ESCOLA SECUNDÁRIA DE SANTA MARIA DA FEIRA
FÍSICA E QUÍMICA A
11º ANO
Ficha de trabalho 13
Revisões de Física 10ºAno
1. Colocaram-se termómetros em quatro recipientes com água, como ilustra a figura
seguinte.
Escolha a opção correcta.
A – Os sistemas A e C têm a mesma energia interna.
B – A energia interna do sistema A é igual à do C e a do B igual à do D.
C – O sistema com maior energia interna é o D.
D – A energia interna do sistema B é maior do que a do sistema C.
2. Das afirmações seguintes indique as verdadeiras.
A – As fontes de energia renováveis têm como única vantagem o facto de não
serem poluentes
B – Um corpo a cair possui energia mecânica.
C – O calor é a única energia transferida pela lâmpada que ilumina uma sala.
D – Sempre que um sistema interactua com outro provocando movimento, há
transferência de energia que é medida através da radiação.
E – Entre dois corpos à mesma temperatura é possível transferir energia como
trabalho.
3. Uma cafeteira eléctrica consome 6,0 x 105 J de energia eléctrica para aumentar a
temperatura de uma certa quantidade de água. A repartição de energia, nesse
processo, é a seguinte: 40 % é utilizada para aumentar a temperatura da água, 30 %
para aumentar a temperatura da cafeteira e 30% para aumentar a temperatura do ar
circundante. A cafeteira eléctrica contêm 400 g de água à temperatura de 18 ºC.
c água = 4,18 x 10 3 J Kg -1 ºC -1
3.1 Seleccione a expressão que permite calcular a quantidade de energia que é
transferida para a água.
A – 0,4 x 6,0 x 105 J
B – ( 0,3+0,3) x 6,0 x 105 J
C – ( 1 - 0,4) x 6,0 x 105 J
D – 0,3 x 6,0 x 105 J
3.2 Qual o rendimento do processo?
3.3 Calcule a energia dissipada no processo.
3.4 Determine a que temperatura ficou a água.
1
4. A potência da radiação solar absorvida pela Terra é dada pela expressão: P = 0, 70 S! RT2
em que 0,70 é a fracção da radiação solar que contribui para o aumento da energia interna do
planeta, S = 1,36 x 109 w km-2 é a constante solar e RT = 6,4 x 106 m é o raio médio da Terra.
4.1 Defina albedo de um planeta.
4.2 Com base nos dados, indique qual é o albedo da Terra.
4.3.Seleccione a alternativa que permite calcular, no Sistema Internacional, a potência da
radiação solar absorvida pela Terra.
5. A importância do papel do Sol na evolução, ao da vida terrestre é desde há muito reconhecida.
Na figura está esquematizado um balanço, o energético da Terra.
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F), cada uma das afirmações seguintes:
A – A radiação solar que atinge a superfície da Terra situa-se apenas na zona visível do
espectro electromagnético.
B – A percentagem da radiação solar incidente que é reflectida é maior do que a que é
absorvida pela atmosfera e pelas nuvens.
C – Aproximadamente metade da radiação solar incidente é absorvida pela superfície
terrestre.
D – A intensidade máxima da radiação emitida pelo Sol ocorre na zona do infravermelho
do espectro electromagnético.
E – A intensidade máxima da radiação emitida pela Terra ocorre na zona do visível do
espectro electromagnético.
F – A percentagem da radiação solar absorvida pela a atmosfera é superior a reflectida
por ela.
G – Da radiação solar que atinge o planeta. 30% é reflectida para o espaço.
H – Uma parte da radiação solar incidente é absorvida pela atmosfera, sendo a restante
radiação totalmente absorvida pela superfície terrestre.
2
6. Seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b),
respectivamente.
(a) por um corpo que depende da sua _________.
(b)
6.1 A radiação térmica é a radiação ________
A – emitida … temperatura
B – absorvida … temperatura
C – reflectida … forma
D – transmitida … velocidade
(a)
6.2 O comprimento de onda para o qual a intensidade da radiação é máxima é _____________
(b)
proporcional ______________
.
A – directamente … à temperatura
B – inversamente … à temperatura
C – directamente … ao quadrado da temperatura
D – inversamente … ao quadrado da temperatura
7. Um crescente número de pessoas procura as saunas por razões de saúde, de lazer e bemestar.
7.1 Numa sauna, a temperatura constante, uma pessoa sentada num banco de madeira
encosta-se a um prego de ferro mal cravado na parede. Essa pessoa tem a sensação de
que o prego está mais quente do que a madeira, e esta está mais quente do que o ar.
Seleccione a alternativa que traduz a situação descrita.
A – A temperatura do ar é superior à temperatura da madeira.
B – O ferro é melhor condutor térmico do que a madeira.
C – A temperatura do prego de ferro é superior à temperatura da madeira.
D – O ar é melhor condutor térmico do que a madeira.
7.2 Identifique o principal processo de transferência de energia, que permite o aquecimento
rápido de todo o ar da sauna, quando se liga o aquecedor apropriado.
7.3 Quando se planeou a construção da sauna, um dos objectivos era que a temperatura da
sauna diminuísse o mais lentamente possível depois de se desligar o aquecedor.
Seleccione a alternativa que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b),
respectivamente, de modo a tomar verdadeira a afirmação seguinte.
(a)a espessura das paredes e escolhendo um
Esse objectivo pode ser alcançado ___________
material, para a construção das paredes, com ________condutividade térmica.
A – …diminuindo…baixa…
B – …aumentando…alta…
C – …diminuindo…alta…
D – …aumentando…baixa…
7.4 As toalhas utilizadas na sauna são colocadas num cesto, que é arrastado horizontalmente
r
2,0 m por acção de uma força F , de intensidade 45 N, como mostra o esquema da figura.
Admita que entre o cesto e o solo existe uma força de atrito Fa, de intensidade 10 N e o valor
do peso do cesto é de 50N.
7.4.1 Represente todas as forças aplicadas no cesto.
7.4.2 Determine a intensidade da força que o chão exerce no cesto.
7.4.3 Calcule o trabalho da força aplicada no cesto.
3
8. Dos gráficos a seguir representados indique aquele que pode traduzir como varia a
quantidade de energia por unidade de tempo como calor, Pc, através de uma barra condutora
em função do seu comprimento, l.
9. Das seguintes afirmações indique a(s) incorrecta(s).
A – A variação de energia interna de um sistema pode ser detectada macroscopicamente
pela variação de temperatura.
B – A energia interna de um sistema é igual à quantidade de calor.
C – O trabalho, o calor e a radiação são processos de transferência de energia entre
sistemas.
D – Durante a fusão de uma substância a sua temperatura permanece constante.
E – O aumento de temperatura de um sistema traduz o aumento de energia cinética média
das partículas que o constituem.
10. O gráfico representado na figura traduz a energia fornecida por uma resistência eléctrica,
colocada no interior de uma garrafa térmica que contém gelo e água líquida a 0º C, em
função da temperatura.
10.1 Interprete o gráfico energia-temperatura que traduz o
que se passa no interior da garrafa térmica durante o
período em que há transferência de energia.
10.2 Indique, justificando, qual o valor de energia
transferida durante a fusão do gelo.
10.3 Calcule a massa do gelo colocada no interior da
garrafa térmica.
10.4 Determine a massa de água colocada na garrafa
térmica.
_ H fusão = 3,15 x 105 Jkg-1
c água = 4,185 KJ kg -1 ºC -1
11. Numa instalação solar de aquecimento de água para consumo doméstico, os colectores
solares ocupam uma área total de 4,0 m2. Em condições atmosféricas adequadas, a
radiação solar absorvida por estes colectores e, em media, 800 W / m2. Considere um
dep6sito, devidamente isolado, que contem 150 kg de água. Verifica-se que, ao fim de 12
horas, durante as quais não se retirou água para consumo, a temperatura da água do
dep6sito aumentou 30 ºC.
Calcule o rendimento associado a este sistema solar térmico.
C água = 4,185 KJ kg -1 ºC -1
12.Considera as situações A e B e indica qual dos veículos possui maior valor energia cinética.
A. Um carro com a massa de 500 kg desloca-se à velocidade de 15 m.s-1.
B. Uma motorizada com a massa de 250 kg move-se à velocidade de 30 m.s-1.
13. Uma partícula cuja massa é de 20 g move-se numa trajectória rectilínea.
a) Determina o trabalho realizado pela resultante das forças que actuam na partícula,
provocando a variação da velocidade de 10 m.s-1 para 20 m.s-1.
b) Qual é a variação da energia cinética da partícula?
4
14. Um corpo rígido e indeformável de massa igual a 15 kg é elevado até uma altura de 20
m, por intermédio de uma força constante vertical e de intensidade igual ao peso do
corpo, num local onde podemos desprezar a resistência do ar.
a) Representa, vectorialmente, as forças exercidas no centro de massa do corpo,
correspondente à posição final.
b) Calcula o trabalho realizado pelo peso do corpo.
c) Qual é a energia transferida para o corpo durante a sua elevação?
d) Determina o trabalho realizado pela resultante das forças que actuam sobre o centro de
massa desse corpo.
15. Um corpo com o peso de 30 N,é arrastado, desde o solo até à carroçaria de um veículo
de carga, ao longo de um plano inclinado sem atrito, de comprimento 1 m, atingindo
uma altura de 0,5 m (desprezar a resistência do ar).
a) Qual é a variação da energia potencial gravítica do corpo?
b) Indica o valor do trabalho realizado pelo peso do corpo durante o deslocamento ao
longo do plano inclinado.
16. Uma partícula com massa de 200 mg é abandonada a 2 m do solo. Determina o valor da
velocidade da partícula quando, durante a queda livre, está a 1 m do solo (Desprezar os
atritos).
17. Um corpo de massa igual a 30 kg move-se, partindo do repouso, numa rampa com
atrito, cuja altura é de 2 metros.
17.1. Qual é a energia mecânica dissipada, sabendo que o corpo chega ao solo com
velocidade de 3 m.s-1.
18. Das seguintes afirmações, seleccione a verdadeira.
(A) Um corpo negro absorve toda a radiação incidente e não a emite.
(B) A potência irradiada por um corpo só depende da área do corpo e da temperatura a que
este se encontra.
(C) A potência irradiada por um corpo está relacionada com a natureza do corpo.
(D) O poder emissor de um corpo depende da temperatura a que se encontra, da área
exposta e da natureza do corpo.
(E) Na determinação da potência irradiada, a temperatura deve ser expressa em ºC.
5
19. Quando se fornece energia a uma substância, mantendo-se a pressão constante, nem
sempre há aumento de temperatura. Observe o gráfico da figura, que representa como
varia a temperatura de uma amostra de água de massa, m, em kg, com a energia, E, que
lhe é transferida, à pressão de 1 atm.
cágua líquida = 4200 J kg–1 K–1
∆Hfusão = 3,34 _ 105 J kg–1
cgelo = 2100 J kg–1 K–1
∆Hvaporização = 2,26 _ 106 J kg–1
19.1. Seleccione a alternativa correcta.
(A) A energia recebida pela água na fase sólida (A_B) pode ser calculada pela expressão
E = 3,34 _ 105.m._1 J.
(B) A energia recebida pela água durante a ebulição (D_E) pode ser calculada pela
expressão
E = 2,26 _ 106. m.100 J.
(C) A energia recebida pela água na fase líquida (C_D) pode ser calculada pela expressão
E = 4200 .m . 100 J.
(D) A energia recebida pela água durante a fusão (B_C) pode ser calculada pela expressão
E = 2100 . m. 100 J.
20. Considere as leis da Termodinâmica. Podemos afirmar que:
(A) A 1ª Lei da Termodinâmica diz respeito ao equilíbrio térmico entre dois sistemas
postos em contacto a diferente temperatura.
(B) A Lei Zero diz respeito à conservação da energia num sistema isolado.
(C) A 2ª Lei da Termodinâmica diz-nos que a variação da energia interna de um sistema
não isolado é traduzida pela relação ΔU = W + Q + R.
(D) A 2ª Lei da Termodinâmica diz-nos que a energia total do Universo é constante e a sua
entropia total está a aumentar continuamente.
(E) A 1ª Lei da Termodinâmica diz-nos que num sistema isolado a energia interna do
sistema não é constante.
21. Um balão fechado contendo ar à temperatura ambiente foi introduzido em água quente.
O aumento da energia interna do ar foi 200J.
Considere desprezáveis as trocas de energia por radiação.
Seleccione o conjunto de valores que corresponde à transformação ocorrida:
(A) W = 200J ; Q = 0J ; R = 0J ; ∆Ei = 200J
(B) W = 0J ; Q = 200J ; R = 0J ; ∆Ei = 200J
(C) W = 0J ; Q = -200J ; R = 0J ; ∆Ei = 0J
(D) W = 200J ; Q = -200J ; R = 0J ; ∆Ei = 0J
(E) W = -200J ; Q = 200J ; R= 0J ; ∆E = 200J
6
22. Duas massas iguais de água e óleo são aquecidas no mesmo intervalo de tempo e com a
mesma fonte de energia. A capacidade térmica mássica do óleo é 1,96 x 103 J kg-1 ºC-1 e
a capacidade térmica da água é 4,1855 x 103 J kg-1 ºC-1. Podemos afirmar que:
(A) Nesse intervalo de tempo, a água sofre maior elevação de temperatura.
(B) Nesse intervalo de tempo ambos sofrem igual elevação de temperatura.
(C) Se a elevação de temperatura da água for de 10 ºC, a elevação de temperatura do óleo
será de, aproximadamente, 21 ºC.
(D) Se a elevação de temperatura da água for de 10 ºC, a elevação de temperatura do óleo
será de, aproximadamente, 39,9 ºC.
(E) Se a água e o óleo experimentassem igual elevação de temperatura, a massa de óleo
teria de ser obrigatoriamente menor que a massa de água.
23. Um corpo negro, à temperatura de 300 K, radia 1x105 J durante 100s. Determine:
a) A potência radiada.
b) A intensidade total da radiação emitida neste intervalo de tempo.
c) A área do corpo.
24. Considere o gráfico da figura, que representa a
intensidade luminosa irradiada por três corpos em
função do comprimento de onda.
Ordene os corpos por ordem crescente de temperatura
e justifique a sua resposta com base nos valores da
intensidade luminosa e comprimento de onda (_).
25. No telhado de uma habitação de turismo rural no Douro está instalado um painel
fotovoltaico com 40 m2 de área, que recebe 100 W por unidade de área e funciona com
um rendimento de 30%. No Inverno, o tempo de exposição ao sol é de 6,5 h.
Qual o máximo de energia que se pode consumir ao fim de um dia, em kW h?
26. Um vaso de ferro de 200 g contém 200 g de água à temperatura de 20,0 ºC. Um
pequeno bloco metálico, inicialmente à temperatura de 100,0 ºC, é introduzido
dentro do vaso. Todo o sistema (vaso, água e metal) pode ser considerado
isolado. A temperatura de equilíbrio é de 25,0 ºC.
(Dados: cágua = 4,1855 x 103 J kg-1 ºC-1 ; cFe = 4,40 x 102 J kg-1 ºC-1)
Determine qual é a capacidade térmica do bloco metálico.
27. Um tigre faz deslizar um caixote na horizontal, aplicando uma força constante de 10 N,
que faz com a horizontal um ângulo de 30º.
Considere desprezáveis as forças de atrito.
A) Trace o diagrama de todas as forças aplicadas no
caixote, fazendo a respectiva legenda.
B) Calcule o trabalho realizado por cada uma das forças
para um percurso de 2 m.
C) Indique a quantidade de energia que foi transferida
no percurso anterior, bem como a forma como se
manifesta.
7