Rede de Educação Missionárias Servas do Espírito Santo Colégio Nossa Senhora da Piedade Av. Amaro Cavalcanti, 2591 Encantado Rio de Janeiro / RJ CEP: 20735042 Tel: 2594-5043 Fax: 2269-3409 E-mail: cnsp@terra.com.br Home Page: www.cnsp.com.br 2ª Etapa 2012 Disciplina: Física Ano: 2º Professor (a): Marcos Vinicius Turmas: ADM e FG Caro aluno, você está recebendo o conteúdo de recuperação. Faça a lista de exercícios com atenção, ela norteará os seus estudos. Utilize o livro didático adotado pela escola como fonte de estudo. Se necessário, procure outras fontes como apoio (livros didáticos, exercícios além dos propostos, etc.). Considere a recuperação como uma nova oportunidade de aprendizado. Leve o seu trabalho a sério e com disciplina. Dessa forma, com certeza obterá sucesso. Qualquer dúvida procure o professor responsável pela disciplina. Conteúdo Recursos para Estudo / Atividades Gases Perfeitos Termodinâmica Diagrama de Fases Fascículos Caderno Slides Ótica geométrica Espelho Plano
Rede de Educação Missionárias Servas do Espírito Santo Colégio Nossa Senhora da Piedade Av. Amaro Cavalcanti, 2591 Encantado Rio de Janeiro / RJ CEP: 20735042 Tel: 2594-5043 Fax: 2269-3409 E-mail: cnsp@terra.com.br Home Page: www.cnsp.com.br ENSINO MÉDIO Área do Conhecimento: Ciências da Natureza Disciplina: FÍSICA Etapa:1ª Professor (a): Marcos Vinicius Data: / /2012. Nome do (a) aluno (a): Ano: 2º Turma: ADM/FG Nº: 1. (UCBA) Considere: BLOCO DE ATIVIDADES / EXERCÍCIOS PROPOSTOS COM GABARITO P - pressão de uma amostra de gás perfeito V - volume da amostra do gás perfeito n - número de mols contidos na amostra R - constante dos gases perfeitos T - temperatura absoluta da amostra A equação geral dos gases perfeitos (Clapeyron) é: a) pv = nr T b) pv n = RT c) pv = nrt d) pv = nrt 2. (Cesgranrio) Um gás ideal passa de um estado A para um estado B conforme indica o esquema abaixo. Chamando de T A e T B as temperaturas do gás nos estados A e B, respectivamente, então: a) T A = T B b) T A = 2T B c) T B = 2T A P (atm) 4 1 A B d) T A = 4T B 1 2 v ( )
3. (U. Mackenzie-SP) Um recipiente que contém gás perfeito com pressão de 2,00 atm é momentaneamente aberto, deixando sair 1/4 da massa gasosa contida no seu interior, sem variar a sua temperatura. Nessas condições, a pressão do gás, passa a ser de: a) 0,50 atm b) 0,75 atm c) 1,00 atm d) 1,50 atm 4. (ITA-SP) Um recipiente continha inicialmente 10,0 kg de gás sob pressão de 10. 10 6 N/m 2. Uma quantidade m de gás saiu do recipiente sem que a temperatura variasse. Determine m, sabendo que a pressão caiu para 2,5. 10 6 N/m 2. a) 2,5 kg b) 5,0 kg c) 7,5 kg d) 4,0 kg 5. (PUC-SP) Uma certa massa de gás sofre transformações de acordo com o gráfico. Sendo a temperatura em A de 1.000 k, as temperaturas em B e C valem, em k, respectivamente: a) 500 e 250 b) 750 e 500 c) 750 e 250 d) 1.000 e 500 Pressã o 5 4 3 2 1 A B C 0 4 8 Volum e
6. (U.Mackenzie-SP) Considere o diagrama onde se apresentam duas isotermas T e T'. As transformações gasosas 1, 2 e 3 são, respectivamente: p(atm) a) isobárica, isocórica e isotérmica b) isobárica, isotérmica e isocórica c) isotérmica, isocórica e isobárica d) isocórica, isobárica e isotérmica 2, 5 1, 0 3 0 2, 2 2 1 3, 5 T T' V ( ) 7. (UFMG) Gabriela segura um balão com gás hélio durante uma viagem do Rio de Janeiro até o pico das Agulhas Negras. No Rio de Janeiro, o volume do balão era V 0, e o gás estava à pressão p 0 e à temperatura T 0, medida em kelvin. Ao chegar ao pico, porém, Gabriela observa que o volume do balão passa a ser 6/5 p 0 e a temperatura do gás, 9/10 T 0. Com base nessas informações, é correto afirmar que, no pico das Agulhas Negras, a pressão do gás, no interior do balão, é: a) p 0. b) 3/4 p 0. c) 5/6 p 0. d) 9/10 p 0. 8. (UFC-CE) Um gás ideal sofre o processo cíclico mostrado no diagrama PT, conforme figura abaixo. O ciclo é composto pelos processos termodinâmicos ba, cb e ac. Assinale entre as alternativas abaixo aquela que contém o diagrama PV equivalente ao ciclo no diagrama PT. Gabarito: b
9. (Mackenzie-SP) Um estudante observa que 15 litros de determinada massa de gás perfeito, à pressão de 8 atm, sofre uma transformação isotérmica na qual seu volume aumenta de um terço. A nova pressão do gás será de: a) 2 atm. b) 3 atm. c) 4 atm. d) 5 atm. e) 6 atm. GABARITO: e 10. (Fuvest-SP) Um cilindro contém uma certa massa M 0 de um gás a T 0 = 7 ºC (280 K) e pressão P 0. Ele possui uma válvula de segurança que impede a pressão interna de alcançar valores superiores a P 0. Se essa pressão ultrapassar P 0, parte do gás é liberada para o ambiente. Ao ser aquecido até T = 77 ºC (350 K), a válvula do cilindro libera parte do gás, mantendo a pressão interna no valor P 0. No final do aquecimento, a massa de gás que permanece no cilindro é, aproximadamente, de: a) 1,0 M 0. b) 0,8 M 0. c) 0,7 M 0. d) 0,5 M 0. e) 0,1 M 0. 11. (Mackenzie-SP) Um recipiente de volume V, totalmente fechado, contém 1 mol de um gás ideal, sob uma certa pressão P. A temperatura absoluta do gás é T e a Constante Universal dos Gases Perfeitos é R = 0,082 atm l/mol K. Se esse gás é submetido a uma transformação isotérmica, cujo gráfico está representado a seguir, podemos afirmar que a pressão, no instante em que ele ocupa o volume de 32,8 litros, é: a) 0,1175 atm. b) 0,5875 atm. c) 0,80 atm. d) 1,175 atm. e) 1,33 atm.
12. (Mackenzie-SP) Os pneus de um automóvel foram calibrados, no início de uma viagem, à temperatura de 27 C. Após um longo percurso, o motorista, preocupado com a pressão do ar dos pneus, resolveu medila e verificou um aumento de 10% em relação à pressão do início da viagem. Considerando o ar dos pneus como um gás ideal e que o volume praticamente não se alterou, concluímos que sua temperatura nesse instante era: a) -3 C. b) 24,3 C. c) 29,7 C. d) 33 C. e) 57 C. GABARITO: e 13. (Mackenzie-SP) A tabela a seguir apresenta as características de duas amostras do mesmo gás perfeito. Características Amostra 1 Amostra 2 Pressão (atm) 1,0 0,5 Volume (litros) 10,0 20,0 Massa (g) 4,0 3,0 Temperatura ( C) 27,0 O preenchimento correto da lacuna existente para a amostra 2 é: a) 273,0 C. b) 227,0 C. c) 197,0 C. d) 153,0 C. e) 127,0 C. 14. (PUC-MG) A pressão do ar no interior dos pneus é recomendada pelo fabricante para a situação em que a borracha está fria. Quando o carro é posto em movimento, os pneus se aquecem, seus volumes têm alterações desprezíveis e ocorrem variações nas pressões internas dos mesmos. Considere que os pneus de um veículo tenham sido calibrados a 17 C com uma pressão de 1,7. 10 5 N/m 2. Após rodar por uma hora, a temperatura dos pneus chega a 37 C. A pressão no interior dos pneus atinge um valor aproximado de: a) 1,8. 10 5 N/m 2. b) 3,7. 10 5 N/m 2. c) 7,8. 10 4 N/m 2. d) 8,7. 10 5 N/m 2. GABARITO: a
15. (UFPE) Uma panela de pressão com volume interno de 3,0 litros e contendo 1,0 litro de água é levada ao fogo. No equilíbrio térmico, a quantidade de vapor de água que preenche o espaço restante é de 0,2 mol. A válvula de segurança da panela vem ajustada para que a pressão interna não ultrapasse 4,1 atm. Considerando o vapor de água como um gás ideal e desprezando o pequeno volume de água que se transformou em vapor, calcule a temperatura, em 10 2 K, atingida dentro da panela. a) 4,0. b) 4,2. c) 4,5. d) 4,7. e) 5,0. GABARITO: e 16. (UFPE) O volume interno do cilindro de comprimento L = 20 cm, mostrado na figura, é dividido em duas partes por um êmbolo condutor térmico, que pode se mover sem atrito. As partes da esquerda e da direita contêm, respectivamente, um mol e três mols, de um gás ideal. Determine a posição de equilíbrio do êmbolo em relação à extremidade esquerda do cilindro. a) 2,5 cm. b) 5,0 cm. c) 7,5 cm. d) 8,3 cm. e) 9,5 cm.
17. (UFRGS) Na figura estão representados dois balões de vidro, A e B, com capacidades de 3 litros e de 1 litro, respectivamente. Os balões estão conectados entre si por um tubo fino munido da torneira T, que se encontra fechada. O balão A contém hidrogênio à pressão de 1,6 atmosfera. O balão B foi completamente esvaziado. Abre-se, então, a torneira T, pondo os balões em comunicação, e faz-se também com que a temperatura dos balões e do gás retorne ao seu valor inicial. Considere 1 atm igual a 10 5 N/m 2. Qual é, em N/m 2, o valor aproximado da pressão a que fica submetido o hidrogênio? a) 4,0. 10 4. b) 8,0. 10 4. c) 1,2. 10 5. d) 1,6. 10 5. e) 4,8. 10 5. 18. (Mackenzie-SP) Utilizando-se de uma bomba pneumática com corpo de volume 0,15 litro, Tiago "enche" um pneu de volume constante e igual a 4,5 litros, ao nível do mar. Após bombear 30 vezes, com a plenitude de volume da bomba, a pressão do ar contido no pneu vai de 1 atm até o valor que ele deseja. Considerando o ar como gás ideal, e que sua temperatura não variou durante o processo, a pressão final do pneu será de: a) 1,5 atm. b) 2,0 atm. c) 2,5 atm. d) 3,0 atm. e) 4,0 atm.
19. (Mackenzie - SP) No rótulo da embalagem de um produto importado está escrito: "conservar sob temperaturas de 5 F a 23 F". Se o ponto de fusão deste produto é -4 C e o de ebulição é 40 C, conclui-se que, no intervalo de temperatura recomendado, o produto se encontra: a) sempre no estado sólido. b) sempre no estado líquido. c) sempre no estado gasoso. d) no estado líquido e no estado gasoso. e) no estado sólido e no estado líquido. 20. (UFES) Os cozinheiros sabem que um bom pudim deve ser cozido em banho-maria: a fôrma contendo o pudim é mergulhada em um recipiente no qual se mantém água fervendo. A razão física para esse procedimento é que: a) o cozimento se dá a pressão controlada. b) o cozimento se dá a temperatura controlada. c) a água é um bom isolante térmico. d) o peso aparente do pudim é menor, devido ao empuxo (Princípio de Arquimedes). e) a expansão volumétrica do pudim é controlada. 21. (U. Juiz de Fora-MG) Quando uma pessoa cozinha um ovo numa vasilha com água, pode diminuir a intensidade da chama do fogo que aquece a vasilha tão logo a água começa a ferver. Baseando-se na Física, assinale a alternativa que explica por que a pessoa pode diminuir a intensidade da chama e ainda assim a água continua a ferver. a) Durante a mudança de estado, a quantidade de calor cedida para a água diminui e sua temperatura aumenta. b) Durante a mudança de estado, a quantidade de calor cedida para a água e sua temperatura diminuem. c) Apesar de o calor estar sendo cedido mais lentamente, na mudança de estado, enquanto houver água em estado líquido na vasilha, sua temperatura não varia. d) O calor é cedido mais lentamente para a água, aumentando a temperatura de mudança de estado da água. e) O calor é cedido mais lentamente para a água, diminuindo a temperatura de mudança de estado da água. 22. (Cefet-PR) A experiência de Tyndall mostra que um arame pode atravessar um bloco de gelo sem separá-lo em partes. Tal experiência comprova que: a) o arame é um bom condutor de calor. b) aumentando-se a pressão, todas as substâncias aumentam seu ponto de fusão. c) aumentando-se a pressão, todas as substâncias diminuem seu ponto de fusão. d) sob pressão maior, o gelo pode fundir numa temperatura até 4 C. e) aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão do gelo diminui. GABARITO: e
23. (FESP-SP) Dois recipientes contendo água são mantidos em cidades A e B à mesma temperatura. Sabese que em A a água está fervendo, mas em B a água não está fervendo. Pode-se dizer que: a) a altitude de A é maior que a de B. b) a altitude de B é maior que a de A. c) a temperatura ambiente em A é maior que em B. d) A e B estão em latitudes diferentes. e) A e B estão em longitudes diferentes. GABARITO: a 24. (Unimes-SP) A água entra em ebulição em Santos, ao nível do mar, a 100 C. Já no alto do Monte Everest, cuja altitude é de aproximadamente 8000 m, a água entra em ebulição a 72 C. Esta diferença é justificada pelo fato de que: a) no Monte Everest, a pressão atmosférica é muito menor que a de Santos. b) no Monte Everest, o ar frio impede o maior aquecimento da água. c) em Santos, o calor é transferido com maior facilidade para a água. d) no Monte Everest, a força gravitacional é muito menor do que a de Santos. e) em grandes altitudes, há a formação natural de geleiras que impedem altas temperaturas. GABARITO: a 25. (Efoa-MG) Uma panela de pressão com água até a metade é colocada no fogo. Depois que a água está fervendo, a panela é retirada do fogo e, assim que a água pára de ferver, ela é colocada debaixo de uma torneira de onde sai água fria. É observado que a água dentro da panela volta a ferver. Isto se deve ao fato de: a) a água fria esquentar ao entrar em contato com a panela, aumentando a temperatura interna. b) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, abaixando a pressão interna. c) a temperatura da panela abaixar, contraindo o metal e aumentando a pressão interna. d) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, aumentando a pressão interna. e) a temperatura da panela abaixar, dilatando o metal e abaixando a pressão interna. 26. (UFMA) As águas colocadas em moringas de barro são mais frias do que o ambiente porque: a) uma pequena porção de água vaza pelos poros e, ao evaporar, retira calor da água que fica. b) o barro sempre retira calor da água quando colocado junto dela. c) o barro, sendo poroso, deixa escapar calor pelos seus poros, sofrendo sublimação. d) a água tem alto calor específico, não sofrendo evaporação. e) a água tem baixo calor específico, sofrendo sublimação. GABARITO: a
27. (Ufla-MG) Um botijão de gás liquefeito de petróleo (gás de cozinha) apresenta um intenso vazamento na válvula. Podemos afirmar que: a) o botijão ficará com a temperatura inalterada. b) o botijão ficará com temperatura muito baixa, pois cederá energia ao gás para que este se vaporize. c) o botijão ficará muito quente, porque o gás cede energia ao botijão para se vaporizar. d) o botijão ficará muito quente, porque o gás escapa com grande velocidade. e) o botijão ficará com temperatura inalterada, pois o processo ocorre sem trocas de calor. 28. (Vunesp 94) Um lápis encontra-se na frente de um pequeno espelho plano E, como mostra a figura. O lápis e a imagem estão corretamente representados na alternativa: GABARITO: a 29. (Unaerp 96) Uma brincadeira proposta em um programa científico de um canal de televisão, consiste em obter uma caixa de papelão grande, abrir um buraco em uma de suas faces, que permita colocar a cabeça no seu interior, e um furo na face oposta à qual o observador olha. Dessa forma ele enxerga imagens externas projetadas na sua frente, através do furo à suas costas. Esse fenômeno óptico baseia-se no: a) princípio da superposição dos raios luminosos. b) princípio da reflexão da luz. c) princípio da refração da luz. d) princípio da propagação retilínea da luz. e) princípio da independência dos raios luminosos.
30. (Faap 96) Um quadro coberto com uma placa de vidro plano, não pode ser visto tão distintamente quanto outro não coberto, porque o vidro: a) é opaco b) é transparente c) não reflete a luz d) reflete parte da luz e) é uma fonte luminosa 31. (Fei 97) A luz solar se propaga e atravessa um meio translúcido. Qual das alternativas a seguir representa o que acontece com a propagação dos raios de luz? GABARITO: a 32. (Vunesp 90) Um raio de luz, vertical, incide num espelho plano horizontal. Se o espelho girar 20 graus em torno de um eixo horizontal, o raio refletido se desviará de sua direção original de a) 0 b) 20 c) 10 d) 60 e) 40 GABARITO: e
33. (Vunesp 95) A figura a seguir representa um espelho plano, um objeto, 0, sua imagem, I, e cinco observadores em posições distintas, A, B, C, D e E.Entre as posições indicadas, a única da qual o observador poderá ver a imagem I é a posição a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 34. (Fatec 95) A figura a seguir mostra um objeto A colocado a 5m de um espelho plano, e um observador O, colocando a 7m deste mesmo espelho. Um raio de luz que parte de A e atinge o observador O por reflexão no espelho percorrerá, neste trajeto de A para O a) 9m b) 12m c) 15m d) 18m e) 21m
35. (Ufpe 95) Um objeto é colocado diante de dois espelhos planos que formam um ângulo de 90 entre si. Considerando o raio luminoso mostrado nas figuras a seguir, determine qual a figura que melhor representa imagens do objeto formadas em cada espelho. 36. (Fuvest 2000) Um espelho plano, em posição inclinada, forma um ângulo de 45 com o chão. Uma pessoa observa-se no espelho, conforme a figura. A flecha que melhor representa a direção para a qual ela deve dirigir seu olhar, a fim de ver os sapatos que está calçando, é: a) A b) B c) C d) D e) E 37. (Uerj 98) Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um espelho plano de parede, situado a 40cm de uma flor presa na parte de trás dos seus cabelos. Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15cm da flor. A menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota no espelho de parede, está próxima de: a) 55 cm b) 70 cm c) 95 cm d) 110 cm
38. (Ufrn 2002) Manoel estava se preparando para a "pelada" dos sábados, quando notou que a bola de futebol estava vazia. Para resolver essa pequena dificuldade, pegou uma bomba manual e encheu a bola comprimindo rapidamente o êmbolo da bomba. Considerando que - o ar contido na bomba é o sistema termodinâmico; - o ar passa da bomba para o interior da bola após completar cada compressão; podemos afirmar que, numa dada compressão, a) a compressão do ar é um processo reversível. b) o processo de compressão do ar é isotérmico. c) a energia interna do ar aumenta. d) a pressão do ar permanece constante durante o processo. 39. (Vunesp 91) A primeira lei da termodinâmica diz respeito à: a) dilatação térmica b) conservação da massa c) conservação da quantidade de movimento d) conservação da energia e) irreversibilidade do tempo 40. (Uel 94) Considere as proposições a seguir sobre transformações gasosas. I. Numa expansão isotérmica de um gás perfeito, sua pressão aumenta. II. Numa compressão isobárica de um gás perfeito, sua temperatura absoluta aumenta. III. Numa expansão adiabática de um gás perfeito, sua temperatura absoluta diminui. Pode-se afirmar que apenas a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e II são corretas. e) II e III são corretas.
41. (Uff 97) O gráfico representa a transformação de um gás ideal que passa do estado I para o estado II e, depois, do estado II para o estado III. Para que o gás passe do estado I para o II, é necessário que se lhe forneçam 100kJ de calor; para que passe do estado II para o III, que se lhe retirem 50kJ de calor. Sabe-se que a pressão do gás no estado I é de 100kPa. Pode-se afirmar que a variação da energia interna do gás ao passar do estado I para o III é igual a: a) zero b) -200 kj c) -50 kj d) -140 kj e) -150 kj GABARITO: e 42. (Uece 99) Uma garrafa hermeticamente fechada contém 1 litro de ar. Ao ser colocada na geladeira, onde a temperatura é de 3 C, o ar interno cedeu 10 calorias até entrar em equilíbrio com o interior da geladeira. Desprezando-se a variação de volume da garrafa, a variação da energia interna desse gás foi: a) - 13 cal b) 13 cal c) - 10 cal d) 10 cal