, cargas -2Q, nula e +4Q. Primeiro colocamos a esfera X em contato com a Y e depois colocamos Y em contato com a Z. Podemos afirmar que após esse procedimento as esferas X, Y, e Z apresentarão cargas, respectivamente, iguais a:

a)     –Q, +Q, +3Q

b)    Nula, -Q, +3Q

c)     +Q, +Q, +2Q

d)    +2Q/3, +2Q/3, +2Q/3

e)     –Q, +3Q/2, +3Q/2

RESOLUÇÃO

Primeiramente, deve-se analisar que a questão afirma que a eletrização é por contato. Logo, as cargas entre as esferas são divididas.

X = -2Q

Y = 0

Z = +4Q

1º situação: X faz contato com Y:

Portanto, as esferas X e Y assumem o mesmo valor, -Q.

2º situação: Y entra em contato com Z. Como Y entrou em contato com X, na primeira situação, usaremos o novo valor dele:

Logo, os valores das cargas X, Y, e Z serão, respectivamente, -Q, -3Q/2 e -3Q/2.

     2) (PUC-SP) A corrente elétrica através de um fio metálico é constituída pelo movimento de:

a) cargas positivas no sentido da corrente.

b) cargas positivas no sentido oposto ao da corrente.

c) elétrons livres no sentido oposto ao da corrente.

d) íons positivos e negativos.

e) nenhuma resposta satisfatória.

RESOLUÇÃO

Nenhuma resposta é satisfatória, pois uma corrente elétrica é constituída por elétrons livres em movimento ordenado.

3) Quando um bastão eletricamente carregado atrai uma bolinha condutora A, mas repele uma bolinha condutora B, conclui-se que:

a)     A bolinha B não está carregada.

b)    Ambas as bolinhas estão carregadas igualmente.

c)     Ambas as bolinhas podem estar carregadas

d)    A bolinha B deve estar carregada positivamente

e)     A bolinha A pode não estar carregada.

RESOLUÇÃO

A bolinha “B” possui mesma carga que o bastão, por isso ela é repelida e existe a possibilidade da bolinha A não estar carregada ou possuir carga contrária ao bastão. Como nas alternativas existe apenas a opção que a bolinha A pode não possuir carga, a alternativa “e” está correta.

4)  (FESP) – Atrita-se um bastão de vidro com um pedaço de lã, ambos, inicialmente neutros. Pode-se afirmar que:

a) só a lá fica eletrizada.

b) só o bastão fica eletrizado.

c) nenhum dos dois fica eletrizado.

d) o bastão e a lá se eletrizam com cargas de mesmo sinal.

e) bastão e lá se eletrizam com cargas de sinais opostos.

RESOLUÇÃO

Como o processo de eletrização é por atrito, os objetos ficam com cargas de sinais opostos. Logo, a resposta é a alternativa “e”.

    5) (UFG-GO)   Um corpo possui carga elétrica de 1,6 µC. Sabendo-se que a carga elétrica fundamental é 1,6 x 10^-19 C, pode-se afirmar que no corpo há uma falta de, aproximadamente:

a) 10¹⁸ elétrons.                       d) 10¹⁹  elétrons.

b)10¹³    elétrons.                      e) 10²⁵  elétrons.

c) 10¹⁰  elétrons.

RESOLUÇÃO

1,6 µC = 1,6.10^-6 C

Se a carga fundamental é de 1.6.10^-19C e o corpo possui apenas 1,6.10^-6 C, logo, existe a deficiência de 10¹³ elétrons para completar a sua carga fundamental.

Vídeo-resoluções da 1ª lista de exercícios TCA1M/V

Exercício 2 (parte 1)

Exercício 2 (parte 2)

Exercício 3

Exercício 4

Exercício 5

Exercício 6

Exercício 7

Exercício 8

Fundamentos sobre carga elétrica, força eletrostática e campo elétrico

Carga elétrica 

Tudo que existe no universo é formado por átomos, que são partículas imensamente pequenas e invisíveis a olho nu – possuem tamanho de 1 picometro, que é igual a 0,000 000 000 001 metros. Esses átomos são formados por partículas ainda menores: os prótons, os nêutrons e os elétrons. 

Alguns materiais possuem uma característica que permite a movimentação de elétrons. Isso acontece por que, na sua composição, eles possuem elétrons livres. A essa característica, é atribuído o nome de condutor elétrico, como por exemplo, o ferro ou o cobre. Os materiais que não conduzem eletricidade são chamados de isolantes elétricos, como a borracha ou o papel.

Carga
Elétron	Negativo
Próton	Positivo
Nêutron	Possui carga nula

Quantização de carga elétrica

Foi feito uma experiência na qual se verificou que o valor da carga de um próton ou elétron é igual. Para isso, foi atribuído o nome de carga elementar e o valor de 
1,6.10^-19 C (Coulomb).

Com isso, pode-se saber a carga elétrica de um corpo através da expressão:

Q = n . e

Sendo “n”, o número de partículas em excesso de um corpo e “e” o valor da carga elementar.

IMPORTANTE

·         

  Se dissermos que um corpo está negativamente carregado, significa que ele possui elétrons em excesso;

·       

     Se dissermos que um corpo está positivamente carregado, significa que ele possui prótons em excesso;

·       

        Se dissermos que um corpo está neutro, significa que ele possui a mesma quantidade de prótons e elétrons.

CURIOSIDADE

No Sistema Internacional (SI), o valor da unidade de carga elétrica, Coulomb, corresponde a cerca de 6,24.10¹⁸ elétrons.

Exemplos:

   1)     Se um corpo neutro receber dois elétrons, qual será a sua carga?

Q = ?

 n = -2

 e = 1,6.10^-19 C

Q = -2 . 1,6.10^-19 C

Q = -3.2. 10^-19 C

   2)     Se um corpo com dois elétrons em excesso perder três elétrons, qual será a sua nova carga elétrica?

Q = ?

 n = -2 – (-3) = +1

 e = 1,6.10^-19 C

Q = +1. 1,6.10^-19 C

Q = + 1,6.10^-19 C

Como o corpo possuía dois elétrons em excesso e perder três, ele ficou com um próton em excesso, obtendo carga positiva.

Força eletrostática

Considerando duas cargas elétricas, Q e q, separadas por uma distância d, observamos que surge uma força de repulsão ou atração entre elas. Para ficar mais fácil, veja a imagem abaixo:

Quando duas partículas com carga estiverem em seus “campos de interatividade” uma influenciará a outra, e assim, surgirá uma força que poderá atrair as duas cargas ou repulsa-las. Essa repulsão e atração acontecem por causa dos sinais de cada partícula, lembrando que, sinais iguais se repelem e sinais opostos se atraem.

LEI DE COULOMB

“A intensidade da força eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.”

Sendo k a constante de proporcionalidade com o valor de 9.10⁹ N.m²/C².

RESUMINDO

Exemplo

Duas cargas elétricas iguais de valor 2.10^-6C estão afastadas a uma distância de 2m. Sendo k = 9.10⁹ N.m²/C², calcule a força eletrostática.

d = 2m

F = ?

 Q₁ = Q₂ = 2.10^-6 C

Campo elétrico

Para entendermos o que é um campo elétrico, vamos primeiro entender o campo gravitacional do planeta terra, o qual exerce uma atração com os corpos que estão dentro da sua área de influência, como por exemplo, a lua, os carros e até mesmo nós. Isso acontece porque, com a sua massa, nosso planeta causa uma perturbação no espaço, fazendo com que os corpos sejam atraídos. O mesmo acontece com o sol, pois, por possuir uma enorme massa, ele atrai a terra e todos os outros planetas do sistema solar para a sua volta.

É por causa dessa atração gravitacional que as coisas caem no chão e também, é o motivo pela qual os foguetes precisam de tanta energia para sair da órbita da terra!

Com o campo elétrico acontece algo semelhante: quando colocamos uma carga elétrica q, e essa carga sofre influência, seja de atração ou repulsão, dizemos que existe um campo elétrico naquele lugar e ele é criado por uma carga geradora Q. 

A representação do campo elétrico é feita de forma vetorial e sua intensidade é dada por

Onde F é o módulo da força que é exercida sobre a carga de prova q e E é expresso em N/C.

Como a carga q sofre influência pela carga geradora Q, e, considerando que elas estão a uma distância d, então temos,

IMPORTANTE

·         A direção do vetor E é a mesma da força F, enquanto o sentido do vetor E depende do sinal da carga geradora;

·         K é uma constante de proporcionalidade com o valor de 9.10⁹ Nm²/C².

Exemplos

   1)     Determine a intensidade do campo elétrico a 3,0 cm de uma carga puntiforme

Q = +2,010^-6 C, no vácuo. Dado k = 9,0.10⁹ unidades do SI.          

RESOLUÇÃO

Como o exercício indica uma distância entre a carga e o campo elétrico, usaremos a fórmula

Extração dos dados do problema:

 d = 3,0cm = 3.10^-2  cm

 Q = +2,010^-6 C

k = 9,0.10⁹

    2)     (UFRGS) - O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P é igual a E. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto P, por meio do afastamento da carga, o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto muda para:

      a)E/4
b)E/2
c)2E
d)4E
e) 8E

RESOLUÇÃO

Considere o módulo do vetor campo elétrico como 

 Se dobrarmos a distância, não será mais d², mas sim, 2d². Após essa análise, basta apenas colocar a nova informação na fórmula e extrair o resultado: