Física Professor Alfredo

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1 Física Professor Alfredo 07 Aluno (a): 11/03/ (UEL PR) As moléculas que compõem o ar estão em constante movimento, independentemente do volume no qual estejam contidas. Ludwig Boltzmann ( ) colaborou para demonstrar matematicamente que, em um determinado volume de ar, as moléculas possuem diferentes velocidades de deslocamento, havendo maior probabilidade de encontrá-las em velocidades intermediárias. Assinale a alternativa que contém o gráfico que melhor representa a distribuição de velocidades moleculares de um gás dentro de certo volume, sob uma temperatura T. a) b) 02 - (UFRN) Recentemente, tem-se falado muito sobre os possíveis danos que o uso contínuo de aparelhos celulares pode trazer ao ser humano. Por sua vez, muitas pessoas que já utilizaram o celular encostado à orelha, por um tempo suficientemente longo, perceberam que a região em torno desta se aqueceu. Isso se explica pelo fato de que a) o celular absorve ondas eletromagnéticas, que são transformadas em radiação ultravioleta e aquecem os tecidos da região da orelha. b) o celular emite ondas sonoras, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendo-a. c) o celular emite ondas eletromagnéticas, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendoa. d) o celular absorve ondas sonoras, que são transformadas em radiação infravermelha que aquecem os tecidos da região da orelha (UNIFOR CE) Em um projeto de engenharia, o técnico desenhou uma sala com um aparelho condicionador de ar próximo ao chão como se vê na figura. O condicionador de ar tinha como objetivo o resfriamento do ambiente. Um engenheiro, analisando o desenho, condenou a instalação do aparelho na forma projetada. Assinale a opção abaixo que melhor justifica a atitude do engenheiro. c) d) a) Neste caso, o ar é aquecido por radiação por isto o aparelho deve ficar na parte mais alta da parede. b) O aparelho deve ser colocado na parte superior por força do Princípio da Convecção, onde a energia térmica se transmite com o deslocamento para cima do ar aquecido. c) O aparelho de ar condicionado irradia or para dentro da sala então deve ser instalado na parte alta da parede. d) O ar, neste caso, é resfriado por condução então o aparelho deve ficar mais alto para otimizar o conforto térmico. e) O aparelho deve ficar mais alto porque o or é energia térmica em trânsito por causa de uma diferença de temperatura. e) 04 - (UFSC) A estação central de trens de Estocolmo, na Suécia, criou um sistema para reduzir o consumo de energia elétrica em até 25%, usando o or gerado pelo corpo das pessoas que lá passam todos os dias. São 250 mil passageiros que passam por dia na estação, que possui temperatura média de 25,0ºC na área de circulação. A companhia que administra a rede ferroviária da Suécia fez os cálculos e descobriu que esses passageiros produzem, juntos, 130 metros cúbicos de ar quente 1

2 a cada respirada. O sistema funciona com tubos instalados no forro da estação que levam o ar aquecido pelos pulmões dos passageiros até a central de efação, na qual radiadores transferem o or do ar captado para a água. Considere que a temperatura do corpo humano é 37,0ºC e que o ser humano realiza 15 movimentos respiratórios por minuto. Densidade do ar 1,3 kg/m 3, e or específico do ar 1000 J/kgºC. Com base nestas informações, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A única forma de o corpo humano liberar or é pela respiração. 02. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do ultravioleta. 04. A quantidade de or liberada a cada respirada pelo número médio de passageiros que circulam diariamente na estação central de Estocolmo é de 2,0 x 10 7 J. 08. A potência gerada durante uma respirada pelo total de passageiros que circulam diariamente pela estação é próxima a 0,5 MW. 16. O corpo humano é capaz de liberar mais energia do que consome ou possui armazenada, por isso é importante utilizar o or humano como fonte de energia. 32. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do infravermelho (UFPA) Um expressivo pólo de ferro-gusa tem se implantado ao longo da ferrovia de Carajás, na região sudeste do Pará, o que ensejou um aumento vertiginoso na produção de carvão, normalmente na utilização de fornos conhecidos como rabos-quentes, que a foto abaixo ilustra. Além dos problemas ambientais causados por esses fornos, a questão relativa às condições altamente insalubres e desumanas a que os trabalhadores são submetidos é preocupante. A enorme temperatura a que chegam tais fornos propaga uma grande quantidade de or para os corpos dos trabalhadores que exercem suas atividades no seu entorno. Com base nas informações referidas no texto ao lado, analise as seguintes afirmações: I. O gás carbônico (CO 2 ) emitido pelos fornos é um dos agentes responsáveis pelo aumento do efeito estufa na atmosfera. II. Nas paredes do forno de argila o or se propaga pelo processo de convecção. III. O or que atinge o trabalhador se propaga predominantemente através do processo de radiação. IV. O deslocamento das substâncias responsáveis pelo efeito estufa é conseqüência da propagação do or por condução. Estão corretas somente a) I e II b) I e III c) II e III d) III e IV e) II e IV 06 - (UFMT) A coluna da esquerda apresenta processos de termotransferência e a da direita, fatos do cotidiano relacionados a esses processos. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda. 1. Condução 2. Convecção 3. Radiação ( ) O movimento do ar no interior das geladeiras. ( ) O cozinheiro queimou-se com a colher aquecida. ( ) Energia que recebemos do Sol. ( ) Ar condicionado deve ser instalado próximo ao teto. Assinale a seqüência correta. a) 2, 1, 3, 1 b) 1, 2, 3, 3 c) 2, 1, 3, 2 d) 3, 1, 1, 2 e) 1, 3, 2, (UEPG PR) A transferência de or ocorre por condução, por convecção e por irradiação. Sobre estes fenômenos, assinale o que for correto. 01. Na condução, o fluxo de or é inversamente proporcional à diferença de temperatura entre dois pontos. 02. Na convecção, há transporte de matéria. 04. Na irradiação, não ocorre transporte de energia. 08. A irradiação ocorre através de ondas eletromagnéticas e com predominância dos raios infravermelhos. 16. Na condução, é necessário um suporte material para que o fenômeno ocorra (UFCG PB) A atmosfera pode ser modelada como uma máquina térmica. O trabalho realizado está presente na movimentação das grandes massas de ar, os ventos. A transferência de energia por or ocorre entre a atmosfera e a superfície da Terra e o espaço exterior. O trabalho realizado é avaliado em 0,5% da energia total transferida pelo Sol para o planeta. A energia emitida pela Terra na região do infravermelho a partir da água, do ar, do dióxido de carbono e do metano é avaliada em 64% do total transferido pelo Sol para a Terra. A absorção da radiação oriunda da superfície da Terra depende das moléculas na atmosfera. Considerando o aumento da concentração de dióxido de carbono e de metano na atmosfera provocado por atividades antrópicas, pode-se afirmar que, a) o aumento da temperatura média da superfície da Terra possibilitará uma considerável diminuição do rendimento da máquina térmica como modelo da atmosfera. b) o rendimento da máquina térmica como modelo da atmosfera, que é de 0,8%, deverá aumentar. c) o trabalho realizado pela máquina térmica como modelo da atmosfera deverá sofrer uma diminuição significativa com o aumento da temperatura da superfície da Terra. d) o aumento da temperatura global do planeta acarretará uma maior quantidade de energia transferida para o espaço por or. e) com a variação do rendimento da máquina térmica como modelo da atmosfera, podem-se esperar ventos com energias cinéticas cada vez menores. 2

3 09 - (UNICAMP SP) Nas regiões mais frias do planeta, camadas de gelo podem se formar rapidamente sobre um volume de água a céu aberto. A figura abaixo mostra um tanque cilíndrico de água cuja área da base é A = 2,0 m 2, havendo uma camada de gelo de espessura L na superfície da água. O ar em contato com o gelo está a uma temperatura T ar = 10 ºC, enquanto a temperatura da água em contato com o gelo é T ag = 0,0 ºC. III. IV. Retirando-se da geladeira uma lata e uma garrafa (de vidro) de refrigerante em equilíbrio térmico, tem-se a impressão de que a lata está mais fria que a garrafa. Esta sensação diferenciada é explicada por a lata, que geralmente é de alumínio, apresentar maior coeficiente de condutividade térmica do que a garrafa de vidro. As garrafas térmicas são constituídas de um recipiente de vidro de paredes duplas, espelhadas interna e externamente. A quase inexistência de ar entre as paredes dificulta a propagação do or, quer por condução, quer por convecção. A partir da análise feita, assinale a alternativa correta: a) Todas as proposições são verdadeiras b) Apenas as proposições I e III são verdadeiras c) Apenas as proposições II e III são verdadeiras d) Apenas as proposições II e IV são verdadeiras e) Apenas as proposições III e IV são verdadeiras a) O or é conduzido da água ao ar através do gelo. O fluxo de or φ, definido como a quantidade de or conduzido por unidade de tempo, é dado por Tag Tar φ = ka, onde k = 4,0 x 10 3 /(s cm ºC) é a L condutividade térmica do gelo. Qual é o fluxo de or φ quando L = 5,0 cm? b) Ao solidificar-se, a água a 0 ºC perde uma quantidade de or que é proporcional à massa de água transformada em gelo. A constante de proporcionalidade L S é chamada de or latente de solidificação. Sabendo-se que o or latente de solidificação e a densidade do gelo valem, 3 respectivamente, L S = 80 /g e ρ g = 0,90 g/cm, cule a quantidade de or trocado entre a água e o ar para que a espessura do gelo aumente de 5,0 cm para 15 cm (UDESC) Considere as seguintes afirmativas abaixo. I. Calor é a energia contida em um corpo. II. No inverno, usamos agasalhos para dificultar a transferência de or do corpo para o ambiente. III. As correntes de convecção só ocorrem nos líquidos e nos gases. IV. Os corpos escuros absorvem menos radiação do sol do que os corpos claros. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras (UESC BA) Uma parede de concreto com 9,0m 2 de área e 10,0cm de espessura tem coeficiente de condutibilidade térmica 3 K = 2,0 10 / s cm º C. Sabendo-se que, em um determinado momento, a diferença de temperatura entre suas faces é de 5,0 C, a quantidade de or que flui, no regime estacionário, através da parede durante 10,0min, em orias, é 01. 5, (UEPB) Até o início do século XIX, acreditava-se que a temperatura de um corpo estava associada a uma substância fluida, invisível e de peso desprezível, denominada órico, contida no interior do corpo. No decorrer do mesmo século essas idéias foram contestadas e, através de algumas experiências, a exemplo de uma realizada pelo físico inglês James Prescott Joule ( ), identificou-se definitivamente o or como energia. Com base nas informações contidas no texto acima e em suas experiências diárias, analise as seguintes proposições: I. Quando colocamos a mão na maçaneta e na madeira de uma porta, a sensação distinta de quente e frio está associada à diferença de temperatura entre ambas. II. Ao colocar a mão embaixo de uma panela retirada do fogo a uma certa distância, tem-se a sensação de quente, uma vez que a troca de or neste processo dá-se por convecção (PUC MG) Uma garrafa térmica tem paredes prateadas e duplas com vácuo no espaço intermediário. A vantagem de se fabricarem garrafas térmicas assim é porque as paredes prateadas: a) absorvem o or e o vácuo é um ótimo isolante térmico. b) são altamente refletoras e o vácuo, um ótimo isolante térmico. c) absorvem o or e o vácuo é um excelente condutor. d) são altamente refletoras e o vácuo é um excelente condutor (UFG GO) Estufas rurais são áreas limitadas de plantação cobertas por lonas plásticas transparentes que fazem, entre outras coisas, com que a temperatura interna seja superior à externa. Isso se dá porque: a) o ar aquecido junto à lona desce por convecção até as plantas. b) a expansão do ar expulsa o ar frio para fora da estufa. c) as lonas são mais transparentes às radiações da luz visível que às radiações infravermelhas. d) um fluxo líquido contínuo de energia se estabelece de fora para entro da estufa. e) o ar retido na estufa atua como um bom condutor de or, aquecendo o solo (UEPB) O matemático e físico francês Jean Baptiste Joseph Fourier ( ) estudou a condução do or através de sólidos e publicou, em 1822, a teoria analítica do or, criando uma lei 3

4 que levou o seu nome - Lei de Fourier. Observe a seguir, uma aplicação desta teoria. Um fogão de cozinha elétrico possui entre as paredes do seu forno um isolante constituído por uma camada de fibra de vidro com área total de 1,40 m 2 e espessura de 4,0 cm. Ao ligar o forno deste fogão, após um certo tempo, a superfície interna da fibra de vidro alcança uma temperatura de 175 ºC e sua superfície externa encontra-se a uma temperatura de 35 ºC. Considerando-se que a condutividade térmica da fibra de vidro é igual a 0,040 W/m, a taxa de transferência de or através do isolante, em W/m 2, vale: 19 - (UFBA) A figura ao lado representa duas barras metálicas, 1 e 2, de mesma seção transversal A e de mesmo comprimento L, isoladas termicamente do ambiente. As barras estão encostadas uma na outra por uma das extremidades; a outra extremidade da barra 1 está mergulhada numa cuba que contém a) 196 b) 294 c) 130 d) 150 e) (FMTM MG) Relacione: I. Condução II. Convecção III. Irradiação ( ) A energia é transportada por deslocamento de matéria. ( ) A energia é transmitida na forma de ondas eletromagnéticas. ( ) A energia é propagada por choques entre as partículas. A ordem em que se devem dispor os algarismos I, II e III, de cima para baixo, para que fique preenchida corretamente a relação, está em a) I, II e III. b) II, I e III. c) II, III e I. d) III, I e II. e) III, II e I (UEM PR) Uma barra metálica cilíndrica tem 80 cm de comprimento e 200 cm 2 de seção reta. Em todo o seu comprimento, ela é envolvida por uma grossa camada de um material especial que, além de ser impermeável à água, é um excelente isolante térmico. Desse modo, somente as bases do cilindro metálico ficam expostas e podem trocar or com o meio ambiente. Uma das extremidades da barra é introduzida em uma deira isolada que contém água em ebulição, à pressão de 1 atmosfera, e a outra extremidade fica em contato com o ar, a 20ºC. Sabendo que a condutividade térmica do metal de que a barra é feita vale k/(s m ºC), cule, em k, a quantidade de or transferida ao ar, durante 10 minutos, em regime estacionário (UEM PR) Duas barras metálicas idênticas, com comprimento L, seção transversal A e condutividade térmica K, quando colocadas em série entre dois reservatórios térmicos com temperaturas T 1 e T 2, conduzem or à razão de 22 J/s. Se as barras são colocadas em paralelo entre os mesmos reservatórios, o fluxo de or, em J/s, é... gelo fundente, e a da barra 2 está em contato com uma câmara de temperatura θ C, mantida constante por um aquecedor elétrico de resistência elétrica R submetida a uma ddp igual a U. Considere-se que a condução térmica nas barras se processa no regime estacionário, as condutividades térmicas dos materiais que constituem as barras valem K 1 e K 2 e 1 = 4,2 J. Nessas condições, afirma-se: 01. O fluxo de or na barra 1 é diferente do fluxo de or na barra Na superfície de contato entre as barras, o fluxo de or, A K1 K em /s, é igual a θ 2 C. L K1 + K2 04. Na superfície de contato entre as duas barras, a temperatura é igual a θc A potência dissipada na resistência, expressa em watts, é U2 4,2. R 16. A razão entre a potência dissipada na resistência, em watts, e o fluxo de or, em /s, é igual a 4,2. K K 1K 20 - (UFG GO) O or é uma forma de energia que pode passar de um corpo a outro, por contato direto (condução), ou indireto (convecção e irradiação). Com base neste princípio, analise as proposições abaixo: 01. o or se propaga espontaneamente de um corpo para outro que esteja à temperatura mais baixa; 02. os gases em geral são piores condutores de or que os sólidos e líquidos, devido ao fato do maior espaçamento entre suas moléculas; 04. a conveccão se caracteriza pelo deslocamento de matéria, de onde se conclui ser um processo característico dos líquidos e gases; 08. quanto mais elevada a diferença de temperatura entre dois corpos menor será a taxa de transmissão de energia, visto que esta é proporcional ao inverso da diferença de temperatura; 16. quando se pretende resfriar um ambiente (uma sala, por exemplo), a posição ideal do aparelho refrigerador é próxima ao piso, pois o resfriamento do ar causa o aumento de sua densidade, propiciando a formação de correntes de convecção, o que acelera o processo de resfriamento de todo o ambiente; 32. quanto melhor refletor for um corpo, pior absorvente e emissor ele será 4

5 TEXTO: 1 - Comum à questão: 21 A ideia da geoengenharia é minimizar o aquecimento global por meio de mecanismos artificiais de controle da incidência de radiação solar sobre a superfície terrestre e de sequestro do CO 2 atmosférico, retido por plantas, terrestres e aquáticas, e em formações geológicas profundas. Dentre esses mecanismos, destacam-se: Fertilização Oceânica Semear compostos de ferro na superfície do mar para alimentar algas que, ao fazerem fotossíntese, retiram dióxido de carbono do ar, que será posteriormente utilizado na impregnação de suas membranas para formar carapaças, que se depositam no fundo do mar, quando elas morrem. Clareamento Terrestre Pintar de branco casas e estradas ou plantar vegetais mais claros, seria possível refletir parte da radiação solar que hoje aquece a Terra, ao incidir sobre superfícies mais escuras. Fábricas de Nuvens Borrifar no céu, usando navios, um spray de água do mar ou outras partículas que favorecem a agregação de gotículas d água e a formação de nuvens refletoras. No mar tropi, isso reduziria a temperatura da água e evitaria furacões. (NETZEL, 2012, p. 12). 9) Gab: a) 1,6 x 10 2 /s b) Q = ml F = 1,8 x 10 5 x 80 = 1,4 x ) Gab: 05 11) Gab: E 12) Gab: A 13) Gab: B 14) Gab: C 15) Gab: A 16) Gab: C 17) Gab: 60 18) Gab: 88 19) Gab: 22 20) Gab: VVVFFV 21) Gab: (Unifacs BA) Sobre o processo da irradiação térmica e dos fenômenos ondulatórios, é correto afirmar: 01. O processo da irradiação térmica envolve exclusivamente os raios infravermelhos. 02. O poder emissor do corpo negro é diretamente proporcional à temperatura absoluta. 03. A radiação que incide perpendicularmente sobre a superfície polida de cor branca não obedece às leis da reflexão. 04. Uma garrafa de vidro pintada com tinta branca mantém um líquido aquecido por mais tempo do que a garrafa de vidro pintada com tinta preta, contendo o líquido nas mesmas condições. 05. Uma garrafa de vidro pintada com tinta preta mantém um líquido aquecido por mais tempo do que uma garrafa de vidro pintada com tinta metálica, contendo o líquido nas mesmas condições. GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: C 3) Gab: B 4) Gab: 40 5) Gab: B 6) Gab: C 7) Gab: 26 8) Gab: B 5