Questões de Ciências da Natureza da UFG

A Química é uma das ciências que está por trás dos avanços tecnológicos e da infraestrutura da sociedade. Ela está presente nos fertilizantes, por meio dos compostos \ce{H3PO4} e \ce{NH4NO3}, que garantem a produção agrícola; na indústria do vidro, o \ce{Na2O} é utilizado como fundente para reduzir a temperatura de derretimento da sílica; nos medicamentos, o \ce{Al(OH)3} é utilizado em comprimidos indicados para combater a azia e acidez estomacal; e na indústria de papel, \ce{Na2O2} é utilizado para branquear e alvejar tecidos e polpas de celulose. Na ordem em que foram citados, os compostos no texto são classificados como

Os Respiradores Autônomos de Autossalvamento são equipamentos de segurança utilizados em minas, túneis e outros ambientes confinados para permitir que trabalhadores escapem de lugares com deficiência de oxigênio ou com presença de gases tóxicos. Esses dispositivos utilizam o superóxido de potássio (\ce{KO2}, massa molar 71\ \text{g mol}^{-1}) que reage com gás carbônico expirado pelo usuário, removendo-o e liberando oxigênio para respiração, conforme representado pela equação química:

Aromas percebidos durante a mastigação de uma goma de mascar dependem da liberação de compostos aromatizantes para a saliva e, posteriormente, para o ar da cavidade bucal. Em um estudo em laboratório de pesquisa, utilizando uma boca artificial, foi determinada a quantidade de diferentes aromatizantes presente na fase aquosa (saliva) por 15 minutos de mastigação, conforme tabela a seguir.

Leia o caso a seguir.

No transporte coletivo é comum ver pessoas utilizando fones de ouvido com cancelamento ativo de ruído. Esses aparelhos usam microfones para captar o som externo e gerar ondas sonoras ajustadas eletronicamente, que reduzem significativamente o ruído de fundo perceptível, principalmente dos motores dos veículos e das conversas dos passageiros. Esse efeito ocorre por

O recente sucesso do seriado Emergência Radioativa, que dramatiza o acidente radiológico ocorrido em Goiânia em 1987, tem renovado o debate sobre a questão dos dejetos radioativos. Estima-se que quando inadvertidamente foi aberta a cápsula que continha o radioisótopo, havia cerca de 19 g de Césio 137 (^{137}\text{Cs}) ativo. Essa pequena massa conseguiu contaminar uma quantidade enorme de pessoas, animais e objetos. Na operação de descontaminação foram recolhidas mais de seis mil toneladas de material contaminado, contendo cerca de 16 g de ^{137}\text{Cs} radioativo, que sucessivamente foi concretado no aterro de Abadia de Goiás em condições de segurança máxima. Sabendo que o tempo de meia-vida do ^{137}\text{Cs} é de 30 anos, qual é a estimativa para a massa de material que ainda estará ativa no aterro em 2077?

Em carregadores sem fio, quando a base está conectada a uma tomada, uma bobina produz um campo magnético variável. Quando um celular compatível é posicionado sobre a base, a bobina interna do aparelho é atravessada por um campo variável. Como consequência, surge na bobina do celular uma força eletromotriz induzida (f.e.m.), que gera uma corrente elétrica que permite o carregamento da bateria. Considere que a bobina do celular possui 10 espiras e que o fluxo magnético através de cada espira é de 15{,}0 \times 10^{-6}\ \text{Wb} no instante de 4{,}0 \times 10^{-5}\ \text{s} e de 8{,}0 \times 10^{-6}\ \text{Wb} no instante de 5{,}0 \times 10^{-5}\ \text{s}. Sabendo que a f.e.m. é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético, qual é o valor da f.e.m. na bobina do celular?

Ao utilizarmos aplicativos de transporte e de entrega de comida, sem perceber, estamos utilizando conhecimentos profundos advindos da Teoria da Relatividade Restrita e Geral. Tal fato ocorre porque o sistema de geolocalização GPS (Global Position System ou Sistema Global de Posicionamento) só funciona se efeitos relativísticos forem considerados. De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita, desenvolvida por Einstein no começo do século XX, a velocidade da luz é constante para todos os referenciais inerciais, comportando novos fenômenos, como contração espacial e dilatação temporal, que dependem das velocidades dos observadores e dos objetos observados. Devido a isso, a Teoria da Relatividade Restrita representa uma quebra de paradigma em relação à Mecânica Clássica Newtoniana, revolucionando os conceitos de espaço e de tempo. Diferentemente da Mecânica Newtoniana, na Teoria da Relatividade Restrita

Em mamíferos, aquáticos ou terrestres, o oxigênio (\ce{O2}) é transportado para os tecidos de diferentes formas. Assim, as moléculas de oxigênio encontradas, em maior quantidade, nos pulmões, no sangue e no músculo serão respectivamente:

Na primeira década do século XX, o médico e pesquisador Carlos R. J. Chagas realizou um feito único na história da Medicina ao identificar o protozoário causador, o inseto vetor, o reservatório e as manifestações clínicas de uma enfermidade que mais tarde recebeu seu nome. O agente etiológico da doença descrita por Carlos Chagas é o(a)

O sistema nervoso dos vertebrados é formado pelo sistema nervoso central e pelo sistema nervoso periférico. O sistema nervoso periférico é responsável por trazer informações sensoriais dos ambientes externo e interno para o sistema nervoso central e ainda por levar informações motoras para a musculatura esquelética, possibilitando a movimentação. Ele também é responsável por levar informações motoras para as musculaturas lisa e cardíaca e para as glândulas, promovendo adaptações importantes para a manutenção do organismo. As respostas da ativação do sistema nervoso simpático e parassimpático se destacam nessa regulação. Dessa forma, quais são exemplos de resposta simpática e parassimpática, respectivamente?

Recentemente, muitas pesquisas têm investigado o potencial danoso do uso de cigarros eletrônicos. Em um artigo publicado por professores da Universidade Federal de Goiás, discute-se o potencial genotóxico dos cigarros eletrônicos na mucosa bucal. Um parâmetro muito utilizado para estudar alterações dessa natureza é a pesquisa por micronúcleos que contêm DNA e estão associados à instabilidade cromossômica e a rearranjos genômicos, com elevação do risco de câncer. O aparecimento desses micronúcleos pode acontecer na fase da divisão celular chamada

Os catalisadores presentes no sistema de exaustão automotivo promovem a conversão de gases poluentes em produtos menos nocivos. Um exemplo é a oxidação do monóxido de carbono (\text{CO}) em dióxido de carbono (\text{CO}_2):

O concreto armado apresenta elevada alcalinidade devido, principalmente, a presença de hidróxido de cálcio (\ce{Ca(OH)2}), formado durante a hidratação do cimento. Esse ambiente favorece a formação de uma camada protetora sobre a superfície da armadura de aço, dificultando o desenvolvimento da corrosão. Com o passar do tempo, o dióxido de carbono (\ce{CO2}) presente no ar atmosférico penetra pelos poros do concreto e reage com o hidróxido de cálcio. A seguir são mostradas a equação química e a figura que ilustra o processo de carbonatação.

Desenvolvido em Portugal entre as décadas de 1950 e início de 1960, o galo do tempo ganhou popularidade como um objeto decorativo que indicava a variação da umidade do ar, utilizando a mudança de cor de um sal de cobalto(II) (indicador). Esse fenômeno ocorre devido ao equilíbrio químico entre as formas anidra e hidratada do sal cloreto de cobalto(II), conforme é representado na figura a seguir.

A descarbonização da atmosfera envolve a remoção de dióxido de carbono (\text{CO}_2) do ar ambiente. Neste sentido, pesquisas recentes, desenvolveram um eletrodo capaz de converter o \text{CO}_2 em monóxido de carbono (\text{CO}), utilizando a energia luminosa em uma célula eletroquímica. Nesse processo, o \text{CO}_2 é reduzido no catodo enquanto a água é oxidada no anodo. Considerando as seguintes semiequações e seus potenciais-padrão de redução a 25^\text{o}\text{C}:

Em 1882, o engenheiro inglês James Atkinson idealizou um motor a combustão interna com o curso de expansão mais longo que o curso de compressão. Esse motor é mais econômico em relação ao motor criado por Nikolaus Otto. Por possuir uma mecânica de maior complexidade, sua popularização não aconteceu como o motor de Otto, comumente utilizado em veículos comerciais. Avanços tecnológicos recentes, que permitem o controle temporal da abertura e fechamento da válvula de admissão, têm possibilitado que motores modernos, em particular de veículos híbridos, realizem tanto o ciclo de Atkinson como o ciclo de Otto. Na figura a seguir, os ciclos idealizados de Otto e Atkinson estão ajustados com o mesmo calor de entrada Q (2-3), o mesmo curso de compressão (1-2) e parte dos cursos de expansão (3-4) em comum, sendo o curso de expansão de Atkinson (3-4').

Leia o caso a seguir.

Um sistema ótico fascinante e acessível às pessoas é o binóculo, composto por um par de tubos interligados por um sistema articulado. Nesse sistema, cada tubo possui uma lente objetiva e uma lente ocular. A lente objetiva capta a luz de um objeto distante e forma uma imagem invertida. A lente ocular, que funciona como uma lupa, conjuga a imagem para o observador. Para corrigir a orientação da imagem invertida, coloca-se entre as lentes, em cada tubo, dispositivos simples conhecidos como prismas de Porro. O prisma de Porro é um prisma triangular com seção transversal na forma de um triangulo retângulo isósceles, com duas faces refletoras (catetos) e uma face de transmissão (hipotenusa). Os catetos desviam os raios luminosos devido à reflexão interna total, como ilustrado na figura a seguir.

A Onda Verde é um sistema de sincronização semafórica adotado pelas Secretarias de Trânsito em várias capitais brasileiras para favorecer o fluxo de veículos. Para implementar a Onda Verde em uma avenida, semáforos consecutivos separados por 150 m são programados para abrir em sequência, com intervalo de 20 s entre a abertura de semáforos sucessivos. Considere um veículo que parte do repouso no primeiro semáforo, exatamente no instante que ele abre. O veículo acelera uniformemente durante os primeiros 10 s e, em seguida, mantém constante a velocidade atingida até chegar ao segundo semáforo, exatamente no instante que ele abre. Desconsiderando o tempo de reação do motorista, a aceleração do veículo nos primeiros 10 s para que ele seja favorecido pela Onda Verde é de