Lista de Exercícios para a PT – Segundo Ano
Primeiro Bimestre – 2012
Prof. Araújo
1. (Unesp 2012) Clarice colocou em uma xícara 50 mL de café a 80 °C, 100 mL de
leite a 50 °C e, para cuidar de sua forma física, adoçou com 2 mL de adoçante
líquido a 20 °C. Sabe-se que o calor específico do café vale 1 cal/(g.°C), do leite vale
0,9 cal/(g.°C), do adoçante vale 2 cal/(g.°C) e que a capacidade térmica da xícara é
desprezível.
Considerando que as densidades do leite, do café e do adoçante sejam iguais e que
a perda de calor para a atmosfera é desprezível, depois de atingido o equilíbrio
térmico, a temperatura final da bebida de Clarice, em °C, estava entre
a) 75,0 e 85,0.
b) 65,0 e 74,9.
c) 55,0 e 64,9.
d) 45,0 e 54,9.
e) 35,0 e 44,9.
2. (Pucrj 2010) Uma onda eletromagnética se propaga no vácuo e incide sobre uma superfície de um cristal fazendo
o
um ângulo de θ1 = 60 com a direção normal a superfície. Considerando a velocidade de propagação da onda no
8
o
vácuo como c = 3 x 10 m/s e sabendo que a onda refratada faz um ângulo de θ2 = 30 com a direção normal,
podemos dizer que a velocidade de propagação da onda no cristal em m/s é
8
a) 1 × 10
d)
b)
8
4 × 10
e)
8
2 × 10
8
5 × 10
c)
8
3 × 10
3. (Ufv 2010) Analise as afirmativas a seguir:
I. Em virtude da refração na atmosfera terrestre, um observador na Terra pode ver o Sol mesmo quando esse está
totalmente abaixo da linha do horizonte.
II. Quando a luz passa do ar para a água, existe um ângulo de incidência para o qual ocorre a reflexão total.
III. Quando uma onda sonora de frequência f passa do ar para a água, a sua frequência se altera.
Está CORRETO o que se afirma em:
a) I, II e III.
b) II, apenas.
c) II e III, apenas.
d) I, apenas.
°
4. (Mackenzie 2009) Um calorímetro de capacidade térmica 6 cal/ C contém 80 g de água (calor específico = 1
°
°
°
°
cal/g C) a 20 C. Ao se colocar um bloco metálico de capacidade térmica 60 cal/ C, a 100 C, no interior desse
°
calorímetro, verificou-se que a temperatura final de equilíbrio térmico é 50 C. A quantidade de calor perdida para o
ambiente, nesse processo, foi de:
a) 420 cal
d) 270 cal
b) 370 cal
e) 220 cal
c) 320 cal
5. (Unifesp 2009) O gráfico mostra as curvas de quantidade de calor
absorvido em função da temperatura para dois corpos distintos: um
bloco de metal e certa quantidade de líquido.
°
O bloco de metal, a 115 C, foi colocado em contato com o líquido, a
°
10 C, em um recipiente ideal e isolado termicamente. Considerando
que ocorreu troca de calor somente entre o bloco e o líquido, e que
este não se evaporou, o equilíbrio térmico ocorrerá a
°
a) 70 C.
°
d) 50 C.
°
b) 60 C.
°
e) 40 C.
°
c) 55 C.
6. (Fuvest 2009) Dois sistemas óticos, D1 e D2, são utilizados
para analisar uma lâmina de tecido biológico a partir de
direções diferentes. Em uma análise, a luz fluorescente,
emitida por um indicador incorporado a uma pequena
estrutura, presente no tecido, é captada, simultaneamente,
pelos dois sistemas, ao longo das direções tracejadas.
Levando-se em conta o desvio da luz pela refração, dentre as
posições indicadas, aquela que poderia corresponder à
localização real dessa estrutura no tecido é:
Suponha que o tecido biológico seja transparente à luz e
tenha índice de refração uniforme, semelhante ao da água.
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
°
°
7. (Puc-rio 2008) Uma quantidade m de água a 90 C é misturada a 1,0 kg de água a 30 C. O resultado final em
°
equilíbrio está a 45 C. A quantidade m, em kg, vale:
a) 1,00
b) 2,00
c) 0,66
d) 0,33
8. (Pucmg 2008) Em um certo experimento de laboratório, um feixe
de laser atinge um objeto de vidro perpendicularmente à sua face
plana, como indicado nos diagramas a seguir. A direção do feixe, ao
passar pelo vidro, é corretamente indicada no diagrama:
e) 3,00
a)
c)
b)
d)
°
°
9. (Unifesp 2004) Dois corpos, A e B, com massas iguais e a temperaturas tA = 50 C e tB = 10 C, são colocados em
contato até atingirem a temperatura de equilíbrio. O calor específico de A é o triplo do de B. Se os dois corpos estão
isolados termicamente, a temperatura de equilíbrio é
°
a) 28 C
°
b) 30 C
°
c) 37 C
10. (Fatec 2003) Na figura adiante, um raio de luz monocromático se
propaga pelo meio A , de índice de refração 2,0.
°
Dados: sen 37 = 0,60
°
sen 53 = 0,80
Devemos concluir que o índice de refração do meio B é:
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,2
d) 1,5
e) 2,0
11. (Fuvest 1999) No gráfico, a curva I representa o resfriamento de um
°
bloco de metal a partir de 180 C e a curva II, o aquecimento de uma
°
certa quantidade de um líquido a partir de 0 C, ambos em função do
calor cedido ou recebido no processo. Se colocarmos num recipiente
°
termicamente isolante a mesma quantidade daquele líquido a 20 C e o
°
bloco a 100 C, a temperatura de equilíbrio do sistema (líquido+bloco)
será de aproximadamente
°
a) 25 C
°
d) 45 C
°
b) 30 C
°
e) 60 C
°
c) 40 C
°
d) 40 C
°
e) 45 C
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[C]
VCafé = 50 mL; VLeita = 100 mL; VAdoçante = 2 mL; cCafé = 1 cal/gºC; cLeita = 0,9 cal/gºC; cAdoçante = 2 cal/gºC.
Considerando o sistema termicamente isolado, vem:
QCafé  QLeite  QAdoçante  0  mcCafé  mcLeite  mcAdoçante  0 
Como as densidades (  ) dos três líquidos são iguais, e a massa é o produto da densidade pelo volume (m =  V),
temos:
 Vc Café   Vc Leite   Vc Adoçante  0 
50 1   80   100  0,9    50   2  2    20   0 
50  4.000  90  4.500  4  80  0 
8.580
144  8.580   

144
  59,6 C.
Portanto, a temperatura de equilíbrio está sempre 55 °C e 64,9 °C.
Resposta da questão 2:
[C]
Dados: 1 = 60°; 2 = 30°; c = 3  10 m/s.
8
Aplicando a lei de Snell:
sen1 v1

sen2 v 2

sen 60 3  108


sen 30
v2
3
1
v 2   3  108
2
2
 v2 =
3  108
3

3 3  108
 v2 =
3
3  108 m/s.
Resposta da questão 3:
[D]
Comentemos cada uma das afirmações:
(I) Correta: Como a atmosfera é transparente, mas não homogênea, os raios solares sofrem desvio ao atravessá-la,
fazendo com que o pôr do sol seja uma miragem. Como, na refração, as radiações de menor frequência (vermelha,
amarela e alaranjada) sofrem menor desvio, o observador vê a imagem do Sol com predominância dessas cores, daí,
aquele tom roseado. A Figura ilustra esse fenômeno (de maneira exagerada).
(II) Errada. O ar é menos refringente que a água. Ao passar do meio menos para o mais refringente, a luz aproxima
da normal, não ocorrendo reflexão total. Esse fenômeno só ocorre quando o sentido de propagação da luz é do meio
mais para o menos refringente, quando o ângulo de incidência é maior que o ângulo limite.
(III) Errada. Na refração não há alteração da frequência.
Resposta da questão 4:
[A]
Resolução
O calorímetro absorveu calor.
Q = C.T = 6.(50-20) = 180 cal
A porção de água absorveu calor.
Q = m.c.T = 80.1.(50-20) = 2400 cal
O bloco metálico cedeu calor
Q = C.T = 60.(100-50) = - 3000 cal
Note que os corpos que absorveram calor o fizeram em um total de 180 + 2400 = 2580 cal
Como o corpo que cedeu calor o fez em 3000 cal ocorreu uma perda de 3000 – 2580 = 420 cal
Resposta da questão 5:
[E]
Resolução
Na leitura do gráfico:
Para o líquido
Para o metal
 Q = C.T  100 = Clíquido.40  Clíquido = 2,5 kJ/C
 Q = C.T  100 = Cmetal.100  Cmetal = 1 kJ/C
Na troca de calor:
Qlíquido + Qmetal = 0
2,5.(T – 10) + 1.(T – 115) = 0
2,5.T – 25 + T – 115 = 0
3,5.T – 140 = 0
T = 140/3,5 = 40C
Resposta da questão 6:
[C]
Resolução
Como o detector D1 recebe a luz numa direção perpendicular a superfície de separação a estrutura tem que estar em
A, D ou C.
Para o detector D2, visto que existe refração (mudança na direção da luz) a estrutura não poderá estar em D. Como o
índice de refração do tecido (semelhante ao da água) é maior que o do ar a estrutura deverá estar em C.
Resposta da questão 7:
[D]
Resposta da questão 8:
[A]
Observe que ocorrem duas refrações:
Na primeira a incidência é normal e, portanto, não há desvio do raio luminoso. Na segunda, o raio passa de um meio
mais refringente para outro menos. Neste caso, o raio deve afastar-se da normal.
Resposta da questão 9:
[D]
Resposta da questão 10:
[D]
Resposta da questão 11:
[C]