Colégio Planeta Prof.: Sostag Lista de Física Aluno(a): Questão 01 - (CEFET MG/2015) A FIG. 1(a) mostra como duas barras de materiais diferentes estão fixas entre si e a um suporte e a FIG. 1(b) mostra essas mesmas barras, após terem sofrido uma variação de temperatura T. Sabendo-se que os coeficientes médios de expansão linear dessas barras são 1 e 2, é correto afirmar que A) B) C) D) E) Se 1 < 2, então T > 0. Se 1 > 2, então T < 0. Se 1 > 2, então T > 0. T < 0, independentemente de 1 e 2. T > 0, independentemente de 1 e 2. Questão 02 - (FAMERP SP/2015) À temperatura de 20 ºC, uma arruela (disco metálico com um orifício central) tem raio externo R e raio interno r. Elevando-se igualmente a temperatura de todas as partes da arruela de um valor , o raio externo dilata-se de um valor R e o raio interno dilata-se de (R – r) R (R + r) R r R C) R D) R R R E) r A) B) Questão 03 - (IFRS/2015) Uma das principais propriedades específicas da matéria é a densidade, que corresponde a uma relação entre massa e volume. No Brasil, a gasolina é vendida em litros. Para reduzir problemas no abastecimento dos automóveis, os tanques de combustíveis, nos postos de abastecimentos brasileiros, são mantidos subterrâneos, de modo a manter a temperatura com mínima variação, uma vez que isso provocaria alteração na densidade da gasolina. Caso isso não ocorresse, analise as afirmativas abaixo para um motorista que abasteceria seu carro com 40 litros de gasolina e assinale a afirmativa correta. Se um automóvel fosse abastecido no verão, o motorista levaria vantagem. B) Se um automóvel fosse abastecido no inverno, o motorista levaria vantagem, pois estaria abastecendo com maior volume. C) Quando o motorista abastecesse seu automóvel no verão, para um mesmo volume, estaria colocando menos combustível. D) Como a gasolina é uma mesma substância, independente da estação do ano, não haveria alteração na quantidade de combustível abastecido. E) No inverno a gasolina é mais densa, portanto o motorista ao encher o tanque de seu automóvel estaria colocando menor volume de combustível. Data: 13 / 03 / 2015 ENEMais Turma: Lista 03 Turno: Matutino Questão 04 - (UCS RS/2015) Um pai comprou para o filho um cofrinho para guardar moedas. Depositando frequentemente moedas, o pai estranhou que o peso do cofrinho não aumentava. Descobriu, então, que o filho tinha um jeito de retirar as moedas do cofre para comprar doces sem deixar vestígios. O pai decidiu apelar para a propriedade de dilatação dos corpos para resolver o problema. Comprou um novo cofrinho com uma abertura de 2,9 cm de comprimento, que, portanto, não permitia passar moedas com, por exemplo, 2,95 cm de diâmetro, as mais valiosas. Contudo, o pai conseguia colocar as moedas, pois aquecia o cofre até o ponto em que a moeda passava, e, quando ele esfriava, não era possível retirar a moeda com o cofrinho na temperatura ambiente. Tomando o comportamento da abertura do cofrinho como equivalente a de um fio de 2,9 cm de comprimento e coeficiente de dilatação linear de 50 10–5 ºC–1, a qual variação de temperatura deve ser submetido o cofre para que a abertura chegue ao comprimento de 3,0 cm? Ignore aspectos envolvendo a dilatação térmica da abertura em qualquer outro sentido que não o referido. A) B) C) D) E) 43,0 ºC. 55,5 ºC. 68,9 ºC. 93,0 ºC. 98,6 ºC. Questão 05 - (UEPG PR/2015) Considere uma placa quadrada com um orifício de diâmetro d 1 localizado em seu centro geométrico e um cilindro de diâmetro d2. A placa e o cilindro são constituídos por materiais diferentes de forma que o coeficiente de dilatação térmica linear da placa é maior que o coeficiente de dilatação linear do cilindro. Quando a placa e o cilindro encontram-se à mesma temperatura, o cilindro pode atravessar, sem folga, o orifício na placa. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. 01. Se a placa e o cilindro forem igualmente aquecidos, cilindro atravessará o orifício na placa. 02. Se somente a placa for resfriada, o cilindro atravessará orifício na placa. 04. Se somente o cilindro for resfriado, ele atravessará orifício na placa. 08. Se a placa e o cilindro forem igualmente resfriados, cilindro não atravessará o orifício na placa. o o o o Questão 06 - (UERN/2015) A tabela a seguir apresenta os coeficientes de dilatação linear de alguns metais: A) Uma placa de metal de área 1 m2 a 20°C é aquecida até atingir 100°C apresentando uma variação de 35,2 cm 2 em sua área. O metal que constitui essa placa é o A) B) C) D) ferro. cobre. zinco. alumínio. Questão 07 - (FCM MG/2014) A figura abaixo mostra um experimento usado para se determinar o coeficiente de dilatação de um tubo metálico. O vapor produzido pela água aquecida pela lamparina segue por uma mangueira e passa pelo tubo metálico, saindo na extremidade do tubo que possui um termômetro. Questão 09 - (UFG GO/2014) Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20 ºC em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 ºC e 40 ºC. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10–5 ºC–1. Nessas condições, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm? A) B) C) D) E) O tubo é fixado por um parafuso e se apoia num pequeno disco ligado a um ponteiro que mede a variação no comprimento do tubo. Para se determinar o coeficiente de dilatação do tubo, divide-se a variação do comprimento do tubo pelo produto da variação de temperatura e do comprimento inicial do tubo. Esse comprimento inicial do tubo deve ser medido pelo segmento de reta, representado, na figura, pelas letras A) B) C) D) P e R. P e S. Q e R. Q e S. Questão 08 - (FUVEST SP/2014) Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo. 1,01. 1,10. 1,20. 2,00. 2,02. Questão 10 - (UNISC RS/2014) Num dia de inverno em que a temperatura ambiente é de 5 °C, o espaçamento entre dois trilhos consecutivos de 50 m de comprimento cada, de uma linha ferroviária é de 4,4 cm. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear da linha ferroviária é de 1,2.10–5 °C–1, podemos afirmar que num dia de verão em que a temperatura ambiente é de 45 °C, o novo espaçamento entre dois trilhos consecutivos desta linha ferroviária medirá Observação: considere que as extremidades de trilhos consecutivos estão livres para expandir. A) B) C) D) E) 5,0 cm. 3,4 cm. 3,0 cm. 2,4 cm. 2,0 cm. Questão 11 - (Univag MT/2014) Uma haste metálica homogênea tem comprimento 2,001 m no ponto de congelamento da água e 2,009 m no ponto de ebulição da água, sob pressão atmosférica normal. Quando seu comprimento for de 2,004 m, sua temperatura, em graus Celsius, será Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura: A) B) C) D) E) 38,0. 36,0. 36,5. 37,5. 37,0. A) Questão 12 - (UESPI/2014) Sobre a dilatação térmica dos sólidos podemos afirmar que: B) A) C) D) E) Note e adote: O coeficiente de dilatação térmica linear do ferro é 1,2 x 10–5 ºC–1. O coeficiente de dilatação térmica linear do bronze é 1,8 x 10–5 ºC–1. Após o aquecimento, a temperatura da lâmina é uniforme. a variação de volume do sólido é proporcional ao volume inicial e inversamente proporcional à variação de temperatura. B) a variação de volume do sólido é diretamente proporcional ao volume inicial e à variação de temperatura. C) a variação de volume do sólido é proporcional à variação de temperatura e inversamente proporcional ao volume inicial. D) a variação de volume depende somente do coeficiente de dilatação volumétrica do sólido. E) ocorre somente sob a pressão constante. Questão 13 - (UESPI/2014) Uma barra de ferro cujo coeficiente de dilatação é igual a 12 x 10–6 °C–1, possui um comprimento de 15m a uma temperatura de 20ºC, se a barra for aquecida até 150ºC o comprimento final da barra será de A) B) C) D) E) 23,40m. 28,13m. 0,02m. 15,0m. 18,2m. Questão 14 - (ESCS DF/2013) A sensação de um paciente ao ter a campânula de um estetoscópio encostada nele é de que a peça está fria; aos poucos, essa sensação diminui. Considere que essa campânula tenha a forma cilíndrica e seja constituída de uma liga metálica isotrópica com coeficiente de dilatação volumétrico igual 60 10–6 ºC–1. Considere, ainda, que a peça esteja à temperatura ambiente de 20 ºC, tenha diâmetro de 6 cm e espessura de 1 cm, conforme ilustrado na figura abaixo. Questão 17 - (UEPA/2015) O que normalmente se faz para gelar uma bebida é deixá-la em contato com uma fonte fria. Esse tipo de processo é lento, pois depende de propriedades da matéria e da diferença de temperatura entre a bebida e a fonte fria. Pensando em agilizar o processo de resfriamento, dois estudantes brasileiros lançaram um projeto que gela latas de bebidas em até dois minutos. O Super Cooler é um dispositivo que, ao ser acoplado às latas e acionado, faz com que as mesmas girem em alta velocidade (mantendo contato com o gelo), fazendo com que o conteúdo da lata se resfrie desde a parede até o centro. Sabendo que o paciente se encontra à temperatura de 38 ºC, assinale a opção que apresenta corretamente o acréscimo sofrido pelo raio da peça, em micrômetros, ao entrar em equilíbrio térmico com o paciente. A) B) C) D) E) 10,8. 16,2. 21,6. 5,4. 8,1. Questão 15 - (UFRN/2013) Em uma oficina mecânica, o mecânico recebeu um mancal “engripado”, isto é, o eixo de aço está colado à bucha de bronze, conforme mostra a figura abaixo. Nessa situação, como o eixo de aço está colado à bucha de bronze devido à falta de uso e à oxidação entre as peças, faz-se necessário separar essas peças com o mínimo de impacto de modo que elas possam voltar a funcionar normalmente. (Fonte: www.techtudo.com.br, com adaptações) O(s) processo(s) de resfriamento predominante(s) para gelar as latas utilizando esse dispositivo são: A) B) C) D) E) condução e condensação. condensação e convecção. condução e convecção. irradiação e condução. convecção e irradiação. Questão 18 - (Unievangélica GO/2015) A lei de Stefan-Boltzmann conecta a potência irradiada por um corpo negro para todas as frequências com relação à área superficial emissora e sua temperatura absoluta. Nessa lei, a temperatura tem uma dependência A) B) C) D) Existem dois procedimentos que podem ser usados para separar as peças: o aquecimento ou o resfriamento do mancal (conjunto eixo e bucha). Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica linear do aço é menor que o do bronze, para separar o eixo da bucha, o conjunto deve ser A) aquecido, uma vez que, nesse caso, o diâmetro do eixo aumenta mais que o da bucha. B) aquecido, uma vez que, nesse caso, o diâmetro da bucha aumenta mais que o do eixo. C) esfriado, uma vez que, nesse caso, o diâmetro da bucha diminui mais que o do eixo. D) esfriado, uma vez que, nesse caso, o diâmetro do eixo diminui mais que o da bucha . Questão 16 - (UECE/2015) O uso de fontes alternativas de energia tem sido bastante difundido. Em 2012, o Brasil deu um importante passo ao aprovar legislação específica para micro e mini geração de energia elétrica a partir da energia solar. Nessa modalidade de geração, a energia obtida a partir de painéis solares fotovoltaicos vem da conversão da energia de fótons em energia elétrica, sendo esses fótons primariamente oriundos da luz solar. Assim, é correto afirmar que essa energia é transportada do Sol à Terra por A) B) C) D) convecção. condução. indução. irradiação. linear. quadrática. quádrupla. cúbica. Questão 19 - (Fac. Santa Marcelina SP/2014) Para aliviar a congestão nasal e melhorar a respiração, o médico recomendou ao paciente uma sessão de sauna a vapor. Dentro da cabine da sauna, mantida à temperatura constante, o vapor d’água, um banco de madeira e uma barra de aço encontram-se em equilíbrio térmico. O paciente, ao entrar na sauna e sentar-se no banco de madeira, encosta-se na barra de aço e tem a sensação de que a barra está mais quente do que a madeira do banco e mais quente do que o ar saturado de vapor d’água. O paciente teve essa sensação porque A) a temperatura da barra de aço é superior à temperatura da madeira. B) o vapor d’água é melhor condutor térmico do que a barra de aço. C) a temperatura da barra de aço é superior à temperatura do vapor d’água. D) a madeira é melhor condutor térmico do que a barra de aço. E) a barra de aço é melhor condutor térmico do que a madeira. Questão 20 - (UEFS BA/2014) Disponível em: <http://www.planetseed.com/pt-br/laboratory/ construa-uma-panela-solar,> Acesso em: 16 out. 2013. A figura representa um forno solar, construído com doze painéis de trapézio articulados, no formato de uma tigela, com a parte côncava constituída por uma superfície refletora. A panela é colocada dentro de uma caixa de vidro, que é posicionada no centro do forno. Considerando-se o forno como uma calota esférica, é correto afirmar: A) A função da caixa de vidro é evitar contaminação do alimento contido na panela. B) O ponto médio da altura da panela se localiza no centro de curvatura da calota esférica. C) O alimento seria cozido, rapidamente, se a caixa transparente estivesse pintada externamente de tinta branca. D) O espectro da radiação solar que se refrata para dentro da caixa é idêntico ao da radiação que fica aprisionada na caixa. E) A potência da panela aumentaria se ela fosse pintada externamente de tinta preta e o conjunto exposto ao Sol a pino. Questão 21 - (FUVEST SP/2014) Um contêiner com equipamentos científicos é mantido em uma estação de pesquisa na Antártida. Ele é feito com material de boa isolação térmica e é possível, com um pequeno aquecedor elétrico, manter sua temperatura interna constante, Ti = 20 ºC, quando a temperatura externa é Te = – 40 ºC. As paredes, o piso e o teto do contêiner têm a mesma espessura, = 26 cm, e são de um mesmo material, de condutividade térmica k = 0,05 J/(s.m.ºC). Suas dimensões internas são 2 x 3 x 4 m 3. Para essas condições, determine A) B) a área A da superfície interna total do contêiner; a potência P do aquecedor, considerando ser ele a única fonte de calor; C) a energia E, em kWh, consumida pelo aquecedor em um dia. Note e adote: A quantidade de calor por unidade de tempo () que flui através de um material de área A, espessura e condutividade térmica k, com diferença de temperatura T entre as faces do material, é dada por: = kAT/ Questão 22 - (IFGO/2014) Em um dia de sol intenso, para sua comodidade, você deve sair com roupas claras, a fim de evitar o fenômeno da: Adote, se necessário, a intensidade do campo gravitacional g = 10 m/s². A) B) C) D) E) absorção. reflexão. difusão. refração. convecção. Questão 24 - (UEM PR/2014) A brisa marítima, fenômeno que ocorre no litoral, é uma consequência da incidência da radiação solar e da diferença dos tempos de aquecimento do solo e da água. Com base nessas afirmações, assinale o que for correto. 01. Devido ao fato de o solo aquecer mais rapidamente, ao longo do dia, sua temperatura será maior do que a da água e a pressão atmosférica sobre o solo será menor do que a pressão atmosférica sobre a água. 02. A diferença dos tempos de aquecimento do solo e da água ocorre principalmente devido à diferença dos valores dos calores específicos entre os dois. 04. Os ventos periódicos, chamados de monções, ocorrem devido a um processo muito similar ao da brisa marítima, entretanto eles são restritos ao litoral indiano. 08. Os fenômenos das marés são uma consequência da brisa marítima. 16. A variação da densidade do ar, em função da temperatura em que o ar se encontra, é um dos fenômenos físicos fundamentais para a ocorrência das brisas marítimas. Questão 25 - (UFG GO/2014) O corpo humano consegue adaptar-se a diferentes temperaturas externas, mantendo sua temperatura aproximadamente constante em 37 °C por meio da produção de energia por processos metabólicos e trocas de calor com o ambiente. Em uma situação típica, em que um indivíduo esteja em repouso em um ambiente a 25 °C, ele libera calor para o ambiente por condução térmica a uma taxa de 15 J/s e por evaporação de água por meio da pele a uma taxa de 60 kJ/hora. Considerando o exposto, calcule: A) B) a quantidade de água, em ml, que o indivíduo deve ingerir para compensar a perda por evaporação em duas horas. a espessura média da pele do indivíduo, considerando a área total da superfície da sua pele igual a 1,5 m 2 e a condutibilidade térmica (k) da mesma igual a 2 x 10 –3 W·m– 1 ·°C–1. Dados: Calor latente de evaporação da água à 37 °C: L = 2400 kJ/kg Densidade da água: d = 1 kg/litro Questão 26 - (UNCISAL/2014) A figura representa uma maneira barata e portátil de resfriar bebidas. Questão 23 - (UDESC/2014) Analise as proposições sobre o espectro de emissão de radiação do Sol. I. II. III. IV. O Sol emite radiação com diferentes frequências, abrangendo um espectro composto por radiações infravermelha, visível e ultravioleta. A energia da radiação emitida é proporcional a sua frequência, isto é, quanto maior a frequência da radiação maior será a sua energia. A intensidade da radiação é igual para todas as frequências do espectro de emissão de radiação do Sol, pois, sua magnitude está associada ao inverso do quadrado do raio médio solar. A radiação solar que atinge a Terra é caracterizada como monocromática. Assinale a alternativa correta. A) B) C) D) E) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. Somente a afirmativa I é verdadeira. Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. Todas as afirmativas são verdadeiras. O líquido é inserido à temperatura ambiente T1 em um funil (1) e é conduzido através de canos de aço longos e finos que atravessam o interior de um recipiente preenchido com gelo e isolado termicamente (2), até atingir uma torneira externa (3) por onde a bebida é servida a uma temperatura menor T2. Após o derretimento do gelo, a água formada no recipiente (2) pode ser dispensada por uma saída auxiliar (4) e o gelo pode ser então reposto, mantendo o sistema de resfriamento portátil em funcionamento. Um pequeno ajuste que proporcionaria uma redução ainda maior na temperatura T2 do líquido servido seria 11) Gab: D 12) Gab: B A) reduzir da área da encanação de aço para reduzir o fluxo de líquido e os ganhos de calor do líquido por convecção. B) aumentar a extensão do encanamento de aço para proporcionar uma maior área de contato e um tempo maior para a troca de calor com o gelo. C) aumentar a quantidade de gelo do recipiente (2), de forma que o sistema seria capaz de retirar mais calor do líquido. D) melhorar o isolamento térmico do recipiente (2), evitando assim a troca de calor entre o gelo e o ambiente. E) revestir internamente o encanamento de aço com um material espelhado para assim evitar que o líquido perca calor por radiação. 13) Gab: D 14) Gab: A 15) Gab: B 16) Gab: D 17) Gab: C 18) Gab: C Questão 27 - (IME RJ/2014) 19) Gab: E 20) Gab: E 21) Gab: A) A = 52m2 B) P = 6,0 . 102 w C) E = 14,4K Wh 22) Gab: A 23) Gab: B Um objeto de 160 g de massa repousa, durante um minuto, sobre a superfície de uma placa de 30 cm de espessura e, ao final deste experimento, percebe-se que o volume do objeto é 1% superior ao inicial. A base da placa é mantida em 195º C e nota-se que a sua superfície permanece em 175º C. A fração de energia, em percentagem, efetivamente utilizada para deformar a peça é Dados: W mº C Condutividade térmica da placa: 50 Calor específico do objeto: 432 Coeficiente de dilatação linear: 1,610–5 ºC–1 Área da placa: 0,6 m2 A) B) C) D) E) 4. 12. 18. 36. 60. GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: C 3) Gab: C 4) Gab: C 5) Gab: 13 6) Gab: D 7) Gab: C 8) Gab: D 9) Gab: B 10) Gab: E J kgº C 24) Gab: 19 25) Gab: A) 50 ml. B) 2,4 mm. 26) Gab: B 27) Gab: B