(Originais Teachy 2023) - Questão Médio de Experimentos científicos

Em um experimento escolar, um estudante montou um circuito simples contendo uma bateria de 9V, um resistor de 100 ohms e um LED. O LED possui uma queda de tensão de 2V e opera com uma corrente de 20 mA. A tarefa do aluno é calcular a corrente total do circuito e a potência dissipada pelo resistor. Considerando que um LED é um diodo, o qual permite a passagem de corrente em um único sentido, e que a bateria e o LED estão em série com o resistor, como o estudante deve proceder para realizar os cálculos necessários sem prejudicar o funcionamento do LED?

Um cilindro contendo 2 litros de gás está inicialmente a uma pressão de 3 atmosferas. Se o gás é comprimido para um volume de 1 litro, mantendo a temperatura constante, qual será a pressão resultante no cilindro, de acordo com a Lei de Boyle?

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?

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.