(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Experimentos científicos

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?

Durante uma aula de laboratório, os alunos do 1º ano do ensino médio foram desafiados a realizar um experimento para testar a capacidade de diferentes materiais de conduzir eletricidade. Para isso, utilizaram uma montagem com uma bateria, um interruptor, fios condutores e uma variedade de materiais, incluindo metais, plásticos e tecidos. Eles observaram que, quando o interruptor era fechado, uma lâmpada que estava no circuito se acendia em alguns casos e em outros não. A tarefa dos alunos era identificar se os materiais testados eram condutores ou isolantes de eletricidade, baseando-se na resposta do circuito. Após completar o experimento com vários materiais, eles precisavam justificar suas conclusões utilizando o conhecimento adquirido em sala de aula sobre a teoria de condução elétrica e as propriedades dos materiais.

Ao realizar um experimento com um cilindro com pistão, mantendo a temperatura constante, um estudante observou que ao pressionar o pistão, o volume do gás contido no cilindro diminuía. Considerando as leituras iniciais de pressão e volume e a aplicação da Lei de Boyle, que descreve a relação inversa entre a pressão e o volume de um gás a temperatura constante, determine qual deverá ser a consequência no volume do gás se a pressão exercida sobre o pistão for reduzida pela metade, mantendo a temperatura constante.

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.