Trabalho 2 Dilatação térmica, escalas termométricas, reflexão da luz, espelho plano e esférico

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1 Nome do aluno Turma Nº Questões Disciplina Trimestre Valor da Prova Data Trabalho 2 Dilatação térmica, escalas termométricas, reflexão da luz, espelho plano e esférico 1 - Fuvest 2012 NOTE E ADOTE Coeficiente de dilatação linear do alumínio: 2 x 10-5 o C -1. Para ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes apresenta, em uma feira de ciências, o instrumento esquematizado na figura acima. Nessa montagem, uma barra de alumínio com 30 cm de comprimento está apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior é 10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumínio, inicialmente à temperatura de 25 o C, for aquecida a 225 o C, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro será, aproximadamente, de a) 1 mm. b) 3 mm. c) 6 mm. d) 12 mm. e) 30 mm. 2 - (FUVEST 2012)Em uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala é maior que a do interior da geladeira. Após a abertura da porta, a temperatura da sala, a) diminui até que o equilíbrio térmico seja estabelecido. b) diminui continuamente enquanto a porta permanecer aberta. c) diminui inicialmente, mas, posteriormente, será maior do que quando a porta foi aberta. d) aumenta inicialmente, mas, posteriormente, será menor do que quando a porta foi aberta. e) não se altera, pois se trata de um sistema fechado e termicamente isolado. 3 - Os gatos 1 e 2 encontram-se parados em um ambiente iluminado apenas por duas lâmpadas puntiformes penduradas no teto. O único obstáculo existente nesse ambiente é uma mesa opaca de tampo horizontal, apoiada no solo, também horizontal e opaco. Os gatos estão em um mesmo plano vertical (o plano da figura), que contém as lâmpadas e que passa pelo centro da mesa.

2 Desconsiderando a reflexão da luz em qualquer superfície e efeitos de difração nas bordas da mesa, pode-se afirmar que os gatos 1 e 2 encontram-se, respectivamente, em regiões de (A) sombra e de penumbra. (B) sombra e de sombra. (C) sombra e iluminada pelas duas lâmpadas. (D) penumbra e iluminada pelas duas lâmpadas. (E) penumbra e de penumbra. 4 - As superfícies esféricas e refletoras têm inúmeras aplicações práticas no dia a dia. Os espelhos convexos, que são usados em retrovisores de moto, ônibus e entradas de lojas comerciais, prédios e elevadores, têm como finalidade (A) aumentar o campo visual e formar imagens reais e maiores. (B) aumentar o campo visual e formar imagens virtuais e maiores. (C) aumentar o campo visual e formar imagens virtuais e menores. (D) diminuir o campo visual e formar imagens reais e maiores. (E) diminuir o campo visual e formar imagens virtuais e menores. 5 - Os investimentos tecnológicos em energia solar estão crescendo. Por exemplo, o projeto da foto apresentada tem como objetivo utilizar a energia solar para o derretimento de alumínio. Considere os seguintes detalhes desse gigantesco forno solar. É constituído de uma superfície esférica revestida de lâminas espelhadas. As lâminas refletem os raios do Sol, supostamente paralelos. Depois de refletidos, os raios incidem numa região a 10 metros do ponto central da superfície, onde o derretimento do alumínio ocorre. A superfície refletora é, supostamente, um espelho esférico de foco A e centro de curvatura B. Assinale a alternativa que melhor representa: o tipo de espelho, os raios incidentes e refletidos e a posição correta da região A ou B, para que haja o derretimento do alumínio. a) Convexo c) Convexo e) Convexo b) Côncavo d) Côncavo 6 - A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos:

3 I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro. III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas considerações, somente: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e II são corretas. e) II e III são corretas. 7- João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura: À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas abaixo, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que NÃO permite esse encaixe. a) Resfriar apenas o eixo. b) Aquecer apenas o anel. c) Resfriar o eixo e o anel. d) Aquecer o eixo e o anel. 8 - Um fabricante, precisando substituir os parafusos de um forno, deparou-se com um problema. A estrutura do forno é feita de cobre e os parafusos disponíveis são de um outro metal. Sabendo que ao aquecer o forno, os furos nos quais se encontram os parafusos aumentam seu diâmetro, e ainda que o diâmetro dos parafusos também aumenta, o fabricante optou por parafusos feitos de materiais que não afrouxem nem forcem demais a estrutura do forno nos furos, conforme o forno vai se aquecendo. Conhecendo os coeficientes de dilatação médios, em C 1, do cobre ( ), do chumbo ( ), do alumínio ( ), do latão ( ) e do aço ( ), e desconsiderando a influência de outros efeitos sobre a decisão final, pode-se afirmar que: a) os parafusos feitos de quaisquer desses materiais são igualmente eficientes para o propósito do fabricante. b) os melhores parafusos substitutivos são aqueles feitos de aço. c) são igualmente válidos apenas os parafusos de chumbo e de alumínio. d) pode-se utilizar tanto os parafusos de chumbo quanto os de aço. e) os parafusos mais indicados são aqueles feitos de latão. 9- Normalmente, o corpo humano começa a sentir calor quando a temperatura ambiente ultrapassa a marca dos 24,0 ºC. A partir daí, para manter seu equilíbrio térmico, o organismo passa a eliminar o calor através do suor. Se a temperatura corporal subir acima de 37,0 ºC, é caracterizada como hipertermia e abaixo de 35,0 ºC, hipotermia. Se a temperatura de uma pessoa com hipertermia variar de 37,3 ºC para 39,3 ºC, esta variação nas escalas Fahrenheit (ºF) e Kelvin (K) será, respectivamente, a) 1,8 e 1,8. b) 1,8 e 2,0. c) 2,0 e 2,0. d) 2,0 e 3,6.

4 e) 3,6 e 2, Um dos métodos para medir o diâmetro do Sol consiste em determinar o diâmetro de sua imagem nítida, produzida sobre um anteparo, por um orifício pequeno feito em um cartão paralelo a este anteparo conforme ilustra a figura. Em um experimento realizado por este método foram obtidos os seguintes dados: I. diâmetro da imagem = 9mm II. distância do orifício até a imagem = 1,0 m III. distância do sol à terra = 1, m Qual é aproximadamente o diâmetro do Sol medido por este método? a) 1, m b) 1, m c) 2, m d) 1, m e) 1, m 11 - O esquema representa a planta baixa de uma loja de instrumentos ópticos que tem 4,0 m de frente por 6,0 m da frente aos fundos. Nessa loja, três atendentes trabalham sentadas nas posições A 1, A 2 e A 3 e o gerente permanece em pé junto ao caixa na posição C. Como se observa no esquema, em frente às atendentes está um enorme espelho plano vertical E, fixado na parede e com 2,0 m de largura, que vai do chão até o teto. Quando a loja não tem clientes, o gerente, de seu posto no ponto C, pode ver no espelho a imagem SOMENTE a) da atendente em A 1. b) da atendente em A 2. c) da atendente em A 3. d) das atendentes em A 2 e em A 3. e) das atendentes em A 1 e em A 2.

5 12 - A coluna de mercúrio de um termômetro está sobre duas escalas termométricas que se relacionam entre si. A figura abaixo mostra algumas medidas correspondentes a determinadas temperaturas. Quando se encontra em equilíbrio térmico com gelo fundente, sob pressão normal, o termômetro indica 20º nas duas escalas. Em equilíbrio térmico com água em ebulição, também sob pressão normal, a medida na escala A é 82 A e na escala B: a) 49º B b) 51º B c) 59º B d) 61º B e) 69º B Gabarito 1 c 2 - c 3 a 4 c 5 b 6 e 7 c 8 e 9 e 10 b 11 - e 12 - b