ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

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1 ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS 10.º teste sumativo de FQA 9.maio º Ano Turma A Professora: M.ª do Anjo Albuquerque Versão 1 Duração da prova: 90 minutos. Este teste é constituído por 10 páginas e termina na palavra FIM Nome: Nº 11 Classificação Professor Encarregado de Educação TABELA DE CONSTANTES Módulo da aceleração gravítica de um corpo junto à superfície da Terra g = 10 m s - Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3, m s -1 Constante de Stefan-Boltzmann = 5, W m - K -4 FORMULÁRIO Conversão da temperatura (de grau Celsius para Kelvin)... T T 73, 15 K C Energia ganha ou perdida por um corpo devido à variação da sua temperatura.. E mc T m massa do corpo c capacidade térmica mássica do material de que é constituído o corpo T variação do temperatura do corpo Lei de Wien max B T max comprimento de onda máximo B constante de proporcionalidade T temperatura absoluta do corpo 1

2 Lei de Stefan-Boltzmann P e AT 4 P potência total irradiada por um corpo e emissividade σ constante de Stefan-Boltzmann A área da superfície do corpo T temperatura absoluta do corpo Q Taxa temporal de transmissão de energia como calor.... k t Q energia transferida através de uma barra como calor, no intervalo de tempo t k condutividade térmica do material de que é constituída a barra A área da secção recta da barra A T comprimento da barra T diferença de temperatura entre as extremidades da barra Energia elétrica fornecida por um gerador durante o intervalo de tempo t..... E I U t I intensidade da corrente elétrica no gerador U diferença de potencial entre os terminais do gerador 1.ª Lei da Termodinâmica... U = W+Q+R U variação da energia interna do sistema (também representada por E i ) W energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de trabalho Q energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de calor R energia transferida entre o sistema e o exterior sob a forma de radiação Trabalho realizado por uma força constante, F, que atua sobre um corpo em movimento retilíneo.... W = F d cosα d módulo do deslocamento do ponto de aplicação da força α ângulo definido pela força e pelo deslocamento

3 1 Energia cinética de translação. E c m v m massa v módulo da velocidade Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência E p m g h m massa g módulo da aceleração gravítica de um corpo junto à superfície da Terra h altura em relação ao nível de referência considerado Teorema da energia cinética... W Fr = ΔEc W soma dos trabalhos realizados pelas forças que atuam num corpo, num determinado intervalo de tempo ΔEc variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmo intervalo de tempo 1. Qual a energia potencial gravítica de uma rocha, com uma massa de,0 toneladas, no cimo de uma colina a 00 m de altura? (A) 400 KJ (B) 4,0 MJ (C) 4,0 kj (D) 0 kj. Admita que, numa autoestrada, se deslocam um camião e um automóvel. Sabendo que a massa do camião, m c, é 1 vezes superior à do automóvel, m A, e o módulo da velocidade do camião, v c, é igual a metade do módulo da velocidade do automóvel, v A. Escolha a expressão que relaciona corretamente a energia cinética do camião, E Cc, com a energia cinética do automóvel, E CA, enquanto se deslocam na autoestrada. (A) E Cc = 4 E CA (B) E Cc = 1 E CA (C) E Cc = 6 E CA (D) E Cc = 3 E CA 3

4 3. Considere as forças aplicadas sobre o caixote da figura seguinte que se desloca na direção e sentido da força F Identifique a(s) força(s) que realiza(m) trabalho máximo nulo resistente potente. 3.. Calcule a quantidade de energia transferida para o caixote pela força F 1, cuja intensidade é de 50 N, quando o caixote se desloca 0 m. 4. Um carrinho é colocado em movimento por duas forças como se ilustra na figura seguinte. As forças F 1 e F, têm intensidades de 100 N e 00 N, respetivamente. 4.1.Calcule a intensidade da componente eficaz de cada uma das forças, F 1 e F. 4

5 4.. Calcule o trabalho realizado pelo conjunto das duas forças, F 1 e F, quando o carrinho se desloca retilineamente 10,0 m na horizontal, no sentido da força com componente eficaz de maior intensidade. 5. Selecione a afirmação verdadeira. (A) Sempre que uma força atua num corpo, realiza trabalho. (B) Só as forças potentes realizam trabalho. (C) O trabalho realizado por uma força mede a energia transferida de um sistema para outro, devido à atuação dessa força. (D) Uma força que atua num corpo em sentido oposto ao deslocamento não realiza trabalho. 6. Considere que um carrinho se desloca, a partir do repouso, entre duas posições P e Q, por ação de uma força F, de intensidade constante. Em qual dos esquemas seguintes se representa, para o deslocamento considerado, a situação na qual é maior a energia transferida para o carrinho, por ação da força F? 5

6 7. Imagine que, numa plataforma suspensa por dois cabos, se encontrava um caixote de madeira com massa 50 kg. Por acidente, um dos cabos partiu-se e a plataforma ficou com uma inclinação de 0º com a horizontal, conforme esquematizado na figura seguinte. Devido a esse acidente, o caixote escorregou, tendo percorrido 6,0 m até ao extremo da plataforma. Admita que o atrito é desprezável Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. À medida que o caixote escorrega pela plataforma inclinada, a sua energia cinética, e a sua energia potencial gravítica. (A) aumenta... diminui (B) aumenta... aumenta (C) diminui... diminui (D) diminui... aumenta 7.. Determine o trabalho realizado pelo peso do caixote no seu deslocamento, desde a posição inicial até ao extremo da plataforma. 8. Numa pista de brincar, um carrinho de massa 00 g parte do repouso do ponto A situado a 5,0 m do solo. Considere desprezáveis as forças dissipativas durante o movimento do carrinho Escolha a opção que completa corretamente a seguinte afirmação: "A energia mecânica do carrinho no ponto A é." (A) 10 J (B) 10 kj (C) 1, kj (D) J 6

7 8.. Escolha a opção que completa corretamente a afirmação: "A energia mecânica do carrinho no ponto B pode ser dada pela expressão " (A) Em B = Em A - Em C (B) Em B = Ec B (C) Em B > Ec B (D) Em B = Em A + Em C 8.3. Determine a velocidade do carrinho no ponto C. 9. Relativamente ao mecanismo de transferência de energia por convecção selecione a opção correta: (A) o ar frio desce, por ser mais denso do que o ar quente. (B) o ar quente desce, por ser menos denso do que o ar frio. (C) o calor não se propaga para baixo. (D) o ar frio desce, por estar a menor temperatura. 10. Em novos projetos de arquitetura, as paredes de tijolo têm sido substituídas por paredes envidraçadas, tornando assim possível espaços com maior luz natural. Admita que numa casa a parede de vidro tem a espessura de,5 cm e a parede de tijolo 0,0 cm. Admita ainda que as suas faces são sujeitas à mesma diferença de temperatura. Sabendo que a taxa temporal de transferência de energia como calor por condução térmica é dada por: Considere que a condutividade térmica do vidro é 1,10 W m -1 K -1 e que a condutividade térmica dos tijolos é 0,16 W m -1 K -1. Selecione a opção que traduz a relação correta entre as duas taxas de calor transferidas por unidade de superfície, por condução. (A) 0,18 (B) 1,4 (C) 1,16 (D) 55 7

8 11. Na tabela seguinte são apresentados os valores do calor de fusão, e as temperaturas de ebulição e de fusão da substância água. Substância T fusão /ºC L f /Jkg -1 T ebulição /ºC c água /Jkg -1 ºC -1 água , Calcule a energia necessária para fundir 1,0 kg de gelo a 0 ºC Compare a energia envolvida na elevação da temperatura de 1,0 kg de água líquida de 0 ºC até 100 ºC com a energia referida na alínea anterior. 1. O gráfico da figura traduz a irradiância (potência por unidade de área) emitida por um corpo a 5800 K (temperatura da superfície do Sol) e outro à temperatura média da superfície da Terra Selecione a opção correta. (A) O comprimento de onda para o qual é máxima a irradiância do Sol é m. (B) O comprimento de onda para o qual é máxima a irradiância da Terra é aproximadamente m. (C) O comprimento de onda para o qual é máxima a irradiância do Sol é m. (D) Para o comprimento de onda em que é máxima a irradiância, o Sol emite cerca de vezes mais do que a Terra. 8

9 1.. Em que gama do espetro eletromagnético irradia o planeta Terra? 1.3. Sabendo que a relação entre a temperatura absoluta do corpo (T) e o comprimento de onda para o qual a irradiância é máxima ( ) é dada pela expressão,, determine a temperatura média do planeta Terra. Considere m. Exprima o valor em graus Celsius Como se denomina a lei que lhe permitiu responder à alínea anterior? 13. Selecione a opção que traduz corretamente a Lei zero da termodinâmica. (A) Dois sistemas A e B estão em equilíbrio térmico quando transferem para a vizinhança a mesma energia. (B) Dois sistemas A e B estão em equilíbrio térmico entre si quando estão à mesma temperatura. (C) Dois sistemas A e B estão em equilíbrio térmico entre si quando a variação de energia interna do sistema permanece constante no tempo. (D) Dois sistemas A e B estão em equilíbrio térmico entre si quando a variação de energia interna do sistema é nula. 14. Selecione a opção correta. Uma amostra gasosa recebe da vizinhança 500 cal de energia sob a forma de calor e realiza um trabalho igual a 00 cal. A variação da sua energia interna será igual a: (A) 300 cal (B) 700 cal (C),5 cal (D) 155,8 cal 9

10 15. Uma das atividades de laboratório que realizou foi a determinação experimental da capacidade térmica mássica do cobre e do alumínio Escolha, de entre as seguintes opções, a correta para um possível esquema da montagem utilizada na atividade experimental referida: 15.. Suponha que os resultados obtidos por um dos grupos de alunos que realizou a experiência foi o seguinte: m/kg U/V I/A T i /ºC T f /ºC t/s Alumínio 1,001 10,45 4,45 19,90 5,60 10 Com base nos valores experimentais obtidos calcule o valor experimental da capacidade térmica mássica do alumínio Determine o erro relativo do valor experimental relativamente ao valor tabelado. Considere que o valor tabelado do alumínio é 897 J/kgºC Refira dois cuidados a ter na realização da experiência. FIM Questões Total cotação