Colégio Santa Dorotéia

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1 Colégio Santa Dorotéia Área de Ciências da Natureza Disciplina: Física Ano: 2º Ensino Médio Professor: Marcelo Caldas Chaves Física Atividades para Estudos Autônomos Data: 7 / 8 / 2018 Aluno(a): Nº: Turma: Assunto: Leis da Termodinâmica QUEST 1 (UFCG PB) Encontrou-se um projeto muito antigo de uma máquina térmica. Segundo suas especificações, após a tradução para a linguagem contemporânea da Física, a energia fornecida à máquina, por calor, era de 7,0 kj vinda de uma fonte a 400K e a energia rejeitada para uma fonte fria a 300K era de 4,2 kj. Esta máquina pode ser construída? JUSTIFIQUE sua resposta. QUEST 2 (UFA G) O esquema simplificado ao lado representa um motor térmico. Considere o calor absorvido do reservatório quente Q1 = 4 10 joules a cada segundo e o rendimento desse motor igual a 40% do rendimento de um motor de Carnot, operando entre os mesmos reservatórios T 1 e T 2. DETERMINE a potência do referido motor. 4 QUEST 3 (Uifr CE) Uma máquina térmica, operando em ciclos, entre duas fontes a 27 ºC e 327 ºC, tem rendimento igual a 80% do rendimento que teria se estivesse operando segundo o ciclo de Carnot. Essa máquina retira 5,0 x 10 3 cal da fonte quente em cada ciclo e realiza 10 ciclos por segundo. DETERMINE a potência útil que a máquina fornece, em kw. QUEST 4 (UE PR2015) ANALISE o gráfico ao lado, que representa uma transformação cíclica ABCDA de 1 mol de gás ideal. a) CALCULE o trabalho realizado pelo gás durante o ciclo ABCDA. b) CALCULE o maior e o menor valor da temperatura absoluta J do gás no ciclo (considere R = 8 ). Kmol JUSTIFIQUE sua resposta apresentando todos os cálculos realizados. Colégio Santa Dorotéia 1

2 QUEST 5 (UECE2015 dificada) O biodiesel é um combustível biodegradável que pode ser produzido a partir de gorduras animais ou óleos vegetais. Esse combustível substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclo diesel automotivos. Considere que a queima de 1,0g de biodiesel libera x Joules de energia e o rendimento do motor é de 15%. Qual o trabalho mecânico realizado pelo motor, em Joules, resultante da queima de 10g desse combustível? QUEST 6 (UiCESUAR SP2015) Um gás perfeito, submetido a uma pressão de 35 N/m 2, apresenta um volume inicial de 10m 3. Em uma transformação isobárica, esse gás sofreu uma variação em sua energia interna de 750J após receber 2 500J de energia térmica de uma fonte de calor. Encerrada a transformação, CALCULE o volume final do gás, em m 3. QUEST 7 (Ui&tes G2015) Num processo isocórico, três moles de gás ideal recebem 7, J de calor ao variar sua temperatura de 300K para 500K. Num processo isobárico, essa mesma amostra de gás recebe 12, J de calor para sofrer a mesma variação de temperatura. CALCULE o trabalho feito pelo gás, em um processo isobárico. QUEST 8 (Fa&erp SP) O conceito de energia é de fundamental importância na física do corpo humano. Todas as suas atividades, incluindo o pensamento, envolvem trocas de energia. Mesmo em repouso, o corpo humano continua gastando energia, com uma potência da ordem de 10 2 W, na manutenção do funcionamento de seus órgãos, tecidos e células. Cerca de 25% dessa energia é usada pelo esqueleto e pelo coração, 20% pelo cérebro, 10% pelos rins e 27% pelo fígado e pelo baço. Emico Okuno et al. Física para ciências biológicas e biomédicas. (Adaptado). De acordo com os dados do texto, durante o repouso, CALCULE a quantidade de energia, em joules, utilizada pelo cérebro em um período de 8,0 horas. 2 Colégio Santa Dorotéia

3 QUEST 9 (IFG2015) As máquinas térmicas e as máquinas frigoríficas funcionam ciclicamente obedecendo aos princípios da termodinâmica. Sobre essas máquinas, foram feitas algumas afirmativas. ANALISE-as, colocando Verdadeiro (V) ou Falso(F): ( ) o rendimento de uma máquina térmica idealizada que funciona em acordo com o ciclo de Carnot depende exclusivamente das temperaturas das fontes quente e fria. ( ) uma máquina frigorífica essencialmente converte calor em trabalho. ( ) uma máquina térmica pode converter integralmente calor em trabalho. ( ) quanto maior a diferença de temperatura entre a fonte quente e a fonte fria de uma máquina a vapor idealizada que funcione em acordo com o ciclo de Carnot, maior será seu rendimento. QUEST 10 (PUC G) PREFÁCIO Quem fez esta manhã, quem penetrou À noite os labirintos do tesouro, Quem fez esta manhã predestinou Seus temas a paráfrases do touro, As traduções do cisne: fê-la para Abandonar-se a mitos essenciais, Desflorada por ímpetos de rara Metamorfose alada, onde jamais Se exaure o deus que muda, que transvive. Quem fez esta manhã fê-la por ser Um raio a fecundá-la, não por lívida Ausência sem pecado e fê-la ter Em si princípio e fim: ter entre aurora E meio-dia um homem e sua hora. (FAUSTINO, Mário. O homem e sua hora. São Paulo: Companhia das Letras, 2009, p. 61.) No verso final, o texto faz referência ao meio-dia. Meio-dia é a hora da maior incidência da luz solar sobre uma área da superfície terrestre. Na utilização da energia solar, a luz incide sobre um painel aquecedor de água, composto por placa plana escura coberta com vidro envolvendo as tubulações. O calor recebido da radiação solar é então transferido gradualmente para as tubulações, aquecendo, então, a água, que, por convecção, fica armazenada em um reservatório termicamente isolado. Em um determinado local, com sol a pino (incidência perfeitamente vertical na superfície da Terra), a radiação solar tem uma potência por unidade de área igual a 600W/m 2. Suponha que em uma determinada residência o painel esteja instalado horizontalmente sobre uma laje e que 40% da potência que incide no painel é transferida para a água. Considerando-se que a placa tem dimensões de 1,20m 1,00m, DETERMINE a energia total transferida após 20 minutos de exposição. Colégio Santa Dorotéia 3

4 GABARIT QUESTÃO 1 QUESTÃO 2 4 Colégio Santa Dorotéia

5 QUESTÃO 3 QUESTÃO 4 QUESTÃO 5 QUESTÃO 6 Colégio Santa Dorotéia 5

6 QUESTÃO 7 QUESTÃO 8 QUESTÃO 9 QUESTÃO 10 6 Colégio Santa Dorotéia