TD DE FÍSICA/DATA: 10/05/2014

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1 Fundação Universidade Estadual do Ceará - FUNECE Curso Pré-Vestibular - UECEVest Fones: / uecevest_itaperi@yahoo.com.br Av. Doutor Silas Munguba, 1700 Campus do Itaperi Fone: /Site: / uecevest@uece.br Fortaleza Ceará PROFESSOR: ADRIANO OLIVEIRA TD DE FÍSICA/DATA: 10/05/ (Udesc 2014) Um sistema fechado, contendo um gás ideal, sofre um processo termodinâmico isobárico, provocando mudança de temperatura de 200 C para 400 C. Assinale a alternativa que representa a razão aproximada entre o volume final e o inicial do gás ideal. a) 1,5 b) 0,5 c) 1,4 d) 2,0 e) 1,0 2. (Ufg 2014) O princípio de funcionamento do forno de micro-ondas é a excitação ressonante das vibrações das moléculas de água contidas nos alimentos. Para evitar a fuga de radiação através da porta de vidro, os fabricantes de fornos de micro-ondas colocam na parte interna do vidro uma grade metálica. Uma condição para que uma onda eletromagnética seja especularmente refletida é que seu comprimento de onda seja maior que o tamanho das irregularidades da superfície refletora. Considerando-se que a frequência de vibração da molécula de água é aproximadamente 2,40 GHz e que o espaçamento da grade é da ordem de 1,0% do comprimento de onda da micro-onda usada, conclui-se que o espaçamento em mm é: Dados: a) 0,8 b) 1,25 c) 8 d) 80 e) ,00 10 m / s 3. (Uern 2013) A variação da energia interna de um gás perfeito em uma transformação isobárica foi igual a 1200 J. Se o gás ficou submetido a uma pressão de 50 N/m 2 e a quantidade de energia que recebeu do ambiente foi igual a 2000 J, então, a variação de volume sofrido pelo gás durante o processo foi a) 10 m 3. b) 12 m 3. c) 14 m 3. d) 16 m (Ufsm 2013) A conservação de alguns tipos de alimentos é feita mantendo-os a baixas temperaturas. Os refrigeradores realizam essa tarefa como uma máquina térmica cíclica, retirando energia de uma fonte à baixa temperatura (interior do refrigerador) e rejeitando-a para uma fonte à alta temperatura (exterior do refrigerador). A respeito do funcionamento dessa máquina térmica, é correto afirmar: a) O refrigerador doméstico opera conforme o ciclo de Carnot. b) O trabalho necessário para a operação da máquina é igual á razão entre a quantidade de energia retirada da fonte fria e a quantidade de energia rejeitada para a fonte quente. c) As transformações que ocorrem no interior da máquina são isotérmicas. d) Enquanto houver realização de trabalho pelo motor, é possível transferir energia da fonte à baixa temperatura para a fonte à alta temperatura. e) Quanto maior o trabalho realizado pelo motor elétrico, maior a eficiência do refrigerador. 5. (Unesp 2013) A imagem, obtida em um laboratório didático, representa ondas circulares produzidas na superfície da água em uma cuba de ondas e, em destaque, três cristas dessas Página 1 de 5

2 ondas. O centro gerador das ondas é o ponto P, perturbado periodicamente por uma haste vibratória. Considerando as informações da figura e sabendo que a velocidade de propagação dessas ondas na superfície da água é 13,5 cm/s, é correto afirmar que o número de vezes que a haste toca a superfície da água, a cada segundo, é igual a a) 4,5. b) 3,0. c) 1,5. d) 9,0. e) 13,5. 6. (Epcar (Afa) 2012) Com relação às máquinas térmicas e a Segunda Lei da Termodinâmica, analise as proposições a seguir. I. Máquinas térmicas são dispositivos usados para converter energia mecânica em energia térmica com consequente realização de trabalho. II. O enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica, proposto por Clausius, afirma que o calor não passa espontaneamente de um corpo frio para um corpo mais quente, a não ser forçado por um agente externo como é o caso do refrigerador. III. É possível construir uma máquina térmica que, operando em transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica de uma fonte quente. IV. Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas. São corretas apenas a) I e II b) II e III c) I, III e IV d) II e IV 7. (G1 - ifpe 2012) A figura a seguir representa um trecho de uma onda que se propaga com uma velocidade de 320 m/s. A amplitude e a frequência dessa onda são, respectivamente: a) 20 cm e 8,0 khz b) 20 cm e 1,6 khz c) 8 cm e 4,0 khz d) 8 cm e 1,6 khz Página 2 de 5

3 e) 4 cm e 4,0 khz 8. (Ufsm 2012) Um dos instrumentos de corda mais conhecido e utilizado é o violão. Nos modelos populares, o corpo do instrumento é feito de madeira e as cordas podem ser de nylon ou de aço. Considerando essa informação, preencha corretamente as lacunas. Num violão com cordas de aço, a afinação da temperatura ambiente, porque o aço e a madeira têm coeficientes de dilatação. Em outras palavras, com a mudança de temperatura, muda do instrumento. a) independe mesmos o timbre b) independe mesmos a altura c) independe diferentes o timbre d) depende diferentes a altura e) depende mesmos o timbre 9. (Pucrj 2012) Uma corda presa em suas extremidades é posta a vibrar. O movimento gera uma onda estacionária como mostra a figura. Calcule, utilizando os parâmetros da figura, o comprimento de onda em metros da vibração mecânica imposta à corda. a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 6,0 10. (Mackenzie 2010) Uma chapa metálica de área 1 m 2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm 2. Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm 3, dilatará a) 0,72 mm 3 b) 0,54 mm 3 c) 0,36 mm 3 d) 0,27 mm 3 e) 0,18 mm 3 Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Dados: T 1 = 200 C = 473 K; T 2 = 400 C = 673 K. Como a transformação é isobárica, aplicando a lei geral dos gases, vem: V1 V2 V1 V2 V2 673 V 2 1,4. T1 T V1 473 V1 Resposta da questão 2: [B] Dados: 9 8 f 2,4 GHz 2,4 10 Hz; c 3 10 m / s; e 1% λ. Página 3 de 5

4 Da equação fundamental da ondulatória: 8 c 3 10 c λ f λ 0,125 m 125 mm. f 9 2,4 10 O espaçamento da grade é: e λ e 1,25 mm Resposta da questão 3: Dados: Q = J; ΔU 1.200J; p = 50 N/m 2. Usando a 1ª Lei da Termodinâmica: ΔU Q W W W 800 p ΔV ΔV ΔV 16 m. Resposta da questão 4: A transferência de calor de uma fonte fria para uma fonte quente não é um processo espontâneo, portanto, na geladeira essa passagem só ocorre enquanto houver realização de trabalho pelo motor. Resposta da questão 5: Dado: v = 13,5 cm/s A figura mostra um perfil dessas ondas. Da figura: ,5 cm. 2 O número de vezes que a haste toca a superfície da água a cada segundo é a própria frequência. Da equação fundamental da ondulatória: v 13,5 v f f f 9 Hz. 1,5 Resposta da questão 6: I. Falsa. Máquinas térmicas são dispositivos usados para converter energia térmica em energia mecânica com consequente realização de trabalho. II. Verdadeira. Idem enunciado. III. Falsa. De acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho. IV. Verdadeira. Idem enunciado. Página 4 de 5

5 Resposta da questão 7: Amplitude = Altura da onda = 8 cm Comprimento de onda = 20 cm = 0,2 m Frequência = F = velocidade/(comprimento de onda) = Hz 1,6 khz. 0,2 Resposta da questão 8: As frequências (f) emitidas por uma corda sonora vibrando no n-ésimo harmônico são dadas pela expressão: n f 2L F. Nessa expressão: f: frequência ou nota emitida; L: comprimento da corda; F: intensidade da força tensora aplicada nas extremidades da corda; : densidade linear da corda. Portanto, a afinação de um violão depende da temperatura, pois com a variação da temperatura, varia o comprimento (L) da corda. Como a madeira, que forma o corpo do violão, e o aço, que compõe a corda, têm diferentes coeficientes de dilatação, altera-se também a intensidade da força tensora. Portanto, com a mudança de temperatura, altera-se a frequência, tornando-se o som mais agudo ou mais grave, ou seja, altera-se a altura do som emitido (e não a altura do instrumento, embora ele se dilate quando a temperatura aumenta). Resposta da questão 9: Cada fuso corresponde a meio comprimento de onda. Temos três fusos. Então: m. 2 3 Resposta da questão 10: [B] Dados: A 0 = 1 m 2 = 10 6 mm 2 ; A = 0,36 mm 2 e V 0 = 1 dm 3 = 10 6 mm 3. A = A 0 2 T 0,36 = T T = V = V 0 3 T V = ,18 10 V = 0,54 mm3. 0,36 0, Página 5 de 5

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