Sala de Estudos FÍSICA Evandro 3 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.Evandro Nome: nº Sala de Estudos: Máquinas térmicas e acústica.

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1 Sala de Estudos FÍSICA Evandro trimestre Ensino Médio º ano classe: Prof.Evandro Nome: nº Sala de Estudos: Máquinas térmicas e acústica. 1. (Unesp 018) A figura mostra uma máquina térmica em que a caldeira funciona como a fonte quente e o condensador como a fonte fria. a) Considerando que, a cada minuto, a caldeira fornece, por meio do vapor, uma quantidade de calor igual a 1,6 10 J e que o condensador recebe uma quantidade de calor igual a 1, 10 J, calcule o rendimento dessa máquina térmica. b) Considerando que 6,0 10 kg de água de refrigeração fluem pelo condensador a cada minuto, que essa água sai do condensador com temperatura 0 C acima da temperatura de entrada e que o calor específico da água é igual a 4,0 10 J (kg C), calcule a razão entre a quantidade de calor retirada pela água de refrigeração e a quantidade de calor recebida pelo condensador.. (Famerp 017) A figura representa o diagrama de fluxo de energia de uma máquina térmica que, trabalhando em ciclos, retira calor de uma fonte quente. Parte dessa quantidade de calor é transformada em trabalho mecânico ( τ ) e a outra parte Q são iguais, em (Q 1) (Q ) transfere-se para uma fonte fria. A cada ciclo da máquina, módulo, respectivamente, a 4 10 J e,8 10 J. Q 1 e Sabendo que essa máquina executa.000 ciclos por minuto, calcule: a) o rendimento dessa máquina. b) a potência, em watts, com que essa máquina opera.

2 . (Pucsp 017) Um motor de potência,5 cv absorve 5 cal s de uma fonte térmica quente, cuja temperatura é de Sendo a temperatura da fonte fria de determine a razão entre o rendimento de um motor de Carnot que operasse entre essas mesmas fontes térmicas e o rendimento do referido motor. a) 0,75 b) 1,00 c) 1,50 d),00 7 C. 80,6 F, 4. (Ita 018) Em queixa à polícia, um músico depõe ter sido quase atropelado por um carro, tendo distinguido o som em Mi da buzina na aproximação do carro e em Ré, no seu afastamento. Então, com base no fato de ser de 10 a relação das frequências a perícia técnica conclui que a velocidade do carro, em km h, deve ter sido aproximadamente de a) 64. b) 71. c) 8. d) 10. e) 10. f1 570 Hz ν Mi ν Ré, 5. (Epcar (Afa) 017) Duas fontes sonoras 1 e, de massas desprezíveis, que emitem sons, respectivamente, de frequências e f 0 Hz são colocadas em um sistema, em repouso, constituído por dois blocos, A e B, unidos por um fio ideal e inextensível, de tal forma que uma mola ideal se encontra comprimida entre eles, como mostra a figura abaixo. A fonte sonora 1 está acoplada ao bloco A, de massa m, e a fonte sonora ao bloco B, de massa m. Um observador O, estacionário em relação ao solo, dispara um mecanismo que rompe o fio. Os blocos passam, então, a se mover, separados da mola, com velocidades constantes em relação ao solo, sendo que a velocidade do bloco B é de 80 m s. Considere que não existam forças dissipativas, que a velocidade do som no local é constante e igual a 40 m s, que o ar se encontra em repouso em relação ao solo. Nessas condições, a razão entre as frequências sonoras percebidas pelo observador, devido ao movimento das fontes e 1, respectivamente, é a) 1 b) c) d) 4 6. (Enem 016) Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante f A. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em função do tempo f o (t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.

3 Qual esboço gráfico representa a frequência f o(t) detectada pelo observador? a) b) c) d) e) 7. (Unesp 018) Define-se a intensidade de uma onda como potência transmitida por unidade de área disposta perpendicularmente à direção de propagação da onda. Porém, essa definição não é adequada para medir nossa percepção de sons, pois nosso sistema auditivo não responde de forma linear à intensidade das ondas incidentes, I mas de forma logarítmica. Define-se, então, nível sonoro como β 10log, sendo β dado em decibels e I 0 1 I 10 W m. (I) 5 Supondo que uma pessoa, posicionada de forma que a área de 6,0 10 m de um de seus tímpanos esteja perpendicular à direção de propagação da onda, ouça um som contínuo de nível sonoro igual a 60 db durante 5,0 s, a quantidade de energia que atingiu seu tímpano nesse intervalo de tempo foi 8 a) 1,8 10 J. 1 b),0 10 J. 10 c),0 10 J. 14 d) 1,8 10 J. e) 6,0 10 J. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Quando necessário, adote: módulo da aceleração da gravidade: 10 m s densidade do ar: 1, kg m 1 1 calor específico do ar: 0,4 cal g C 1cal 4, J 7 permeabilidade magnética do meio: μ 4 π10 T m A valor de pi: π ( β) 0 (db)

4 8. (Fac. Albert Einstein - Medicin 017) Definimos o intervalo (i) entre dois sons, como sendo o quociente entre suas frequências, Quando dizemos que os sons estão em uníssono; quando dizemos que o intervalo corresponde a uma oitava acima; quando temos um intervalo correspondente a uma oitava abaixo. Considere uma onda sonora de comprimento de onda igual a propagando-se no ar com velocidade de 40 m s. Determine a frequência do som, em hertz, que corresponde a uma oitava abaixo da frequência dessa onda. i f f 1. i 1, i 0,5, 5 cm, i, a) 40 b).400 c) d) (Enem 016) O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso. A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos? a) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída. b) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída. c) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada. d) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada. e) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada. 10. (Fuvest 016) O nível de intensidade sonora, em decibéis (db), é definido pela expressão 10 log 10(I I 0 ), 1 na qual I é a intensidade do som em Wm e I0 10 W m é um valor de referência. Os valores de nível de intensidade sonora e 10 db correspondem, respectivamente, aos limiares de audição e de dor para o ser humano. Como exposições prolongadas a níveis de intensidade sonora elevados podem acarretar danos auditivos, há uma norma regulamentadora (NR-15) do Ministério do Trabalho e Emprego do Brasil, que estabelece o tempo máximo de 8 horas para exposição ininterrupta a sons de 85 db e especifica que, a cada acréscimo de 5 db no nível da intensidade sonora, deve-se dividir por dois o tempo máximo de exposição. A partir dessas informações, determine 0 a) a intensidade sonora correspondente ao limiar de dor para o ser humano; b) o valor máximo do nível de intensidade sonora em db, a que um trabalhador pode permanecer exposto por 4 horas seguidas; c) os valores da intensidade I e da potência P do som no tímpano de um trabalhador quando o nível de intensidade sonora é 100 db. Note e adote: π Diâmetro do tímpano I d 1cm

5 Gabarito: 1- a) 5% b) 0,4 - a) 0% b) W - C 4- A 5- A 6- D 7- C 8- B - A 10- a) 1 W/m² b) 0 db c) 7, W