Turma: 2301 Turno: Manhã Professor: Douglas Baroni

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1 Aluno(a): Colégio Zaccaria TELEFAX: (0 XX 21) Lista de exercícios Física II (Recuperação) 2º Período 2014 N.º Turma: 2301 Turno: Manhã Professor: Douglas Baroni QUESTÃO 1 Em 2008, a Irlanda inventou uma nova maneira de gerar eletricidade limpa. O SeaGen é o nome dado ao conversor de energia marítima de 1,2 MW, que será instalado em Stangford Lough, Irlanda. Com 41 metros de altura, a turbina irá girar cerca de 12 vezes por minuto devido ao movimento da água causado pelas correntes marítimas. Essa velocidade é extremamente baixa para causar algum dano à vida marinha, mas suficiente para gerar 1,2 megawatt e abastecer casas. A sequência correta das etapas de transformação energética é: a) Energia cinética das correntes marítimas, energia cinética das hélices/turbinas, energia elétrica. b) Energia potencial das águas, energia cinética das hélices/turbinas, energia elétrica. c) Energia química da dessalinização, energia cinética das hélices/turbinas, energia elétrica. d) Energia potencial das águas, energia química da dessalinização, energia cinética das hélices/turbinas, energia elétrica. e) Energia de resistência à correnteza marítima, energia cinética das hélices/turbinas, energia elétrica. QUESTÃO 2 A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser 1

2 liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas: a) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. b) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. c) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. d) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. e) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica. QUESTÃO 3 As usinas nucleares funcionam a partir da grande quantidade de calor liberada pelas reações nucleares. O calor é absorvido por um circuito de água primário, do tipo ciclo fechado. Esse circuito fica em contato com outro, o circuito secundário, que, por sua vez, produz vapor de água a alta pressão, para fazer girar uma turbina capaz de acionar um gerador elétrico, conforme mostra, esquematicamente, a figura abaixo. Com base nas informações acima, a seqüência correta das principais formas de energia envolvidas nesse processo é: a) energia nuclear, energia mecânica, energia potencial e energia elétrica. b) energia nuclear, energia mecânica, energia térmica e energia elétrica. c) energia nuclear, energia potencial, energia mecânica e energia elétrica. d) energia nuclear, energia térmica, energia mecânica e energia elétrica. e) energia mecânica, energia nuclear, energia cinética e energia elétrica. QUESTÃO 4 Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. 2

3 Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água. QUESTÃO 5 A partir de extensa experimentação e desenvolvimento tecnológico utilizando as propriedades descobertas da energia elétrica, ficou evidente sua versatilidade e utilidade. A grande revolução provocada pela iluminação das ruas e casas foi a confirmação de que a eletricidade tinha chegado para ficar. Tornava-se necessário então, desenvolver maneiras de gerar essa eletricidade em grande escala, uma vez que a demanda de eletricidade não parava de crescer. A geração de eletricidade se tornou então algo imprescindível ao desenvolvimento. A primeira usina comercial de energia elétrica foi instalada em Nova York, em 1883, e possuía seis geradores movidos por máquinas a vapor. Nessa usina ocorre um conjunto de transformações em sequência até se chegar à forma de energia desejada. Burattini, Maria Paula T. de Castro. Energia: uma abordagem multidisciplinar. São Paulo: Livraria da Física, Partindo do carvão para se chegar à eletricidade ocorrem múltiplas transformações energéticas, que podemos citar: a) a energia química da biomassa é convertida em calor através da combustão. Esse calor é transformado em trabalho sobre a turbina que ganha energia potencial gravitacional, induzindo corrente elétrica. b) a energia química da biomassa é convertida em térmica através da combustão. Essa energia térmica é transferida para a água que, ao evaporar, se expande, realizando trabalho sobre uma turbina, que irá, através de indução eletromagnética, converter a energia cinética da turbina em elétrica. c) a energia química da biomassa é convertida diretamente em energia cinética das turbinas que, após movimentar um conjunto de ímãs, produz indução eletromagnética em um solenoide, proporcionando a geração de energia elétrica. d) a energia calorífica da biomassa é convertida em energia térmica, através da combustão. Essa energia é utilizada para a realização de trabalho mecânico sobre as pás de uma turbina, que irá movimentar um conjunto de ímãs, proporcionando a conversão em energia elétrica através da indução. e) a energia térmica presente na biomassa é convertida em calor, através da combustão. Esse calor é fornecido à água que, ao vaporizar-se, expande-se realizando trabalho sobre um circuito elétrico, convertendo toda a energia em corrente elétrica. QUESTÃO 6 A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear. 3

4 A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações: I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina. II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica. III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator. Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s): a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. QUESTÃO 7 Os gráficos e a tabela abaixo, cujos dados foram obtidos a partir do Plano Decenal de Expansão de Energia , mostram a estrutura nacional do consumo final energético por fonte, em porcentagem, para o ano de 2008 e uma perspectiva para As fontes de números IV e V correspondem, respectivamente, a Outros Energéticos e Gás Natural. Pela análise comparativa dos dados fornecidos, conclui-se que as fontes I, II, III correspondem, respectivamente, a: a) Eletricidade, Derivados de Petróleo e Fontes Renováveis. b) Eletricidade, Fontes Renováveis e Derivados de Petróleo. c) Derivados de Petróleo, Eletricidade e Fontes Renováveis. d) Derivados de Petróleo, Fontes Renováveis e Eletricidade. e) Fontes Renováveis, Eletricidade e Derivados de petróleo. QUESTÃO 8 Na tabela a seguir, a primeira coluna mostra alguns danos possíveis ao meio ambiente e/ou à saúde pública causados pela instalação de usinas de energia elétrica ou pelos seus modos de produção; a segunda coluna relaciona os processos de transformação de energia 4

5 envolvidos na obtenção de energia elétrica pelas usinas. Assinale a alternativa que associa corretamente o tipo da usina de geração de energia elétrica com as colunas da tabela. a) Usina hidrelétrica: I e C; Usina termelétrica: II e A; Usina termonuclear: III e B. b) Usina hidrelétrica: II e B; Usina termelétrica: I e A; Usina termonuclear: III e C. c) Usina hidrelétrica: I e B; Usina termelétrica: II e C; Usina termonuclear: III e A. d) Usina hidrelétrica: III e C; Usina termelétrica: I e A; Usina termonuclear: II e B. e) Usina hidrelétrica: I e C; Usina termelétrica: III e B; Usina termonuclear: II e A. QUESTÃO 9 O G-20, grupo composto pelos 20 países mais industrializados do mundo, vem discutindo alternativas energéticas que não sejam nocivas ao meio ambiente, sejam renováveis, tenham um custo acessível e que permita o desenvolvimento econômico. VIVER, aprender expandindo: conhecer, sobreviver e conviver: Ensino Médio. v. 1. São Paulo: Global, No Brasil, um exemplo de importante fonte energética alternativa dessa natureza, proveniente da biomassa tropical e utilizada como combustível nos veículos automotivos, é a) a cana de açúcar, utilizada na produção do álcool. b) o petróleo, utilizado na produção de energia nuclear. c) o xisto, utilizado na produção de energia termoelétrica. d) o urânio, utilizado na produção de energia geotérmica. QUESTÃO 10 O projeto de construção da usina hidrelétrica de Belo Monte no rio Xingu, no estado do Pará, foi pensado e elaborado ao longo de muitos anos por governos brasileiros sucessivos desde o regime militar. A construção da hidrelétrica tem sido objeto de controvérsias e de grandes debates, em que são considerados o a) dispêndio faraônico do Estado e a pouca importância do empreendimento. b) enfraquecimento da economia do país e o favorecimento do capital estrangeiro. c) projeto de instalação de usinas nucleares e a manutenção da área de floresta. d) impacto ambiental e o deslocamento de milhares de pessoas daquele território. 5

6 QUESTÃO 11 A energia renovável presente nos ciclos naturais e que também pode ser gerada a partir do metano, como produto da decomposição de resíduos orgânicos, é denominada de a) energia geotérmica. b) energia eólica. c) energia de biomassa. d) energia hidráulica. QUESTÃO 12 A montagem experimental representada na figura se destina ao estudo de um circuito elétrico simples. a) Usando símbolos convencionais para cada componente, represente esquematicamente esse circuito. b) Sabendo que R = 100 Ω e R = 200 Ω e que no suporte de pilhas são colocadas duas pilhas em série, de força eletromotriz 1,5 V cada, determine as leituras no amperímetro e no voltímetro quando a chave é fechada. (Admita que as resistências internas das pilhas, dos fios de ligação e dos medidores não interferem nessas leituras.) QUESTÃO 13 No circuito representado na figura, têm-se duas lâmpadas incandescentes idênticas, L1 e L2, e três fontes idênticas, de mesma tensão V. Então, quando a chave é fechada, a) apagam-se as duas lâmpadas. b) o brilho da L1 aumenta e o da L2 permanece o mesmo. c) o brilho da L2 aumenta e o da L1 permanece o mesmo. d) o brilho das duas lâmpadas aumenta. e) o brilho das duas lâmpadas permanece o mesmo. QUESTÃO 14 No circuito a seguir, tem-se uma associação de lâmpadas idênticas, um amperímetro e um gerador elétrico, ambos considerados ideais. 6

7 Quando a chave K está aberta, o amperímetro indica uma intensidade de corrente elétrica i. Se fecharmos a chave K, o amperímetro indicará uma intensidade de corrente elétrica a) 0,4 i b) 0,6 i c) 1,2 i d) 2,5 i e) 5,0 i QUESTÃO 15 Uma situação prática bastante comum nas residências é o chamado "interruptor paralelo", no qual é possível ligar ou desligar uma determinada lâmpada, de forma independente, estando no ponto mais alto ou mais baixo de uma escada, como mostra a figura. Em relação a isso, são mostrados três possíveis circuitos elétricos, onde A e B correspondem aos pontos situados mais alto e mais baixo da escada e L é a lâmpada que queremos ligar ou desligar. O(s) esquema(s) que permite(m) ligar ou desligar a lâmpada, de forma independente, está(ão) representado(s) corretamente somente em a) I. b) II. c) III. d) II e III. e) I e III. QUESTÃO 16 Uma estudante quer utilizar uma lâmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispõe de uma bateria de 12 V. A especificação da lâmpada indica que a tensão de operação é 4,5 V e a potência elétrica utilizada durante a operação é de 2,25 W. Para que a lâmpada possa ser ligada à bateria de 12 V, será preciso colocar uma resistência elétrica, em série, de aproximadamente: a) 0,5 Ω b) 4,5 Ω c) 9,0 Ω d) 15 Ω QUESTÃO 17 O circuito da figura 1 mostra uma bateria ideal que mantém uma diferença de potencial de 12 V entre seus terminais, um amperímetro também ideal e duas lâmpadas acesas de resistências R1 e R2. Nesse caso, o amperímetro indica uma corrente de intensidade 1,0 A. 7

8 Na situação da figura 2, a lâmpada de resistência R2 continua acesa e a outra está queimada. Nessa nova situação, o amperímetro indica uma corrente de intensidade 0,40 A. Calcule as resistências R1 e R2. QUESTÃO 18 Em uma aula prática foram apresentados quatro conjuntos experimentais compostos, cada um, por um circuito elétrico para acender uma lâmpada. Esses circuitos são fechados por meio de eletrodos imersos em soluções aquosas saturadas de diferentes compostos, conforme os esquemas a seguir: O conjunto cuja lâmpada se acenderá após o fechamento do circuito é o de número: a) I b) II c) III d) IV QUESTÃO 19 No circuito esquematizado na figura, duas pilhas idênticas de força eletromotriz 1,5 V estão associadas a três resistores: R1 de 1,0 Ω, R2 de resistência não conhecida e R3 de 2,0 Ω. Para a montagem representada, a leitura do amperímetro ideal é 1,2 A e o voltímetro, colocado em paralelo a R3 é ideal. O valor da resistência do resistor R2, em ohm, e a leitura do voltímetro, em volt, são respectivamente iguais a a) 1,0 e 2,4 b) 2,0 e 0,8 c) 2,0 e 2,4 d) 1,0 e 0,8 8

9 QUESTÃO 20 Observe o gráfico característico de um gerador. Se uma lâmpada de resistência 3,5 Ω for ligada em série com esse gerador, a corrente elétrica na lâmpada, em amperes, será a) 2,5. b) 3,0. c) 7,5. d) 10. QUESTÃO 21 Uma bateria comercial de 1,5V é utilizada no circuito esquematizado a seguir, no qual o amperímetro e o voltímetro são considerados ideais. Varia-se a resistência R, e as correspondentes indicações do amperímetro e do voltímetro são usadas para construir o seguinte gráfico de voltagem (V) versus intensidade de corrente (I). Usando as informações do gráfico, calcule: a) o valor da resistência interna da bateria; b) a indicação do amperímetro quando a resistência R tem o valor 1,7 Ω. QUESTÃO 22 Um circuito é constituído por um gerador (E, r), e dois resistores R1 = 10 Ω e R2 = 15 Ω, conforme esquema. Sabendo que a intensidade i1 da corrente em R1 vale 0,60 A, as correntes no gerador e no resistor R2 têm intensidades, em ampéres, respectivamente de: a) 0,80 e 0,20 b) 1,0 e 0,40 c) 1,2 e 0,60 d) 1,6 e 1,0 9

10 QUESTÃO 23 Uma lanterna funciona com duas pilhas iguais de 1,5 V ligadas em série e uma lâmpada que consome 0,6 W quando submetida a uma tensão de 3 V. Ao ligarmos a lanterna, a tensão aplicada sobre a lâmpada vale 2,5 V. A resistência interna, em ohms, de cada pilha, tem o valor de: a) 1,5 b) 1,8 c) 3,0 d) 5,0 QUESTÃO 24 Uma bateria nova de força eletromotriz E = 12V e resistência interna desprezível está ligada a dois resistores, R =4,0 Ω e R =8,0 Ω, conforme o esquema: A diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B é a) 4,0 b) 6,0 c) 8,0 d) 10 e) 12 QUESTÃO 25 O circuito da figura a seguir é formado por duas baterias idênticas e ideais B1 e B2, dois amperímetros A1 e A2 com resistências internas nulas e uma chave C. Quando a chave está aberta, a corrente indicada em ambos os amperímetros vale 2,0 A. Considere os fios de ligação com resistência desprezível. Calcule a corrente indicada em cada um dos amperímetros quando a chave C estiver fechada. 10