DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA 3BI L2

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1 GOIÂNIA, / / 2015 PROFESSOR: Fabrízio Gentil Bueno DISCIPLINA: FÍSICA SÉRIE: 2 o ALUNO( (a): NOTA: No Anhanguera você é + Enem LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA 3BI L (UFLA MG) O esquema simplificado abaixo representa um motor térmico. Considere o calor 4 absorvido do reservatório quente Q 1 = 4 10 joules a cada segundo e o rendimento desse motor igual a 40% do rendimento de um motor de CARNOT, operando entre os mesmos reservatórioss T 1 e T 2. Pode se afirmar que a potência do referido motor é: a) 30 kw b) 18 kw c) 12 kw d) 16 kw 02 - (UNIFOR CE) Uma máquina térmica, operando em ciclos, entre duas fontes a 27 ºC e 327 ºC, tem rendimento igual a 80% do rendimento que teria se estivesse operando segundo o ciclo de Carnot. Essa máquina retira 5,0 x 10 3 cal da fonte quente em cada ciclo e realiza 10 ciclos por segundo. A potência útil que a máquina fornece, em kw, vale Considere: 1 cal = 4 J a) 1,0 b) 2,0 c) 5,0 d) 10 e) 80

2 03 - (UEM PR) Uma máquina térmica opera entre um reservatório térmico mantido à temperatura de 100 ºC e outro mantido à temperatura ambiente. Em que época do ano essa máquina atingiria sua maior eficiência? a) Em dia típico de outono. b) Em dia típico de verão. c) Em dia típico de primavera. d) Em dia típico de inverno. e) É indiferente, a eficiência não depende da temperatura do outro reservatório (UNIFOR CE) Uma máquina térmica opera segundo o ciclo de Carnot entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são 23 C e 227 C. Se, em cada ciclo, a máquina rejeita para a fonte fria 24 calorias, o trabalho que ela realiza, por ciclo, em calorias, vale a) 48 b) 36 c) 24 d) 12 e) 6, (UFPel RS) Considere um sistema isolado composto por dois corpos, C 1 e C 2, com temperaturas T 1 e T 2, respectivamente, sendo T 1 > T 2. Na busca pelo equilíbrio térmico, observa-se que: I. O corpo C 1 possui mais calor que o corpo C 2 transferindo, portanto, calor para o corpo C 2. II. A energia interna do corpo C 1 diminui e a do corpo C 2 aumenta. III. A temperatura do corpo C 1 diminui e a do corpo C 2 aumenta. IV. Ambos os corpos possuem a mesma quantidade de calor, independente de suas massas. De acordo com seus conhecimentos e com as informações dadas, estão corretas, apenas, as afirmativas a) II e III. b) I, III e IV. c) I e II. d) I, II e III e) II e IV. f) I.R.

3 06 - (UFSM) Um condicionador de ar, funcionando no verão, durante certo intervalo de tempo, consome cal de energia elétrica, retira certa quantidade de energia do ambiente que está sendo climatizado e rejeita cal para o exterior. A eficiência desse condicionador de ar é a) 0,33 b) 0,50 c) 0,63 d) 1,50 e) 2, (UFRGS) A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kj de calor da sua fonte quente e descarrega 36 kj de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de a) 20% b) 25% c) 75% d) 80% e) 100% 08 - (UFRN) As máquinas térmicas transformam a energia interna de um combustível em energia mecânica. De acordo com a 2 a Lei da Termodinâmica, não é possível construir uma máquina térmica que transforme toda a energia interna do combustível em trabalho, isto é, uma máquina de rendimento igual a 1 ou equivalente a 100%. O cientista francês Sadi Carnot ( ) provou que o rendimento máximo obtido por uma máquina térmica operando entre as temperaturas T 1 (fonte quente) e T 2 (fonte fria) é dado por η =1 T T 2 1 Com base nessas informações, é correto afirmar que o rendimento da máquina térmica não pode ser igual a 1 porque, para isso, ela deveria operar a) entre duas fontes à mesma temperatura, T 1 =T 2, no zero absoluto. b) entre uma fonte quente a uma temperatura, T 1, e uma fonte fria à temperatura T 2 = 0 o C. c) entre duas fontes à mesma temperatura, T 1 =T 2, diferente do zero absoluto. d) entre uma fonte quente a uma temperatura, T 1, e uma fonte fria à temperatura T 2 = 0 K (UFLA MG) Um engenheiro construiu uma máquina térmica que, operando em ciclos, retira J/s de um reservatório quente a T 1 = 1600 K e rejeita 4000 J/s para um reservatório frio a T 2 = 400 K. A equipe técnica de uma empresa encarregada de analisar o projeto dessa máquina térmica apresentou as seguintes conclusões: I. O rendimento teórico da máquina é 80%.

4 II. A potência teórica da referida máquina é W. III. Como o rendimento teórico de uma máquina térmica de Carnot operando nas condições acima especificadas é 75%, a máquina em questão é teoricamente inviável. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as conclusões I e II são corretas. b) As conclusões I, II e III estão corretas. c) Somente as conclusões II e III são corretas. d) Somente as conclusões I e III são corretas. e) Somente a conclusão II é correta (UCS RS) Mede-se a quantidade de energia que cada alimento possui através da unidade caloria. O ser humano, no que diz respeito a transformações de energia, pode ser analisado a partir da segunda lei da termodinâmica. Uma pessoa que ingere numa refeição calorias, das quais não são aproveitadas para a realização de trabalho, comparada com uma máquina térmica, apresenta como rendimento, a) 0,25 ou 25%. b) 0,33 ou 33%. c) 0,57 ou 57%. d) 0,6 ou 60%. e) 0,75 ou 75% (UFAM) Um Físico, buscando economizar combustível construiu uma máquina térmica que em cada ciclo absorve 5000 Joules da fonte quente a uma temperatura de 600 K e, rejeita 3000 Joules para a fonte fria. Sabendo que a maquina térmica tem um desempenho de 80% da máquina de Carnot, a temperatura da fonte fria vale: a) 120 K b) 300 K c) 480 K d) 200 K e) 400 K 12 - (UNIMONTES MG) Define se o rendimento r de uma máquina térmica como sendo r =(w/q 1 ), em que, cada ciclo, Q 1 é o calor absorvido e w é o trabalho realizado. Considere uma máquina que segue o ciclo descrito pelo diagrama abaixo. Sabendo que ela absorve 4 x 10 4 J de calor por ciclo, seu rendimento r é de:

5 a) 15% b) 50% c) 25% d) 75% 13 - (UNIMONTES MG) Em uma transformação isotérmica (Q = calor, W = trabalho e U = energia interna): a) Q = U b) W = U c) Q = W d) W = (UNIMONTES MG) O rendimento de uma máquina térmica é a razão entree o trabalho realizado e o calor absorvido por ciclo. Constrói se um motor térmico que opera segundo o ciclo mostrado na figura abaixo. Calcule o rendimento desse motor. Dados: Q AB = 45 x 10 5 J Q BC = 18 x 10 5 J Q CD = 22,5 x 10 5 J Q DA = 4,5 x 10 5 J

6 15 - (UNIMONTES MG) Uma máquina frigorífica ideal, que utiliza o ciclo de Carnot, possui um compressor que realiza, em cada ciclo, trabalho igual a 3, J. Em seu funcionamento, a máquina toma calor de uma fonte térmica a 10ºC e cede calor a outra fonte térmica a 17ºC. Dado: calor retirado da fonte fria e = trabalho realizado pelo compressor a) Qual a eficiência e da máquina, em cada ciclo? b) Qual a quantidade de calor que se toma da fonte fria, a cada ciclo? c) Qual a quantidade de calor cedido à fonte quente, a cada ciclo? 16 - (IFSP) Leia atentamente o texto a seguir. Mecanismos do Eclipse A condição para que ocorra um Eclipse é que haja um alinhamento total ou parcial entre Sol, Terra e Lua. A inclinação da órbita da Lua com relação ao equador da Terra provoca o fenômeno da Lua nascer em pontos diferentes no horizonte a cada dia. Se não houvesse essa inclinação, todos os meses teríamos um Eclipse da Lua (na Lua Cheia) e um Eclipse do Sol (na Lua Nova). ( Acesso em: ) Abaixo vemos a Lua representada, na figura, nas posições 1, 2, 3 e 4, correspondentes a instantes diferentes de um eclipse. As figuras a seguir mostram como um observador, da Terra, pode ver a Lua. Numa noite de Lua Cheia, ele vê como na figura I.

7 Assinale a alternativa em que haja correta correspondência entre a posição da Lua, a figura observada e o tipo de eclipse. a) b) c) d) e) Lua na posição Figura observada III II I IV V Tipo de eclipse Solar parcial Lunar parcial Solar total Lunar total Lunar parcial 17 - (PUC RJ) A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal, uma sombra de comprimento 6,0 m. Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a quantos metros do muro? a) 2,0 b) 2,4 c) 1,5 d) 3,6 e) 1, (UFRN) Numa projeção de filme, o projetor foi colocado a 12m de distância da tela. Isto fez com que aparecesse a imagem de um homemm com 3m de altura. Numa sala menor, a projeção resultou na imagem de um homem com apenas 2m de altura. Nessa nova sala, a distância do projetor em relação à tela era de a) 18m. b) 8m. c) 36m. d) 9m (UNESP) 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.

8 Desconsiderando a reflexão da pode-se afirmar que os gatos 1 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. luz em qualquer superfície e efeitos de difração nas bordas da mesa, e 2 encontram-se, respectivamente, em regiões de 20 - (UFT TO) Após descobrir a distância da Terra à Lua, uma criança pergunta ao seu pai qual seria o tamanho da Lua. Para responder a pergunta, o pai pede ao filho que lhe empreste uma moeda de um Real, sabendo que o diâmetro da moeda é igual a 2,7cm. Fixando a moeda ao vidro de uma janela o pai pede ao filho que feche um dos olhos e ande para trás até ver a Lua ser ocultada pela moeda e, neste instante o avise para medir a distância dos olhos do filho ao centro da moeda. O pai informa ao filho que o resultado da medida é igual a 2,97m e pede ao filho que descubra o diâmetro da Lua. Considere a distância entre o olho da criança e o centro da lua igual a km. O resultado CORRETO obtido pelo filho para o diâmetro da Lua é igual a: a) km b) km c) km d) km e) km 21 - (UFPA) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de a) no máximo km b) no máximo km c) no mínimo km

9 d) no mínimo km e) exatamente km 22 - (UNESP) Para que alguém, com o olho normal, possa distinguir um ponto separado de outro, é necessário que as imagens desses pontos, que são projetadas em sua retina, estejam separadas uma da outra a uma distância de 0,005 mm. Adotando-se um modelo muito simplificado do olho humano no qual ele possa ser considerado uma esfera cujo diâmetro médio é igual a 15 mm, a maior distância x, em metros, que dois pontos luminosos, distantes 1 mm um do outro, podem estar do observador, para que este os perceba separados, é a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) (PUCCAMP SP) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve a) afastar-se 1 m. b) afastar-se 2 m. c) afastar-se 3 m. d) aproximar-se 1 m. e) aproximar-se 2 m (UFTM) Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante providencia uma caixa cúbica, de aresta 16 cm. Após pintar o interior com tinta preta, faz um orifício no centro de uma das faces e substitui a face oposta ao orifício por uma folha de papel vegetal. Feito isso, aponta o orifício para uma porta iluminada, obtendo dela uma imagem nítida, invertida e reduzida, projetada sobre a folha de papel vegetal. Sabendo-se que a altura da imagem observada da porta é 14 cm e que a altura da porta é 2,15 m, conclui-se que a distância aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é: a) 0,9. b) 1,8.

10 c) 2,5. d) 3,5. e) 4, (FMTM MG) O princípio da reversibilidade da luz fica bem exemplificado quando: a) holofotes iluminam os atores em um teatro. b) se observa um eclipse lunar. c) um feixe de luz passa pela janela entreaberta. d) a luz polarizada atinge o filme fotográfico. e) duas pessoas se entreolham por meio de um espelho (UNIFOR CE) O esquema representa o alinhamento do Sol, d Terra e da Lua no momento de um eclipse. TERRA LUA SOL A Neste instante, uma pessoa situada no ponto A observará um eclipse: a) parcial da Lua b) total da Lua c) anular do Sol d) parcial do Sol e) total do Sol 27 - (UNIFOR CE) Considere as afirmações acerca das cores dos objetos. I. A cor não é uma característica própria de um objeto, pois depende da luz que o ilumina. II. Um objeto branco sob luz solar é visto vermelho quando iluminado com luz vermelha. III. Um objeto que absorva as radiações luminosas recebidas torna-se preto. Dentre as afirmações, a) somente I é correta. b) somente I e II são corretas. c) somente I e III são corretas. d) somente II e III são corretas.

11 e) I, II e III são corretas (UFF RJ) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura. H P Q ' Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q. A altura H é, aproximadamente, igual a: a) 0,49 m b) 1,0 m c) 1,5 m d) 3,0 m e) 5,0 m 29 - (UFMG) A figura mostra a bandeira do Brasil de forma esquemática. Sob luz branca, uma pessoa vê a bandeira do Brasil com a parte I branca, a parte II azul, a parte III amarela e a parte IV verde. Se a bandeira for iluminada por luz monocromática amarela, a mesma pessoa verá, provavelmente, a) a parte I amarela e a II preta. b) a parte I amarela e a II verde. c) a parte I branca e a II azul. d) a parte I branca e a II verde.

12 30 - (UNESP) observa a sombra por ele formada pela luz do Sol. Ela nota que a sombra do lápis é bem nítida quando ele está próximo ao solo mas, à medida que vai levantando o lápis, a sombra perde a nitidez até desaparecer, restando apenas a penumbra. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é de 14 x 10 8 m e a distância do Sol à Terra é de 15 x m, pode-se afirmar que a sombra desaparece quando a altura do lápis em relação ao solo é de: a) 1,5 m b) 1,4 m c) 0,75 m d) 0,30 m e) 0,15 m 31 - (UEL PR) A figura abaixo representa uma fonte extensa de luz L e um anteparo opaco A dispostos paralelamente ao solo (S): S L A 80cm 60cm h 2,0m O valor mínimo de h, em metros, para que sobre o solo não haja formação de sombra é: a) 2,0 b) 1,5 c) 0,80 d) 0,60 e) 0, (UFAL) Na figura abaixo, F é uma fonte de luz extensa e A um anteparo opaco. Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, regiões de: F A I II III a) sombra, sombra e penumbra. b) penumbra, sombra e sombra. c) sombra, penumbra e sombra. d) penumbra, sombra e penumbra. e) penumbra, penumbra e sombra.

13 33 - (UEFS BA) Uma bandeira do Brasil é colocada em um ambiente completamente escuro e iluminada com luz monocromática verde. Nessa situação, ela será vista, por uma pessoa de visão normal, nas cores: a) verde e amarela b) verde e branca c) verde e preta d) verde, preta e branca e) verde, a,amarela e branca 34 - (UFES) Um objeto amarelo, quando observado em uma sala iluminada com luz monocromática azul, será visto: a) amarelo b) azul c) preto d) violeta e) vermelho 35 - (FEI SP) 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 = 9,0 mm II. distância do orifício até a imagem = 1,0m III. distância do Sol á Terra = 1, m Qual é, aproximadamente, o diâmetro do Sol medido por este método? Sol Imagem orifício a) 1, m b) 1, m c) 2, m d) 1, m e) 1, m

14 36- (UFRS-RS) A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kj de calor da sua fonte quente e descarrega 36 kj de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de a) 20%. b) 25% c) 75% d) 80% e) 100% 37- (PUC-RJ) Uma máquina de Carnot é operada entre duas fontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 100 o C e 0 o C. Admitindo-se que a máquina receba da fonte quente uma quantidade de calor igual a cal por ciclo, pede-se: a) o rendimento térmico da máquina b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria 38-(EMC-RJ) O rendimento de uma certa máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27 o C. Calcule a temperatura da fonte quente. 39-(FGV-SP) Sendo 27 o C a temperatura da água do mar na superfície e de 2 o C em águas profundas, qual seria o rendimento teórico de uma máquina térmica que aproveitasse a energia correspondente? GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: E 3) Gab: D 4) Gab: C 5) Gab: A 6) Gab: B 7) Gab: A 8) Gab: D 9) Gab: B 10) Gab: A 11) Gab: B 12) Gab: B 13) Gab: C 14) Gab: 15) Gab: 16) Gab: D 17) Gab: D 18) Gab: B 19) Gab: A 20) Gab: C 21) Gab: A 22) Gab: C 23) Gab: A 24) Gab: C 25) Gab: E 26) Gab: E 27) Gab: E 28) Gab: E 29) Gab: A 30) Gab: C 31) Gab: B 32) Gab: D 33) Gab: C 34) Gab: C 35) Gab: D 36) Gab: A 37) Gab: a) 26,8% b) 732 cal 38) Gab: 127 o C 39) Gab: 8%