PROVA DE FÍSICA - 3 o TRIMESTRE 2011

Transcrição

1 PROVA DE FÍSICA - 3 o TRIMESTRE 2011 PROF. VIRGÍLIO NOME Nº 8º ANO Olá, caro(a) aluno(a). Segue abaixo uma série de exercícios que têm, como base, o que foi trabalhado em sala de aula durante todo o ano. Tais exercícios compõem sua avaliação trimestral, referente a 60% de sua nota final. As questões abaixo referem-se ao estudo de tudo o que foi visto no terceiro trimestre, ou seja, aborda o estudo da Termologia, compreendendo os conceitos de Termometria, Processos de Transmissão de Calor, Calorimetria e Transformações Gasosas. Para que você consiga nota máxima, os exercícios devem estar respondidos corretamente. Além disso também será avaliada a organização das respostas. Procure fazer o desenho ilustrativo da questão quando entender que isso o(a) ajudará na interpretação do exercício. Todas as questões devem ser respondidas a tinta e não será permitido o uso de calculadoras. Faça a avaliação com calma e atenção, mas tome cuidado com o tempo. Sempre que possível, procure usar o raciocínio lógico, porém não se esqueça de justificar. 01. [1,0] O gráfico a seguir apresenta a relação entre a temperatura na escala Celsius e a temperatura numa escala termométrica arbitrária X. Calcule a temperatura, na escala X, correspondente a 40 o C. 02. [1,0] Um certo termômetro utiliza uma escala termométrica X, que foi feita atribuindo-se a temperatura de 40 o X ao ponto de fusão do gelo (0 o C) e 160 o X ao ponto de ebulição da água (100 o C). Utilizando-se este termômetro, um estudante mediu a temperatura de 10 o X. Qual o valor desta temperatura, em o C? 1

2 03. a) [1,0] As temperaturas nas grandes cidades são mais altas do que nas regiões vizinhas não povoadas, formando "ilhas urbanas de calor". Uma das causas desse efeito é o calor absorvido pelas superfícies escuras, como as ruas asfaltadas e as coberturas de prédios. A substituição de materiais escuros por materiais alternativos claros reduziria esse efeito. A figura mostra a temperatura do pavimento de dois estacionamentos, um recoberto com asfalto e o outro com um material alternativo, ao longo de um dia ensolarado. Qual curva corresponde ao asfalto? b) [1,0] Uma das consequências que deve ser considerada acerca do fenômeno ilhas de calor é a desidratação do corpo. A taxa de produção de calor no corpo humano, devido ao metabolismo, varia com a atividade e com a temperatura ambiente. Apesar disso, a temperatura corporal deve ser mantida em torno de 37 C. Quando o ambiente também está a essa temperatura, ou maior, o resfriamento se dá pela evaporação da água do suor, que ocorre porque cada grama de água necessita de cerca de 540 calorias de calor para se evaporar. Suponha que a taxa de produção de calor do corpo de uma pessoa, dirigindo seu carro ou andando a pé, durante um dia de congestionamento em que a temperatura média do local está em 37 C, é de calorias por hora. Quanta água deverá beber (em gramas), para repor as perdas devidas à evaporação, se a pessoa permanece neste local por um período de 04 (quatro) horas? RASCUNHO 2

3 NOME Nº 8º ANO 04. [1,0] Determinado gás ideal sofre transformação A B C indicada no diafragma pressão x volume da figura a seguir. Se a temperatura no estado A é igual a 300K, determine: Qual é a temperatura pelo gás nos estados B e C? 05. [1,0] Antes de sair em viagem, um automóvel tem seus pneus calibrados em 24 psi (unidade usualmente utilizada nos postos de gasolina), na temperatura ambiente de 300 K. Com o decorrer da viagem, a temperatura dos pneus aumenta e a sua pressão passa para 25 psi, sem que seu volume varie. Assim, determine a nova temperatura do ar no interior dos pneus. 06. [1,0] Três recipientes A, B e C contêm, respectivamente, massas 400g, 200g e 100g de um mesmo líquido, de calor específico igual a 2 cal/g o C. No recipiente A, o líquido encontra-se a uma temperatura 40 o C; no recipiente B, a uma temperatura 20 o C; no recipiente C, a uma temperatura 10 o C. Os três líquidos são misturados, sem que haja perda de calor, atingindo uma temperatura final de equilíbrio T. Determine T. RASCUNHO 3

4 Leia o texto abaixo e responda ao que se pede. A principal fonte de energia do cérebro é a glicose, obtida dos alimentos ricos em carboidratos. Quem quiser começar o dia com o cérebro em pleno funcionamento deve, então, incluir esse nutriente no café da manhã. Mas, com tantas fontes de carboidratos disponíveis, qual escolher? Depende do que você fará a seguir. É o que mostra uma revisão científica publicada em 2007 pela British Nutrition Foundation, que buscou as relações entre o tipo de carboidrato ingerido nessa refeição e a atividade que é feita logo depois. Apesar de ressalvar que a evidência dos efeitos de determinados alimentos para atividades específicas não é totalmente clara, o psicólogo responsável pelo estudo, Leigh Gibson, diz que é possível dar algumas sugestões. "Se a pessoa precisará usar a memória de curto prazo em seguida, sugiro um café da manhã com carboidratos de baixo índice glicêmico, como mingau de aveia, granola ou cereais do tipo "bran" [como o "All-bran" e o "Fibre 1"]", diz o especialista, da Universidade Roe-hampton, em Londres. Se a previsão for de uma manhã estressante, Gibson aconselha evitar até duas horas antes alimentos com alto índice glicêmico, como pão branco, bebidas açucaradas e flocos de milho -eles podem aumentar a produção do cortisol (o hormônio do estresse), que, em altos níveis, pode prejudicar a memória. Café, chá ou chocolate estimulam o sistema nervoso central e podem melhorar a concentração, desde que ingeridos sem exagero. "Por serem estimulantes do sistema nervoso, despertam a atenção", afirma a neurologista Maria José Silva Fernandes. A especialista ainda afirma que cereais enriquecidos com nozes (ou outra fruta seca) - potentes antioxidantes - são coadjuvantes da boa memória a longo prazo. "A combinação, acrescida de uma fruta rica em betacaroteno, que também tem antioxidantes, traz nutrientes importantes para a memória." Isto é, mamão polvilhado de nozes (60 g semanais) e de granola é uma ótima alternativa para manter a saúde cerebral. (Publicado na FOLHA DE SÃO PAULO em 15/04/2008) 07. [1,0] O corpo de uma pessoa adulta, simplesmente parada, consome uma energia, em média, a uma taxa de 25 calorias por segundo (ou 100 Watts). O cérebro, sozinho, consome o equivalente a uma lâmpada de 5,5 calorias por segundo. Considerando que o corpo permanece funcionando mesmo enquanto estamos dormindo, quanto de energia esta pessoa deverá repor (em Kcal) através de alimentação, diariamente, para uma manter seu corpo todo em plenas condições de funcionamento? 4

5 NOME Nº 8º ANO 08. [1,5] Desconfiada de que o anel que ganhara do namorado não era uma liga de ouro de boa qualidade, uma estudante resolveu tirar a dúvida, valendo-se de um experimento de calorimetria baseado no fato de que metais diferentes possuem diferentes calores específicos. Inicialmente, a estudante deixou o anel de 4,0 g por um longo tempo dentro de uma vasilha com água fervente (100 C). Tirou, então, o anel dessa vasilha e o mergulhou em um outro recipiente, bem isolado termicamente, contendo 2 ml de água a 15 C. Mediu a temperatura final da água em equilíbrio térmico com o anel. O calor específico da á gua é igual a 1,0 cal/g C, e sua densidade é igual a 1,0 g/ml. Despreze a troca de calor entre a água e o recipiente. Se a temperatura final de equilíbrio medida pela estudante foi de 22 C, encontre o calor específico do anel e determine quantos quilates ele tem A B C D E [1,0] TESTES: 01. Uma mesa de madeira e uma de metal são colocadas em uma mesma sala fechada, com temperatura constante. Depois de alguns dias, um estudante entra sala e coloca uma das mãos na mesa de madeira e a outra na de metal. O estudante, afirma, então, que a mesa de metal está mais fria do que a mesa de madeira, isto é, a uma temperatura menor do que esta. Em relação a esta afirmação pode-se dizer: a) O estudante está correto. A condutividade térmica do metal é menor do que a da madeira e portanto, nesse caso, o metal sempre estará a uma temperatura menor do que a da madeira. b) O estudante está correto. A condutividade térmica do metal é maior do que a da madeira e portanto, nesse caso, o metal sempre estará a uma temperatura menor do que a da madeira. c) O estudante está errado. A mesa de madeira sempre estará mais fria do que a do metal, mas isto só poderá ser verificado com o uso de um termômetro preciso. d) O estudante está errado. As duas mesas estão à mesma temperatura mas a mesa de metal parece mais fria do que a de madeira, devido ao fato da condutividade térmica do metal ser maior do que a da madeira. e) O estudante está errado. As duas mesas estão à mesma temperatura, mas a mesa de metal parece mais fria do que a de madeira devido ao fato da condutividade térmica do metal ser menor do que a da madeira. 5

6 02. Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; formase, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. 03. A figura abaixo representa um corte transversal numa garrafa térmica hermeticamente fechada. Ela é constituída por duas paredes. A parede interna é espalhada em suas duas faces e entre ela e a parede externa existe uma região com vácuo. Como se explica o fato que a temperatura de um fluido no interior da garrafa mantém-se quase que inalterada durante um longo período de tempo? a) A temperatura só permanecerá inalterada, se o líquido estiver com uma baixa temperatura. b) As faces espelhadas da parede interna impedem totalmente a propagação do calor por condução. c) Como a parede interna é duplamente espelhada, ela reflete o calor que chega por irradiação, e a região de vácuo evita a propagação do calor através da condução e convecção. d) Devido à existência de vácuo entre as paredes, o líquido não perde calor para o ambiente através de radiação eletromagnética. e) Qualquer material plástico é um isolante térmico perfeito, impedindo, portanto, toda e qualquer propagação de calor através dele. 04. (Fuvest) O processo de pasteurização do leite consiste em aquecê-lo a altas temperaturas, por alguns segundos, e resfriá-lo em seguida. Para isso, o leite percorre um sistema, em fluxo constante, passando por três etapas: I. O leite entra no sistema (através de A), a 5 C, sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo leite que já foi pasteurizado e está saindo do sistema. II. Em seguida, completa-se o aquecimento do leite, através da resistência R, até que ele atinja 80 C. III. Com essa temperatura, o leite retorna a B. IV. Novamente, em B, o leite quente é resfriado pelo leite frio que entra por A, saindo do sistema (através de C), a 20 C. Em condições de funcionamento estáveis, e supondo que o sistema seja bem isolado termicamente, pode-se afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T, que monitora a temperatura do leite na saída de B, é aproximadamente de a) 20 C b) 25 C c) 60 C d) 65 C e) 75 C Boa Prova e... Aquele Abraço!! Virgílio 6