5º Teste de Física e Química A
10.º A
Abr. 2013
90 minutos
___________________________________/__________________________________
Nome: ______________________________________________________n.º ______
Classificação ______________Professor_______________ E.E. _______________
GRUPO I
As seis questões deste grupo são todas de escolha múltipla. Para cada uma delas são indicadas
quatro hipóteses (A, B, C, e D) das quais só uma está correta. Assinale com uma cruz (X) a letra
correspondente à alternativa que completa corretamente cada questão.
/ 10
1. Considere uma amostra de um metal que se encontra à temperatura de fusão
desse metal e a pressão constante. Pretende-se calcular a energia necessária
para fundir completamente essa amostra.
As grandezas que devem ser conhecidas são:
(A) a massa da amostra e a temperatura de fusão do metal.
(B) a temperatura de fusão do metal e o calor de fusão do metal.
(C) a massa da amostra e o calor de fusão do metal.
(D) a temperatura de fusão do metal e a capacidade térmica mássica do metal.
/ 10
2. A estação espacial internacional, a funcionar desde os primeiros anos do séc.
XXI, foi projetada para utilizar painéis fotovoltaicos que fornecem 16kW à
estação, com um rendimento de 11%. A área dos painéis, admitindo que
recebem, por segundo, 1,4 kW m-2 de energia solar é dada pela expressão:
(A)
/ 10
(B
(C)
(D)
3. Selecione o gráfico que pode traduzir a variação, com a área de superfície A, do
calor transferido por unidade de tempo através de um condutor.
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/ 10
4. A figura mostra os gráficos que traduzem a variação da energia transferida para
dois corpos, A e B, de iguais massas, em função da variação das respetivas
temperaturas ∆T.
A partir da análise do gráfico pode afirmar-se:
(A) A capacidade térmica mássica do corpo A é inferior à do corpo B.
(B) A capacidade térmica mássica do corpo A é superior à do corpo B.
(C) Para a mesma variação de temperatura a energia transferida para o corpo A é
igual à transferida pelo corpo B.
(D) Para a mesma variação de temperatura a energia transferida para o corpo A é
inferior à transferida pelo corpo B.
/ 10
5. De entre as afirmações seguintes identifique a verdadeira.
(A) A radiação incidente num corpo opaco pode ser absorvida, refletida ou
transmitida por esse corpo.
(B) A energia radiante emitida por um corpo, por unidade de tempo, é diretamente
proporcional à sua temperatura absoluta.
(C) Os corpos só emitem energia radiante a uma temperatura acima de 0 oC.
(D) A radiação emitida por um corpo, a determinada temperatura, produz um
espetro contínuo com um máximo para determinado comprimento de onda.
/ 10
6. Numa aula laboratorial, um grupo de alunos montou um circuito elétrico,
constituído por um painel fotovoltaico, um reóstato e aparelhos de medida
adequados. Fazendo incidir no painel a radiação proveniente de uma lâmpada,
os alunos realizaram as medições necessárias para determinarem a potência
fornecida ao circuito, P, em função da resistência, R, introduzida pelo reóstato.
Com os resultados obtidos, os alunos construíram o gráfico representado na
figura.
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Para poderem determinar o valor da potência fornecida ao circuito, os alunos
mediram as seguintes grandezas:
(A) a temperatura do painel e a diferença de potencial nos terminais do painel
fotovoltaico.
(B) a intensidade de corrente no circuito e a diferença de potencial nos terminais
do painel fotovoltaico.
(C) o intervalo de tempo durante o qual o painel esteve ligado e a resistência
introduzida no reóstato.
(D) a resistência introduzida pelo reóstato e a temperatura do painel.
GRUPO II
/ 10
1. Os painéis fotovoltaicos são dispositivos utilizados para converter a energia
solar em energia elétrica. Estes são, normalmente, compostos por células
fotovoltaicas. Uma célula fotovoltaica é um dispositivo que aproveita a radiação
solar para produzir energia elétrica. Esta célula fotovoltaica é constituída por
um semicondutor que, por ação da radiação solar, cria uma diferença de
potencial entre os seus extremos. No entanto, este processo de conversão de
energia apresenta algumas desvantagens, mas é inofensivo do ponto de vista
ambiental.
Indique duas desvantagens da utilização de painéis fotovoltaicos na produção
de energia elétrica.
2. Na figura mostra-se o gráfico que traduz a variação da temperatura em função
do tempo, no interior de duas latas do mesmo material, pintadas com tinta
baça, uma de cor preta e a outra de cor branca, quando sobre elas incidiu
radiação emitida por uma lâmpada.
40.0
A
30.0
T/ºC
B
20.0
10.0
0.0
0
200
400
600
800
1000
t/s
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2.1. Indique, justificando, qual a curva correspondente à lata preta.
/ 10
2.2. Explique por que razão a partir do instante t = 750 s, aproximadamente, a
temperatura no interior de cada uma das latas se mantém praticamente
constante.
/ 10
2.3. Qual das latas arrefecerá mais depressa? Justifique.
/ 20 3. O calor não se transfere com a mesma facilidade
através de todos os materiais.
A quantidade de calor que atravessa, por
segundo, uma parede exterior, com espessura L,
depende de vários fatores. Indique, justificando,
três fatores que influenciam essa transferência e
como é que eles a influenciam.
/ 25 4. A figura mostra um recipiente com água a ser aquecido à chama de um fogão a
gás.
Elabora um pequeno texto que refira as transferências
de energia que ocorrem e que explique os dois principais
mecanismos de transferência de energia (condução e
convecção) que se observam.
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/ 30 5. Pretende-se instalar um painel fotovoltaico para carregar a bateria que alimenta
o circuito elétrico do semáforo representado na figura.
Considere que uma célula fotovoltaica com a área
de 1,00 x 10-2 m2 fornece, em média, durante um
dia, a energia de 3,89 x 104 J.
Admitindo que a potência consumida pelo
semáforo é 5,6 x 102 W, funcionando este 24
horas por dia, e que o rendimento da bateria é
40%, calcule a área de painel fotovoltaico
necessária para alimentar o circuito elétrico do
semáforo.
Apresente todas as etapas de resolução.
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GRUPO III
Um grupo de alunos utilizou uma resistência de aquecimento para aquecer uma
amostra de água de 200 g. O esquema da montagem utilizado é o que se apresenta
na figura.
Os alunos leram a temperatura inicial da água e em seguida fecharam o circuito
elétrico durante um intervalo de tempo de 5,0 minutos e registaram na tabela
seguinte os resultados médios obtidos.
∆t(min)
5,0
)
)
18,2
33,8
I(A)
7,45
U(V)
7,22
/ 10 1. Calcule a energia elétrica recebida pela resistência durante o período de
aquecimento da água.
/ 5 2. Determine a variação de energia interna experimentada pela água, sabendo que
a capacidade térmica da água é c = 4,18 ×
J/(kgoC).
/ 5 3. Calcule o rendimento neste processo de aquecimento.
/ 5 4. Indique um fator que poderá afetar o rendimento no aquecimento.
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FORMULÁRIO
∆t
m ∆T
P=U×I
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P - potência
E - energia
∆t - intervalo de tempo
- rendimento
- potência útil
– potência fornecida
- rendimento
- energia útil
- energia fornecida
Q - quantidade de calor transferido
m - massa
c - capacidade térmica mássica
∆ - intervalo de temperatura
- quantidade de calor transferido durante a fusão
m - massa de amostra
- calor latente de fusão
P - potência
U - diferença de potencial
I - intensidade de corrente
R - resistência elétrica
U - diferença de potencial
I - intensidade de corrente
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