Física
Setor B
Prof.:
Índice-controle de Estudo
Revisanglo Semi – Caderno 2 – Código: 829382210
Aula
9 (pág. 102)
AD
TM
TC
Aula 10 (pág. 102)
AD
TM
TC
Aula 11 (pág. 104)
AD
TM
TC
Aula 12 (pág. 106)
AD
TM
TC
Aula 13 (pág. 107)
AD
TM
TC
Aula 14 (pág. 108)
AD
TM
TC
Aula 15 (pág. 110)
AD
TM
TC
Aula 16 (pág. 112)
AD
TM
TC
Aulas
9 e 10
Lentes esféricas
1. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) em cada uma das afirmações a seguir.
a) ( V ) Caso um objeto e a sua imagem fornecida por uma lente apresentarem mesma natureza (objeto
real e imagem real), a imagem é invertida em relação ao objeto.
b) ( V ) Para uma lente delgada, se o objeto e a imagem apresentarem naturezas diferentes (objeto real
e imagem virtual), a imagem será direita em relação ao objeto.
c) ( F ) Entre o objeto e a imagem fornecida por uma lente delgada, o elemento que se encontra mais
próximo da lente apresenta maior tamanho.
d) ( V ) As pessoas que têm miopia usam lentes divergentes em seus óculos ou em suas lentes de contato.
e) ( V ) A miopia se refere à dificuldade de focalização das imagens de objetos distantes do globo ocular.
f) ( V ) Ao colocar uma lente divergente diante do seu olho, a pessoa míope deixa de ver o objeto
e passa a enxergar a imagem do objeto.
g) ( F ) Um filatelista que deseje obter detalhes de um selo deve posicioná-lo exatamente no foco de
uma lupa.
2. Em cada uma das figuras, construa a imagem do objeto AB, sabendo que a distância focal de cada lente
tem valor absoluto 10 cm.
a)
luz
A
B
15
F’
F
10
5
5
0
10
B’
15
A’
A imagem A’B’ é real, invertida e maior que o objeto.
b)
A’
A
B’
15
F
10
F’
B
5
0
5
10
15
A imagem A’B’ é virtual, direita e maior que o objeto.
102
sistema anglo de ensino
c)
A
F’
B
15
F
A’
B’
10
5
5
0
10
15
A imagem A’B’ é virtual, direita e menor que o objeto.
Para construir as imagens bastam dois raios incidentes partindo do ponto A para obter o ponto imagem A’, como indicam
as figuras.
3. Um anteparo A, uma lente delgada convergente L de distância focal 20 cm e uma vela acesa são utilizados numa atividade de laboratório. O esquema representa as posições da lente, do anteparo e dos
pontos 1, 2, 3, 4 e 5.
Anteparo
1
2
3
4
5
L
10 cm
A
Para que a imagem da chama seja projetada no anteparo A, em que ponto a vela deve ser colocada?
De acordo com a equação
1
1
1
1
1
1
e utilizando os dados do enunciado e da figura, vem:
f
p
p’
20
p
60
Então:
p 30 cm, o que corresponde à posição do ponto 4, que é onde a vela deve ser colocada.
ensino médio – 3ª- série
103
4. Um objeto real é colocado perpendicularmente
ao eixo principal de uma lente convergente de
distância focal 30 cm. A imagem obtida é direita
e duas vezes maior que o objeto. Calcule, em centímetros, a distância entre o objeto e a imagem.
De acordo com a equação do aumento linear, temos:
p’
2
p
5. Calcule a distância focal de uma lente de 4,0
dioptrias.
1
4
f
Logo:
1
f
25 cm
4
Portanto
p’ = 2p
Então, como
1
1
1
= f
p
p’
Vem:
1
1
1
30
p
(2p)
Então:
p 15 cm
Portanto, a distância entre o objeto e a imagem, será:
d p p’
Logo:
d 15 30 15 cm
Consulte
Roteiro – Unidade 17
Caderno de Exercícios – Unidade 17
Tarefa Mínima
AULA 9
1. Leia os itens de 31 a 33.
2. Faça os exercícios 98 e 99.
AULA 10
Faça os exercícios de 102 a 104.
Tarefa Complementar
AULA 9
Faça os exercícios 100 e 101.
AULA 10
Faça os exercícios de 105 a 107.
Aula
Escalas termométricas
1. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) em cada
uma das afirmações a seguir.
a) ( V ) De um modo geral, os termômetros
são construídos a partir de uma subs-
104
11
tância que apresenta uma grandeza física associada a ela que se altera com
a mudança de seu estado térmico.
b) ( V ) A substância escolhida para a construção de um termômetro é chamada
substância termométrica, e pode ser
um gás, o mercúrio, a água etc.
c) ( V ) Uma vez construído um termômetro,
é necessário estabelecer uma escala
de temperatura, calibrando-o a partir
de algumas substâncias em estados
térmicos usados como padrão.
sistema anglo de ensino
d) ( V ) Na calibração de um termômetro, os
estados térmicos escolhidos como referência são arbitrários e recebem o
nome de pontos fixos.
e) ( V ) As escalas termométricas usuais são:
Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
f) ( V ) Equação de conversão é uma relação
matemática que permite converter a
medida de temperatura numa escala
para a temperatura medida em outra
escala.
2. (USS-RJ) A menor temperatura até hoje registrada na superfície da Terra ocorreu em 21/7/1983
na estação russa Vostok, na Antártida, e seu valor foi de 89°C. Essa temperatura na escala
Kelvin vale:
a) 173 K
b) 211 K
c) 362 K
d) 271 K
➜ e) 184 K
K C 273 K 89 273 184 K
4. O gráfico a seguir representa a relação entre a
escala termométrica Celsius e uma escala X.
ºX
190
85
0
15
50 ºC
Determine, na escala X, os pontos de fusão do
gelo e de ebulição da água.
Do gráfico, tem-se que a constante de proporcionalidade k, entre as escalas X e Celsius é:
k
(190 85)
(50 15)
Então:
k3
Portanto, a equação termométrica é:
X 0 3C
3. Calcule a temperatura, em graus Celsius, cuja
indicação na escala Fahrenheit é cinco vezes
maior que na escala Celsius.
Como
( 32)
C
F
, e F 5C, vem: C 10°C
9
5
Tomando-se os valores fornecidos pelo gráfico, onde para 85°X corresponde 15°C, e substituindo-os na equação
termométrica, vem:
85 0 3 15
Então:
0 40°X, que corresponde, na escala X, ao ponto de
fusão do gelo.
O ponto de ebulição da água ocorre, na escala X:
X 40 3 100
Logo:
X 340°X
ensino médio – 3ª- série
105
Consulte
Tarefa Complementar
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Faça os exercícios de 3 a 5.
Tarefa Mínima
1. Leia o item 1.
2. Faça os exercícios 1 e 2.
Aula
12
2. Um mecânico deseja colocar um eixo no furo de
uma engrenagem e verifica que o eixo tem diâmetro um pouco maior que o orifício de encaixe
na engrenagem. Explique o que deverá ser feito
para colocar o eixo atravessando a engrenagem.
Dilatação térmica
1. O diagrama mostra a relação entre o comprimento de uma barra metálica e a sua temperatura.
Há, sob o ponto de vista da dilatação térmica, as
possibilidades:
1) resfriar o eixo a uma temperatura tal, para que seja
possível o seu encaixe no orifício da engrenagem.
2) aquecer a engrenagem até que o diâmetro do seu orifício permita o encaixe do eixo.
L (cm)
100,2
100,0
0
50
(ºC)
Utilizando o gráfico, determine o coeficiente de
dilatação linear que constitui a barra.
3. Qual a relação entre o coeficiente de dilatação
linear (), o coeficiente de dilatação superficial
() e o coeficiente de dilatação volumétrica ()
de um sólido?
2
3
Do gráfico, temos:
L0 100,0 cm; L 100,2 cm
∴
L 0,2 cm
50°C
Como L
L0 , substituindo os valores numéricos, vem:
4 105 °C1
106
sistema anglo de ensino
Consulte
Tarefa Complementar
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Faça os exercícios de 16 a 19.
Tarefa Mínima
1. Leia o item 9.
2. Faça os exercícios 14 e 15.
Aula
Transmissão de calor
13
2. Alguns modelos de geladeiras domésticas possuem prateleiras internas gradeadas, e não inteiriças. Explique a razão para que elas sejam
assim.
As prateleiras desses modelos de geladeiras domésticas são gradeadas para facilitar as correntes de ar no
seu interior.
1. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) em cada
uma das afirmações a seguir.
a) ( V ) Para que ocorra transferência de calor entre dois sistemas, é necessário
haver uma diferença de temperatura
entre eles.
b) ( V ) No processo de condução, a transferência de energia é feita de partícula
para partícula, por sucessivos choques,
sem que haja transporte de matéria de
uma região para outra.
c) ( F ) Os isolantes térmicos são usados sempre que se pretende permitir que ocorram excessivas trocas de calor em um
corpo.
d) ( V ) O processo de transmissão de calor
por convecção é característico dos fluidos (líquidos e gases). Entretanto, nos
fluidos também pode ocorrer a transferência de calor por condução.
e) ( V ) A energia térmica proveniente do Sol
é transferida para a Terra por meio de
ondas eletromagnéticas. Esse processo de transmissão de calor é denominado irradiação.
ensino médio – 3ª- série
3. Garrafas térmicas são recipientes que contêm
uma ampola de vidro, praticamente do seu tamanho, de paredes duplas e espelhadas, entre
as quais há vácuo. Explique a razão do espelhamento das paredes e do vácuo entre as paredes.
O vácuo entre as paredes tem por finalidade evitar as
trocas de calor por condução e por convecção. As paredes de vidro do vaso são espelhadas (prateadas), para
impedir as trocas de calor por irradiação, uma vez que
os metais são refletores de ondas eletromagnéticas.
107
Consulte
Tarefa Complementar
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Faça os exercícios de 9 a 13.
Tarefa Mínima
1. Leia o item 3.
2. Faça os exercícios de 6 a 8.
Aula
2.
Calorimetria sem
mudança de estado
1. Assinale certo (C) ou errado (E) em cada uma
das afirmações a seguir.
a) ( C ) Para um dado corpo, o aumento de
temperatura é diretamente proporcional à quantidade de calor recebida por
ele. Por isso, quanto maior a quantidade de calor recebida, maior a variação de temperatura.
b) ( C ) Corpos diferentes, ainda que recebam
as mesmas quantidades de calor, podem sofrer variações de temperaturas diferentes.
c) ( C ) A capacidade térmica de um corpo expressa a quantidade de calor que se
deve fornecer, ou retirar, do corpo para que ocorra uma variação unitária
de temperatura.
d) ( C ) Uma caloria é a quantidade de calor
necessária para elevar a temperatura
de um grama de água pura de 14,5°C
para 15,5°C, sob pressão normal.
e) ( C ) Calor específico é característica térmica
de uma substância e depende de seu estado físico (sólido, líquido ou gasoso).
108
14
Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na
tabela, encontram-se separadamente, à mesma
temperatura, dentro de cinco recipientes bem
isolados termicamente, sendo a tabela de calores específicos a indicada a seguir.
(UNESP)
Líquido
Água
Petróleo
Glicerina
Leite
Mercúrio
Calor específico em J/g°C
4,19
2,09
2,43
3,93
0,14
Assinale, nas opções oferecidas, qual a que cita corretamente o líquido que se aquecerá mais
quando todos receberem a mesma quantidade
de calor sensível.
a) A água.
b) O petróleo.
c) A glicerina.
d) O leite.
➜ e) O mercúrio.
De acordo com a equação fundamental da calorimetria,
temos que a variação de temperatura do corpo pode ser
Q
calculada pela expressão: . Como, no caso citado,
mc
todos os corpos têm mesma massa e recebem a mesma quantidade de calor, se aquecerá mais o corpo que
possuir menor calor específico. Portanto, de acordo com
a tabela dada, será o mercúrio.
sistema anglo de ensino
3. Aqueceram-se m gramas de um líquido X e a
mesma quantidade de outro líquido Y, a partir
de 0°C. As energias necessárias para o aquecimento variaram de acordo com o gráfico:
Q (cal)
800
Y
Q
X
400
0
20
32
(ºC)
a) Determine a razão entre as capacidades térmicas dos líquidos X e Y.
b) Calcule o valor de Q, indicado no gráfico.
a) A capacidade térmica de cada líquido pode ser obtida
por meio da declividade da reta mostrada no gráfico.
Portanto:
400
CX 20 cal/°C e
20
800
25 cal/°C
32
Portanto, a razão entre as capacidades térmicas
dos líquidos X e Y é:
CX
20
0,8
CY
25
CY b) Utilizando a equação fundamental da calorimetria,
vem:
Q CX 20 32 640 cal
Consulte
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Tarefa Mínima
1. Leia o item 4.
2. Faça os exercícios de 20 a 23.
Tarefa Complementar
Faça os exercícios de 24 a 26.
ensino médio – 3ª- série
109
Aula
15
Calorimetria com mudança de estado
1.
Dizemos que o calor latente de fusão da água é de 80 cal/g e sua temperatura de fusão é de
0°C. Com isso queremos dizer que:
a) se fornecermos menos de 80 cal a 1 g de gelo a 0°C, todo gelo continuará sólido.
b) 1 g de água a 0°C tem de estar necessariamente sólido, na forma de gelo.
c) se fornecermos 80 cal a 1 g de gelo a 0°C, sua temperatura aumentará de 1°C.
➜ d) são necessárias 80 calorias para fundir por completo 1 g de gelo a 0°C.
e) 1 g de gelo a 0°C possui no seu interior 80 cal.
(UFLA-MG)
O calor de fusão indica a quantidade de calor que provoca a fusão de 1 g da substância quando ela se encontra no estado
sólido e na sua temperatura de fusão. Portanto, a alternativa correta é d.
2. O gráfico representa uma substância, inicialmente no estado sólido, sendo aquecida e mostra a relação
entre a temperatura com a quantidade de calor recebida. A massa do corpo é 100 g.
(ºC)
100
80
20
0
1 000
6 000
7 200
16 000 16 200
Q (cal)
Com base no gráfico, determine, para essa substância:
a) o calor específico e a capacidade térmica no estado sólido.
b) o calor latente de fusão.
c) o calor específico e a capacidade térmica no estado líquido.
d) o calor latente de vaporização.
e) o calor específico e a capacidade térmica no estado de vapor.
110
sistema anglo de ensino
a) Calor específico no estado sólido:
1 000
0,5 cal/g°C
cS (100 20)
Capacidade térmica no estado sólido:
CS cS m 0,5 100 50 cal/°C
b) Calor latente de fusão:
(6 000 1 000)
50 cal/g
LF 100
c) Calor específico no estado líquido:
(7 200 6 000)
0,2 cal/g°C
cL [100 (80 20)]
Capacidade térmica no estado líquido:
CL cL m 0,2 100 20 cal/°C
d) Calor latente de vaporização:
(16 000 7 200)
88 cal/g
LV 100
e) Calor específico no estado de vapor:
(16 200 16 000)
cV 0,1 cal/g°C
[100 (100 80)]
Capacidade térmica no estado de vapor:
CV cV m 0,1 100 10 cal/g
Consulte
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Tarefa Mínima
1. Leia o item 5.
2. Faça os exercícios 27 e 28.
Tarefa Complementar
Faça os exercícios de 30 a 33.
ensino médio – 3ª- série
111
Aula
Sistemas termicamente isolados
16
2. Calcule a temperatura final de 10 kg de água a
100°C com 2,5 kg de gelo a 0°C encerrados em
um recipiente de capacidade térmica desprezível, sabendo que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g.
Para fusão completa do gelo, são necessárias:
2 500 80 200 000 cal
1. Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, misturam-se 100 g de latão a 400°C
com 100 g de água a 50°C. Sendo o calor específico do latão 0,092 cal/g°C, calcule a temperatura de equilíbrio térmico.
Aplicando o princípio da igualdade das trocas de calor,
temos:
Qlatão Qágua 0
Como 10 kg de água a 100°C têm condições de fornecer
uma quantidade de calor capaz de fundir totalmente o
bloco de gelo e ainda elevar a temperatura, tem-se que,
no final, a temperatura de equilíbrio do sistema será
acima de 0°C. Utilizando o princípio da igualdade das
trocas de calor, temos:
10 000 1 ( 100) 2 500 1 ( 0) 2 500 80 0
Portanto:
64°C
Portanto:
100 0,092 ( 400) 100 1 ( 50) 0
Logo: 79,5°C
Consulte
Roteiro – Unidade 18
Caderno de Exercícios – Unidade 18
Tarefa Mínima
1. Leia os itens 6 e 7.
2. Faça os exercícios de 33 a 35.
Tarefa Complementar
Faça os exercícios de 36 a 38.
112
sistema anglo de ensino