(Originais Teachy 2023) - Questão Difícil de Experimentos científicos

Durante a realização de um experimento em laboratório, um grupo de estudantes do 1° ano do ensino médio verificou que a eletricidade pode ser conduzida através de água, ao observar a luz emitida por um pequeno LED ao aplicar uma corrente elétrica em um recipiente com água desmineralizada. Em seguida, o grupo decidiu testar a condutividade elétrica de outros materiais. Para tanto, utilizaram um circuito simples, composto por uma fonte de energia, fios condutores, um LED e os materiais a serem testados, e observaram se o LED acendia ou não ao ser conectado aos materiais. Após conduzirem os experimentos com diferentes materiais, eles puderam classificá-los como condutores ou isolantes de acordo com o comportamento observado. Considerando o contexto do experimento e os princípios que regem a condução da eletricidade, qual é a maneira correta de diferenciar um condutor de um isolante? Qual propriedade fundamental dos materiais determina se eles são bons condutores ou isolantes de eletricidade?

Durante uma aula prática de Química, os alunos receberam a tarefa de observar as mudanças de estado físico da água. Inicialmente, um recipiente de água foi colocado no congelador para formar gelo. Após algumas horas, o gelo foi transferido para um copo limpo e seco em temperatura ambiente. Enquanto o gelo começava a derreter, um termômetro foi inserido no copo para monitorar a temperatura. Os alunos foram instruídos a anotar a temperatura inicial do gelo, a temperatura no momento em que todo o gelo tinha se transformado em água líquida e a temperatura ao longo do processo de fusão. Com base nas observações e no conhecimento adquirido sobre a adição ou remoção de calor, os alunos devem explicar de que forma a adição de sal de cozinha no gelo poderia afetar o processo de fusão e as medidas de temperatura observadas no experimento.

Um estudante deseja investigar a relação entre a pressão e o volume de um gás mantido a temperatura constante, de acordo com a Lei de Boyle. Para isso, ele utiliza uma seringa com um êmbolo móvel, onde o volume inicial do gás é V1 e a pressão inicial é P1. Ele empurra o êmbolo com força constante, reduzindo o volume para V2, e verifica a pressão final P2. Sabendo que a temperatura permanece constante durante todo o processo, a questão é: Qual equação representa adequadamente a situação descrita e como pode ser utilizada para determinar a pressão final P2 se os valores iniciais de volume e pressão, V1 e P1, bem como a variação de volume, V1 - V2, são conhecidos? Desconsidere quaisquer efeitos de fricção entre o êmbolo e a seringa, bem como variações de temperatura durante a compressão do gás.

Durante um experimento em laboratório, um aluno do primeiro ano do ensino médio é solicitado a determinar a densidade de um cubo de metal. O cubo tem uma massa conhecida de 500 gramas e as dimensões do lado do cubo são medidas como sendo 5 centímetros. Considerando que o aluno saiba que a fórmula para calcular a densidade de um objeto é a razão entre a massa e o volume, e que ele esteja ciente de que as unidades de medida devem ser consistentes na aplicação da fórmula, qual seria a densidade do cubo de metal em g/cm³ e como ele pode confirmar se suas unidades estão corretas?