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 365 24 3600 s Gráfico 4000 0,.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? 5480 920 220 80 4 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página
0800 4000 GW.4. Determina o rendimento da central. 0,3704 2. 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? 60 0 50, 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. 60 0 0 6,0 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
(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 2 4.. Indica três contribuições para o albedo da terra. Reflexão pelas nuvens; Reflexão pela atmosfera, Reflexão pelo solo ++ 4.2 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. ++ 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 3
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. 5,67 0 000, 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 2 6.. Ordena os referidos corpos por ordem crescente da sua respectiva temperatura. E < D < C < B < A 2 6.2. 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 2 7.2. 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 2 7.3. 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 2 7.4. 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
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 2 7.6. A atmosfera terrestre é praticamente transparente à radiação visível. Verdadeira 2 7.7. 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 2 7.8. Sem efeito estufa não poderia existir equilíbrio radiativo na Terra. Falsa. Sem efeito estufa a temperatura na Terra seria muito inferior ( 8 C) 2 7.9. 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 2 7.0. 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 2 7.. O comprimento de onda da radição mais intensa emitida por um corpo incandescente depende apenas da sua temperatura Verdadeira. 2 8. 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+0,5+ 60 20 40 0,75,, 40, 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 5
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 3 0.. 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+0,5++ 0.3. 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
. 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 80 25 55 50 486 55,.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
Lei de Wien... á 2,898 0 m K 4.º Teste Física Química A 29 Março 20 Página 8