ESCOLA SECUNDÁRIA 2/3 LIMA DE FREITAS 10.º ANO FÍSICA E QUÍMICA A 2010/2011 NOME: Nº: TURMA:

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1 ESCOLA SECUNDÁRIA 2/3 LIMA DE FREITAS 0.º ANO FÍSICA E QUÍMICA A 200/20 NOME: Nº: TURMA: AVALIAÇÃO: Prof.. A energia eléctrica pode ser produzida em centrais termoeléctricas. Nessa produção há perdas de energia devido ao aquecimento dos circuitos internos, da refrigeração, etc. No gráfico abaixo está representado o balanço energético referente ao funcionamento de uma central termoeléctrica... Qual é a quantidade de energia eléctrica produzida pela central durante um ano (365 dias) comum do seu funcionamento, em unidades SI? Ler no gráfico P = 4000 GW 4000 GW = 4000 x 0 9 W s Gráfico ,.2. Exprime o valor de energia calculado na alínea anterior em kw h. 3,6 0 J,,,.3. Qual é a potência dissipada pela central? º Teste Física Química A 29 Março 20 Página

2 GW.4. Determina o rendimento da central. 0, Na figura abaixo está representado um esquiador de 60 kg que desliza, sem atrito, sobre uma superfície curva. Figura 2.. Qual é o valor da energia cinética do esquiador no ponto A? 60 3,0, 2.2. Qual é o valor da energia potencial do esquiador no ponto A? , J 2.3. Considerando que a energia mecânica do esquiador mantém se constante e igual a 3,03 x 0 4 J, determina a velocidade do esquiador no ponto B ,0 0 J 3,03 0 6,0 0 60, 3. Três corpos de massa diferentes, um de madeira (M), um de barro (B) e outro de alumínio (A), são colocados num forno mantido a temperatura constante. O corpo de madeira é o de maior massa e o de alumínio o de menor massa. 3.. Selecciona a alternativa que completa correctamente a seguinte afirmação. Após se ter atingido o equilíbrio térmico, a relação entre as temperaturas da madeira (T M ), do barro (T B ) e do alumínio (T A ) será... 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 2

3 (A) T M >T B >T A (B) T M <T B <T A (C) T M =T B =T A (D) T M =T B <T A (C) 3.2. De entre as afirmações seguintes, selecciona a que completa correctamente a afirmação seguinte: Após se ter atingido o equilíbrio térmico... (A) o corpo de alumínio é o que contém mais calor. (B) os três corpos apresentam energias internas diferentes. (C) os três corpos emitem a mesma potência de radiação por unidade de área. (D) O corpo de madeira não emite radiação, pois a madeira é um isolador térmico. (B) 4. Na figura abaixo apresenta se de um modo aproximado o que sucede à radiação solar quando incide no planeta Terra. A potência da radiação que atinge a Terra, em média, por metro quadrado é de 342 W m 2 Figura Indica três contribuições para o albedo da terra. Reflexão pelas nuvens; Reflexão pela atmosfera, Reflexão pelo solo Qual é a percentagem da radiação solar que é absorvida pela superfície e pela atmosfera terrestre? 70 % 4.3 Calcula a potência da radiação recebida pela superfície e pela atmosfera terrestre, em média, por metro quadrado. W 5. Um pedaço de carvão numa sala às escuras não é visível pelos humanos, no entanto se o aquecermos já o conseguimos ver. 5.. Explica o fenómeno observado. À temperatura ambiente o carvão emite radiação na gama do IV a qual não é detectável pelo olho humano. Ao aquecermos o carvão este a partir de uma determinada temperatura emite também radiação na gama do visível a qual é detectável pelo olho humano º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 3

4 4.2 Determina a intensidade da radiação emitida por um pedaço de carvão quando a sua temperatura é de 000 K, considerando que o pedaço de carvão se comporta como um corpo negro. 5, , 6. A imagem abaixo mostra as funções matemáticas que descrevem a radiação emitida por diferentes corpos, A, B, C, D e E, que se encontram respectivamente a diferentes temperaturas. Gráfico Ordena os referidos corpos por ordem crescente da sua respectiva temperatura. E < D < C < B < A Determina a temperatura do corpo B. Ler no gráfico = 400 nm 400 nm 4,00 0 m á 4,00 0 2,898 0, 6.3. Calcula a frequência da radiação mais intensa emitida pelo corpo B. 4,00 0,, 7. Classifica as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas, corrigindo as falsas. 7.. A temperatura de um sistema mede a energia interna do mesmo. Falsa. A temperatura de um sistema está relacionada com a energia cinética média das partículas que constituem o sistema O calor é a única forma de energia transferida por uma lâmpada de incandescência acesa. Falsa. Uma lâmpada de incandescência acesa transfere energia por calor e por radiação A energia total de um sistema é a sua energia mecânica. Falsa. A energia total de um sistema é sua energia mecânica e a sua energia interna O ser humano não transfere energia por radiação porque a sua temperatura é de apenas 37 C. Falsa. O corpo humano transfere energia por radiação porque qualquer corpo cuja temperatura seja superior ao zero absoluto emite radiação 2 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 4

5 7.5. Os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o vapor de água, absorvem radiação ultravioleta. Falsa. Os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o vapor de água, absorvem radiação infravermelho A atmosfera terrestre é praticamente transparente à radiação visível. Verdadeira Na estratosfera existe a camada de ozono que é transparente à radiação ultravioleta, sendo opaca para a radiação visível. Falsa. Na estratosfera existe a camada de ozono que é opaca à radiação ultravioleta, sendo transparente para a radiação visível Sem efeito estufa não poderia existir equilíbrio radiativo na Terra. Falsa. Sem efeito estufa a temperatura na Terra seria muito inferior ( 8 C) Quando num dia de Verão colocamos um cubo de gelo numa bebida à temperatura ambiente, ocorre a transferência de energia sob a forma de calor do gelo para a bebida. Falsa. Quando num dia de Verão colocamos um cubo de gelo numa bebida à temperatura ambiente, ocorre a transferência de energia sob a forma de calor da bebida para o gelo A intensidade total da radiação térmica emitida por um corpo incandescente depende apenas da sua temperatura. Falsa. A intensidade total da radiação térmica emitida por um corpo incandescente depende da sua temperatura e da constituição (natureza) (do material que constitui) do corpo O comprimento de onda da radição mais intensa emitida por um corpo incandescente depende apenas da sua temperatura Verdadeira De manhã, num dia de Inverno, colocamos um fio de prata ao pescoço e vestimos uma camisola de lã que se encontram no nosso quarto. Sentimos que a camisola de lã é quente e o fio de prata é frio. Selecciona a alternativa correcta que explica a situação descrita: (A) A lã é melhor condutor térmico do que a prata. (B) A camisola transfere calor para o nosso corpo e o fio transfere frio para o nosso corpo. (C) A temperatura da camisola é superior à temperatura do fio. (D) A prata é melhor condutor térmico do que a lã. (D) 9. Um forno tem uma porta de vidro refractário com o comprimento de 60,0 cm, com a largura de 40,0 cm e com a espessura de,0 cm. Considera que o forno está à temperatura de 60 C e a temperatura ambiente é de 20 C. k Vidro =0,75 W m K 9.. Qual é o valor da corrente térmica através do vidro?,0 dm,0 0 m +0,5 0,600 m 0,400 m 0,240 m +0,5+0, ,75,, 40, 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 5

6 9.2. Indica em que sentido ocorre a transferência de energia. Da face do vidro em contacto com o interior do forno para a face do vidro em contacto com o ambiente exterior 0. Um grupo de alunos estudou as condições de rendimento máximo de um painel fotovoltaico. Para isso montaram um circuito eléctrico com o painel iluminado por uma lâmpada de 00 W, de modo que a luz incidisse perpendicularmente à superfície do painel. Nesse circuito ligaram um amperímetro, um voltímetro e um reóstato de forma adequada. No gráfico abaixo apresentam se os resultados obtidos pelos alunos relativos à potência fornecida pelo painel em função da resistência do reóstato. Gráfico Qual é o papel do reóstato no circuito? Variar a resistência eléctrica do circuito 0.2. Desenha um esquema do circuito que os alunos montaram para fazerem as medições necessárias. 0,5+0,5+0,5+0, Porque é que os alunos instalaram no circuito os instrumentos de medida voltímetro e amperímetro? Voltímetro medir a ddp nos extremos do receptor (reóstato) Amperímetro medir I no circuito A partir destas medições (directas) calcular a resistência eléctrica do circuito e a respectiva potência eléctrica fornecida pelo painel fotovoltaico 0.4. Para se conseguir obter o rendimento máximo do painel fotovoltaico qual é o valor da resistência do circuito? Justifica. 70 Porque nessas condições é máxima a potência eléctrica fornecida pelo painel fotovoltaico 0.5. Se os alunos tivessem colocado o painel fotovoltaico obliquamente em relação à radiação incidente, e mantivessem as restantes variáveis da experiência, prevês que a potência máxima fornecida pelo painel seria igual, maior ou menor à obtida na presente experiência? Menor 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 6

7 . Num colector solar aproveita se a radiação solar para o aquecimento de água. A figura apresentada é um esquema dos principais componentes de um tipo de colector solar: Uma caixa fechada com revestimento interior em material isolante Tubos de aquecimento em cobre onde circula o fluido térmico; Uma placa pintada de preto fosco, Uma tampa de vidro transparente Figura 3.. Porque é que a placa colectora é pintada de preto fosco. Porque o preto fosco é um bom absorsor de radiação.2. Porque é que os tubos de aquecimento são em cobre e não em plástico, por exemplo. Porque o cobre é um bom condutor térmico.3. Para uma intensidade de radiação solar de 8,0 W/dm 2 e uma área de absorção de energia igual a 0 m 2, verificou se que 50 kg de água aqueceram de 25 C para 80 C numa hora..3.. Calcula a quantidade de energia absorvida pela água durante o referido intervalo de tempo. c água = 486 J kg C ,.3.2. Calcula o rendimento deste colector solar nas condições descritas., 0 J potência fornecida 0,0 0 dm 8,0 W/dm 8,0, 8,0 0 W h 3600 s 8,0 0 2,9 0 J,,, Ou Determinar o rendimento a partir da relação entre a potência fornecida e a potência útil 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 7

8 Lei de Wien... á 2,898 0 m K 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 8