Física e Química A 10.º ano

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1 Energia, fenómenos térmicos e radiação I 1. Coloca os sistemas mencionados por ordem, de forma a corresponder à sequência: Sistema isolado, Sistema fechado, sistema aberto A. Piscina. B. Frigorífico fechado. C. Garrafa termos. 2. Classifica as seguintes afirmações em verdadeiras (V) ou falsas (F). a) O calor é uma forma de energia que existe apenas nos corpos quentes. b) Corpos à mesma temperatura emitem igual quantidade de radiação. c) Um corpo que aquece rapidamente, também arrefece rapidamente. d) Quando dois corpos estão em contacto e à mesma temperatura, não existe troca de energia como calor. 3. Responde à seguinte questão. Indica, justificando, se há variação de energia interna dos sistemas nas seguintes situações: a) Garrafa de água no congelador; b) Panela de água ao lume. 4. Seleciona a opção correta. a) Leite quente arrefece mais facilmente dentro de um copo de vidro do que dentro de um recipiente metálico. b) Quando se atinge o equilíbrio térmico, as transferências de energia entre as partículas que constituem os corpos cessam. c) A variação de temperatura expressa em graus celsius e em kelvin é igual. d) A transferência de energia como calor por convecção, no ar, é muito lenta. 5. Responde à seguinte questão. Se os corpos estão constantemente a emitir radiação, porque é que não arrefecem? 6. Coloca as seguintes radiações por ordem crescente de comprimento de onda. A. Infravermelho B. Ultravioleta C. Visível 1 / 5

2 7. Associa o número do item da coluna I à letra identificativa do elemento da coluna II. Coluna I 1. Emitidas por substâncias radioativas, como o rádio e o urânio. 2. A principal fonte destas radiações é o Sol. São absorvidas pela camada de ozono. Coluna II A. Raios X B. Radiações IV 3. Emitidas por qualquer corpo quente. C. Radiações visíveis 4. Emitidas pelo Sol e pelas estrelas e detetadas pelo ser humano. 5. Emitidas pelas estrelas e também produzidas artificialmente na Terra. D. Radiações UV E. Raios gama 8. Considera os sistemas e responde às seguintes questões. I. Forno elétrico II. Televisor em funcionamento III. Geleira térmica a) Qual o significado de sistema termodinâmico. b) Indica quais dos sistemas apresentados são termodinâmicos. 9. Responde às seguintes questões. Na figura está representado um termómetro que se utilizou para medir a temperatura de um líquido. a) Qual é a menor divisão da escala do termómetro representado? b) Indica o valor da temperatura a que se encontrava o líquido, com a respetiva incerteza. c) Indica o alcance máximo do termómetro, em unidades do Sistema Internacional. 10. Coloca por ordem decrescente as seguintes temperaturas. A. 185 ºC B. 210 ºC C. 273 K D. 33 ºC E. 408 K 2 / 5

3 11. Responde às seguintes questões. a) Exprime, em kelvin, a temperatura de fusão do gelo e a temperatura de ebulição da água. b) Exprime, em graus Celsius, a temperatura da superfície do sol (6000 K) e a temperatura do zero absoluto. 12. Seleciona a opção correta. Colocaram-se termómetros em quatro recipientes com água, como ilustra a figura seguinte. a) Os sistemas A e C têm a mesma energia interna. b) A energia interna do sistema A é igual à do C e a do B igual à do D. c) A energia interna do sistema B é maior do que a do sistema C. d) O sistema com maior energia interna é o D. 13. Responde à seguinte questão. Por que razão a transpiração é importante na regulação da temperatura do corpo? 14. Completa as frases com as opções corretas. Opções: convecção; variável; negativa; iões; condução; constante; igual; nula; diferente; eletrões No estado de equilíbrio térmico entre uma colher metálica e a sopa aquecida, a quantidade de energia transferida é. No entanto, a variação de temperatura é pois a energia que as partículas da colher recebem e cedem é. O processo de transferência de energia que ocorre na colher e que envolve designa-se por. 15. Responde à seguinte questão. Uma máquina de calcular científica funciona através da energia elétrica produzida numa célula fotovoltaica, de potência útil 20 mw e 6 cm 2 de área. Calcula o rendimento de funcionamento da célula quando está exposta à radiação solar de potência 340 W m / 5

4 16. Responde às seguintes questões. a) Para que serve um painel fotovoltaico? b) Apresenta uma razão que justifique a utilização de painéis fotovoltaicos no nosso país. 17. Responde à seguinte questão. Um corpo negro de área 500 cm 2, irradia 1, J durante 1000 s. Calcula a intensidade da radiação emitida por esse corpo em Wm -2. Determine a temperatura a que o corpo se encontra. Determine, em nm, o comprimento de onda da radiação que o corpo emite com maior intensidade. Identifique essa radiação. Dados: (constante de Steffan-Boltzmann) = 5,67x10-8 W m -2 K -4 b (constante do de Wien) = 2,898x10-3 m.k 18. Responde à seguinte questão. Estabelece a diferença entre condução e convecção, utilizando exemplos do dia a dia. 19. Na tabela seguinte estão registados os valores de temperatura medidos quando se iluminaram duas garrafas, uma preta e uma branca. tempo/min T/ºC Garrafa branca Garrafa preta ,9 15,3 16,5 17,3 18,2 19,4 20,5 15,2 15,9 17,6 19,4 21,2 22,9 24,1 Com base nos dados da tabela, classifica as seguintes afirmações em verdadeiras (V) ou falsas (F). a) Os corpos que são bons absorsores são também bons refletores. b) Os corpos brancos são maus absorsores de radiação mas podem apresentar emissividade igual a 1. c) As casas alentejanas são brancas porque as superfícies brancas são boas refletoras. d) Todos os objetos metálicos aquecem de igual forma. e) O aumento da temperatura é mais significativo quando se ilumina uma garrafa branca do que uma garrafa espelhada. 4 / 5

5 Energia, fenómenos térmicos e radiação I Soluções 1. C; B; A 2. a) F; b) F; c) V; d) F 3. a) Energia interna diminui pois há transferência de energia sob a forma de calor para as vizinhanças. 4. c) b) Energia interna aumenta pois há transferência de energia sob a forma de calor e radiação para a panela. 5. Como os corpos estão em equilíbrio térmico, as taxas de absorção e emissão são iguais. 6. B; C; A 7. 1 E; 2 D; 3 B; 4 C; 5 - A 8. a) Sistema em que se verifica apreciável variação de energia interna variação de temperatura. b) I e II 9. a) 1ºC b) 34,5 ±0,5 ºC c) 323 K 10. B; A; E; D; C 11. a) T fusão =273 K; T ebulição =373 K 12. d) b) T sol = 5727 ºC ; T zero absoluto = -273 ºC 13. A transpiração (evaporação) retira energia da pele, arrefecendo o corpo humano. 14. constante; nula; igual; eletrões; condução 15. η = 10% 16. a) O painel fotovoltaico permite obter energia elétrica a partir de radiação solar. b) A instalação deste tipo de energia renovável é recomendável uma vez que Portugal é um país com bastantes horas de sol ao longo do ano Wm Pode ser tomado com exemplo de condução, o fundo de uma panela, com água, ao lume, em que há passagem de energia das partículas do sistema a temperatura mais elevada (panela), para as partículas do sistema com menor temperatura (água), havendo uma interação partícula a partícula. O aquecimento de uma sala com um radiador é um exemplo de convecção, onde há transporte de energia (sob a forma de calor) por deslocamento da matéria. 19. a) F; b) F; c) V; d) F; e) V 5 / 5

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