Questão de Ciências - Onde os relâmpagos solo-nuvem ocorrem com maior frequência

3. Onde os relâmpagos solo-nuvem ocorrem com maior frequência? Eles são comuns?

RESPOSTA:

Em topos de montanhas ou estruturas altas. Não, são eventos raros.

Questão de Ciências - Quais são os quatro tipos de relâmpago e como se comportam

2. Quais são os quatro tipos de relâmpago e como se comportam?

RESPOSTA:

Relâmpago ascendente: a descarga parte do solo em direção à nuvem; relâmpago descendente: origina-­se dentro da nuvem e desce em direção ao solo; relâmpago intranuvem: a descarga elétrica origina-­se e desloca­-se dentro de uma nuvem; relâmpago internuvem: a descarga ocorre entre duas nuvens diferentes.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - Um dos grandes desafios para a consolidação de uso do hidrogênio como combustível

Um dos grandes desafios para a consolidação de uso do hidrogênio como combustível é seu armazenamento seguro e em grande quantidade. O hidrogênio pode ser armazenado puro, como gás ou líquido. Atualmente, parece mais adequado armazenar o hidrogênio na forma de hidretos metálicos ou adsorvido em materiais porosos nanoestruturados. Para que o armazenamento seja considerado eficiente, o material deve apresentar capacidade de armazenamento máxima em pressão constante e boa reversibilidade; ou seja, o armazenamento (adsorção) e a liberação (dessorção) devem ocorrer em condições similares. Essas características do armazenamento podem ser observadas em um gráfico denominado “isoterma de adsorção”, que é uma curva de composição de hidrogênio no material (C, kg de H2/kg de material) em função da pressão. 

a) A figura ao lado mostra a isoterma de três materiais que poderiam ser empregados para armazenar H2. Qual curva (A, B ou C) representa o melhor material para se armazenar o hidrogênio? Justifique sua escolha. 

b) Um carro com motor a combustão interna consome 24 kg de gasolina (d = 700 kg m-³ ) ou 8 kg de hidrogênio para percorrer uma distância de 400 km, adsorvido em um material intermetálico do tipo Mg2Ni. Considerando que a massa e o volume de um carro médio são aproximadamente de 6 m³ e 1.000 kg, respectivamente, uma possível desvantagem desta tecnologia alternativa estaria relacionada à massa ou ao volume relativamente ocupado pelo Mg2Ni? Justifique.

Dados do Mg2Ni: capacidade de armazenamento de H2 = 3,6 kg de H2 por 100 kg de Mg2Ni; densidade = 3.400 kg m-³ .

RESPOSTA:

a) A curva B representa o melhor material para se armazenar o hidrogênio. Pelas informações do texto, um armazenamento eficiente requer um material com máxima capacidade de armazenamento e boa reversibilidade ao mesmo tempo. 

Pelo gráfico, nota-se que para uma pressão constante, B e C apresentam maior capacidade de armazenamento (até aproximadamente 0,85kg de H2/kg de material) do que A (até cerca de 0,6kg de H2/kg de material). Porém, a curva B possui melhor reversibilidade, pois a adsorção e a dessorção ocorrem em condições mais similares quando comparadas a C. 

b) Cálculo do volume de gasolina (d = 700kg/m³) necessário para percorrer uma distância de 400km: 

700kg –––––––– 1m³ 24kg –––––––– V ≅ 0,034m³ 

Desta forma, observa-se que o volume de gasolina (0,034m³) é muito pequeno em relação ao volume do veículo (6m³). O mesmo ocorre confrontando os dados de massa: 24kg é um valor baixo em relação à massa total do veículo (1000kg). Cálculo da massa de Mg2Ni para 8kg de H2, necessários para percorrer os mesmos 400km: 

3,6kg de H2 –––––––– 100kg de Mg2Ni 8kg –––––––– m ≅ 222,2kg 

Cálculo do volume de Mg2Ni (d = 3400kg/m³), relativos à massa de 222,2kg: 

3400kg –––––––– 1m³ 222,2kg –––––––– V ≅ 0,065m³ 

Analisando os dados de massa e o volume de hidro gênio armazenado na forma de Mg2Ni, observa-se que o volume ocupado (0,065m³) é pequeno em relação ao volume do veículo (6m³); no entanto, a massa de 222,2kg é consideravelmente alta, quando comparada à massa de gasolina, em relação aos 1000kg do veículo (mais de 22% da massa do veículo), o que pode representar uma possível desvantagem dessa tecnologia alternativa.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - A Farmacocinética estuda a absorção de um fármaco, sua distribuição nos líquidos

A Farmacocinética estuda a absorção de um fármaco, sua distribuição nos líquidos corporais e tecidos, sua metabolização e eliminação. Saber o que acontece com um fármaco no interior de um organismo vivo é crucial para garantir sua biodisponibilidade e, consequentemente, sua eficácia e segurança, considerando possíveis efeitos tóxicos. Para que um fármaco seja eficaz, ou seja, exerça a ação desejada, sua concentração no sangue deve estar dentro da “janela terapêutica". Assim, conhecendo-se o perfil de absorção e de metabolização de um fármaco, essa faixa de concentração pode ser assegurada levando-se em consideração a concentração da dose aplicada, bem como a frequência de administração do fármaco, indicada pelas setas na figura abaixo. A figura apresenta as curvas de concentração-tempo de certo fármaco no sangue.

a) Considerando o enunciado, complete a tabela no espaço de resposta, associando as curvas do gráfico com os tipos de metabolismos: normal, lento e acelerado. Justifique. 

b) Considerando o perfil apresentado pelo fármaco, como os parâmetros poderiam ser alterados para garantir segurança e eficácia na administração do fármaco em duas situações: (S1) indivíduo com metabolismo lento e (S2) indivíduo com metabolismo acelerado. Explique.

RESPOSTA:

a) As setas no gráfico indicam a administração do fármaco, em seguida, o fármaco é absorvido, fazendo a sua concentração no sangue aumentar e, durante a metabolização, a sua concentração diminuiu. Na curva 1, observamos que a concentração aumenta e logo em seguida diminui até o valor zero; podemos concluir que a metabolização do fármaco é acelerada. Na curva 2, por estar na janela terapêutica, corresponde ao metabolismo normal. Para finalizar, na curva 3, observamos um aumento na concentração do fármaco, e o metabolismo dela é lento, pois a curva decresce muito pouco até a próxima administração. Abaixo temos a tabela preenchida: 

b) Para manter a segurança e a eficácia na administração do fármaco, será necessário aumentar o intervalo de tempo entre as administrações e/ou diminuir a quantidade administrada para o indivíduo S1; e aumentar a quantidade de fármaco administrado e/ou diminuir o intervalo das administrações para o indivíduo S2.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - Métricas simples, como o Fator-E e a Eficiência Mássica Reacional (EMR)

Métricas simples, como o Fator-E e a Eficiência Mássica Reacional (EMR), são úteis para avaliar o impacto ambiental e econômico de um dado processo químico. 

Fator-E = massa de resíduos / massa de produto 

EMR = massa de produto / massa de reagentes 

Uma indústria pretende produzir um dos sais imidazólicos (sal 1 ou sal 2) sintetizados em seu laboratório de desenvolvimento. Ambos os sais teriam a mesma finalidade e serviriam para os mesmos propósitos. Considere os dados para a reação de produção dos sais citados empregando-se dois haletos de alquila distintos, conforme a equação abaixo. 

a) Considerando as métricas Fator-E e EMR, indique qual desses sais (1 ou 2) você recomendaria para a produção. Justifique considerando valores e definições. 

b) Considerando os efeitos tóxico-ambientais apresentados no quadro, indique qual desses sais (1 ou 2) você recomendaria para a produção. Explique.

RESPOSTA:

a) É recomendado o sal 2. Esse sal apresenta um menor Fator – E, indicando uma menor massa de resíduos em relação à massa dos produtos, e maior fator EMR, indicando uma maior massa dos produtos em relação à massa dos reagentes, ou seja, resultando em maior rendimento. 

b) É recomendado o sal 1, pois, de acordo com a simbologia apresentada na tabela, esse sal apresenta efeitos toxicológicos e ambientais menores.