CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
massa da pilha de tijolos “caia” dentro da área do tijolo
que está apoiado no chão. No caso de um grupo de
equilibristas suspensos sobre uma cadeira, o centro de
massa de cada um deve continuar sobre a base da
cadeira apoiada no chão. Em ambos os casos, a
resultante de forças incidindo sobre os corpos (tijolos e
equilibristas) será nula e eles permanecerão em
equilíbrio.
Agora, para um ponto material – corpo cujas
dimensões não são relevantes –, como ficam as
condições de equilíbrio? Como as forças agem sobre
ele? Visualmente, podemos expressar todas as forças
que atuam sobre determinado corpo com o gráfico a
seguir.
*MÓDULO 1*
Estática – Equilíbrio
Por dentro da estática
A estática é a área da Física que estuda sistemas em
equilíbrio. De acordo com a 1.ª Lei de Newton, a
aceleração desses sistemas é nula. Dizemos que uma
partícula ou um corpo está em equilíbrio quando se
encontra em repouso em relação a outro corpo – por
exemplo, uma televisão colocada sobre uma mesa – ou
em movimento retilíneo uniforme – um carro rodando
numa estrada reta em velocidade constante.
 O gráfico representa a ação das várias forças sobre um corpo cujas
dimensões não são relevantes
AFP
Note que as várias forças que agem em certo corpo
(no exemplo do gráfico 1, 2 e 3) podem ser
substituídas por suas componentes sobre os eixos
e
. Se formos decompor essas forças sobre os eixos
e
, veremos que as forças 1x, 2x e 3x estão sobre o
eixo
, enquanto as forças 1y, 2y e 3y estão sobre o
eixo .
Caso a resultante de todas as componentes sobre os
dois eixos
e
sejam nulas, a resultante das forças
que atuam sobre o corpo também será nula ( R = ). Isso
significa que a partícula estará em equilíbrio.
Resumindo, a condição para que um ponto material
qualquer esteja em equilíbrio – o que significa estar
parado ou em movimento retilíneo uniforme – é que as
resultantes das componentes de forças sobre os eixos
e
sejam nulas.
E os arcos romanos, o que eles têm a ver com tudo
isso? Para que eles se sustentem, o somatório de todas
as forças que incidem em todas as suas partes precisa
ser nulo. De outra forma, eles desmoronariam.
 A Ponte do Gard foi projetada pelos romanos como parte de um
aqueduto que abastecia a cidade de Nîmes
Como já vimos anteriormente, nessas situações a
resultante das forças que atuam sobre o corpo (a
televisão e o carro) é nula. Com isso, podemos concluir
que, para que um corpo, ou, fisicamente, um ponto
material (classificado assim quando suas dimensões são
desprezíveis) qualquer, esteja em equilíbrio, é essencial
que a resultante de forças que atuam nele seja nula.
É exatamente esse princípio da estática que os
engenheiros romanos usaram para construir os
aquedutos. Para entender melhor como eles
conseguiram essa proeza, é preciso saber que todo
corpo ou sistema tem um “centro de massa”, o local onde
se considera a ação da força-peso. Para que esse
sistema ou corpo – que pode ser um corpo humano –
permaneça parado, sem se desequilibrar nem cair para
os lados, é necessário que a linha vertical que passa pelo
seu centro de massa esteja contida no plano da base do
objeto. No caso do corpo humano, são os pés. É dessa
forma que nos mantemos em pé. Nosso centro de
massa, localizado junto ao nosso umbigo e dentro do
abdome, está sempre acima da área formada pelos
nossos pés.
Para evitar que uma pilha de tijolos, onde cada um
está um pouco deslocado em relação ao de baixo, se
desequilibre e se desmorone, é essencial que o centro de
49

Estática é a parte da Física que estuda corpos em
equilíbrio, como pontes, edifícios de torres etc.

Equilíbrio do ponto material: na Física, diz-se que um
corpo se encontra em equilíbrio quando ele está em
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
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CNF  Física 
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equilíbrio –, assim permaneceram por mais de 2000
anos. Considerando cada pedra um corpo com
dimensões desprezíveis, para manter o equilíbrio é
necessário que a força resultante sobre ela seja nula.
Embora os romanos tenham usado e abusado da
construção de arcos – presentes não apenas em pontes
e aquedutos, mas também em arenas, como o Coliseu
de Roma, em arcos do triunfo e outros monumentos –, os
inventores desse tipo de edificação não foram eles, mas
os etruscos, povo que viveu no norte da Itália por volta do
ano 1000 antes de Cristo.
repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em
ambos os casos, sua aceleração é nula, conforme já
estudado na 1.ª Lei de Newton.

Para que uma partícula esteja em equilíbrio, é
obrigatório que a resultante das forças que atuam
sobre ela seja nula ( R = ). Isso significa que, se
formos decompor essas forças em dois eixos e , a
resultante de forças em cada eixo deve ser zero.

Corpo extenso é aquele que não sofre deformações
sob a ação de forças externas – ou cujas
deformações são desprezíveis – e seu tamanho é
relevante na resolução dos problemas.


Superinteressante, São Paulo, jun. 2009.
.1. (AED-SP)
Momento ou torque de uma força é uma grandeza
física associada ao movimento de rotação de um
corpo, em torno de um eixo, que resulta da aplicação
de uma força sobre esse corpo. A equação que
define o momento de uma força é
, em que
é a distância perpendicular do eixo
à linha de
ação de .
Quais as dimensões da Ponte do Gard? Quantos níveis e
arcos ela tem?
___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (AED-SP)
Os romanos foram os primeiros a construir edificações
em forma de arcos, como aquedutos e arenas?
O equilíbrio de um corpo rígido só será atingido
quando o corpo estiver em equilíbrio de translação
( x
e y
) e rotação (
).
___________________________________________________
___________________________________________________
********** ATIVIDADES 1 **********
.3. (AED-SP)
Qual é o principal conhecimento de Física necessário
para realizar a construção dos aquedutos?
Texto para as questões de 1 a 3.
___________________________________________________
Os incríveis arcos romanos
___________________________________________________
Considerada patrimônio da humanidade, a Ponte do
Gard, construída no sul da França há cerca de 2000
anos, é uma obra-prima da arquitetura
.4. (INEP-MEC)
Um dos mais belos e impressionantes monumentos
da era romana em território francês é a Ponte do Gard
(Pont du Gard, em francês). Localizada no sul do país,
ela fazia parte de um aqueduto de 50 quilômetros de
extensão que trazia água de Uzes até Nîmes. A ponte,
construída pouco antes do início da era cristã, levou
cinco anos para ficar pronta e chama atenção pela
beleza e pelo equilíbrio de suas formas. Muitos a
consideram uma verdadeira obra-prima arquitetônica.
Com 49 metros de altura e 275 metros de
comprimento, o monumento, tombado em 1985 pela
Organização das Nações Unidas para a Educação, a
Ciência e a Cultura (Unesco) como patrimônio da
humanidade, é formado por 52 arcos feitos de pedra.
Eles têm diferentes tamanhos, que variam de 7 a 22
metros de altura, e estão distribuídos em três planos
sobre o rio Gard. O nível mais baixo da construção era –
e ainda é – usado como estrada para travessia do rio,
enquanto o mais elevado servia de duto para as águas.
O mais impressionante é que os arquitetos e
engenheiros romanos não utilizaram cimento na
construção dos arcos. As pedras eram simplesmente
encaixadas umas nas outras. Por um princípio físico que
envolve forças – fundamentalmente, condições de
Os antigos romanos foram os primeiros a usar
extensivamente o arco arquitetônico em suas
construções. A propriedade mais notável do arco é que
as pedras que o compõem permanecem em equilíbrio
devido somente às forças mútuas de contato, sem
necessidade de argamassa para cimentá-las umas às
outras. Considere que o arco representado na figura
abaixo está desse modo em equilíbrio e que cada uma
de suas pedras pesa 150 N. Determine a direção e o
sentido da resultante das forças que as pedras laterais D
e E exercem sobre a pedra central C e calcule seu
módulo.
50
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_________________________________________________________________________________________________________________________
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Horizontal para a esquerda, de intensidade 100 N.
Vertical para cima, de intensidade 100 N.
Horizontal para a esquerda, de intensidade 150 N.
Vertical para cima, de intensidade 150 N.
Vertical para baixo, de intensidade 150 N.
.7. (UNESP)
Um professor de Física pendurou uma pequena esfera,
pelo seu centro de gravidade, ao teto da sala de aula,
conforme a figura:
.5. (INEP-MEC)
A figura a seguir mostra um atleta de ginástica olímpica
no aparelho de argolas. O ginasta encontra-se parado na
posição mostrada.
Em um dos fios que sustentava a esfera, ele acoplou um
dinamômetro e verificou que, com o sistema em
equilíbrio, ele marcava 10 N. O peso, em newtons, da
esfera pendurada é de:
Dentre as alternativas a seguir, assinale a que melhor
representa as forças que atuam sobre ele, desprezando-se as forças do ar.
(A)
(B)
***(A)********(B)**********(C)***********(D)*********(E)******
(C)
(D)
(E)
.6. (PUC-RS)
.8. (UNICAMP-SP)
Dois operários suspendem um balde por meio de cordas,
conforme mostra o esquema a seguir.
A figura a seguir mostra uma árvore que sofreu uma
poda drástica e perdeu a parte esquerda da sua copa.
Após a poda, o centro de massa (CM) da árvore passou
a ser à direita do eixo do tronco. Uma forte rajada de
vento exerce uma força horizontal vento sobre a árvore,
atuando ao longo de uma linha que fica a uma altura da
raiz.
São dados:
*************
Sabe-se que o balde, com seu conteúdo, tem peso 50 N,
e que o ângulo formado entre as partes da corda no
ponto de suspensão é 60º. A corda pode ser considerada
como ideal (inextensível e de massa desprezível).
Para que a árvore permaneça em equilíbrio estático é
necessário que tanto a força quanto o torque resultante
na árvore sejam nulos. O torque de uma força com
relação a um ponto é dado pelo produto do módulo da
força pelo seu braço, que é a distância do ponto à linha
de ação da força. Assim, qual é o conjunto de forças
agindo nas raízes dessa árvore que poderia garantir seu
equilíbrio estático?
Quando o balde está suspenso no ar, em equilíbrio, a
força exercida por um operário, medida em newtons,
vale:
(A)
(C)
(B)
(D)
(E)
51
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(A)
********** ATIVIDADES 2 **********
C1
H1
Compreender as ciências naturais e as tecnologias a
elas associadas como construções humanas,
percebendo seus papéis nos processos de produção
e no desenvolvimento econômico e social da
humanidade.
Reconhecer características ou propriedades de
fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os
a seus usos em diferentes contextos.
.9. (ENEM-MEC)
Um dos modelos usados na caracterização dos sons
ouvidos pelo ser humano baseia-se na hipótese de que
ele funciona como um tubo ressonante. Neste caso, os
sons externos produzem uma variação de pressão do ar
no interior do canal auditivo, fazendo a membrana
(tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema
funciona de forma equivalente à propagação de ondas
sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas
pelo tímpano. As frequências que apresentam
ressonância com o canal auditivo têm sua intensidade
reforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade
atenuada.
(B)
(C)
Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó
sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do
canal auditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm.
Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a
340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência
fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a
frequência mais baixa que seria reforçada por uma
ressonância no canal auditivo, usando este modelo é
(D)
(A) 0,025 kHz, valor que considera a frequência do
primeiro harmônico como igual a nv/4L e equipara o
ouvido a um tubo com ambas as extremidades
abertas.
(B) 2,5 kHz, valor que considera a frequência do primeiro
harmônico como igual a nv/4L e equipara o ouvido a
um tubo com uma extremidade fechada.
(C) 10 kHz, valor que considera a frequência do primeiro
harmônico como igual a nv/L e equipara o ouvido a
um tubo com ambas as extremidades fechadas.
(D) 2.500 kHz, valor que expressa a frequência do
primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao
ouvido humano.
(E) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do
primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao
ouvido e a tubo aberto e fechado.
________________________________________________
*Anotações*
52
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.10. (ENEM-MEC)
.13. (ENEM-MEC)
Se for necessário transmitir urgentemente uma notícia
para uma população isolada numa região distante, o
ideal será enviá-la através de uma emissora de rádio que
utilize
Explosões solares emitem radiações eletromagnéticas
muito intensas e ejetam, para o espaço, partículas
carregadas de alta energia, o que provoca efeitos
danosos na Terra. O gráfico abaixo mostra o tempo
transcorrido desde a primeira detecção de uma explosão
solar até a chegada dos diferentes tipos de perturbação e
seus respectivos efeitos na Terra.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
ondas FM (frequência modulada).
ondas AM (amplitude modulada).
ondas curtas.
ondas médias.
ondas médias e curtas.
.11. (ENEM-MEC)
Como funciona o sistema de alarme
que evita o furto em lojas
Ele é acionado por sensores que ficam quase
invisíveis nos produtos. Alguns desses aparelhinhos são
finos como uma folha de papel e têm o circuito ativado
por ondas de alta frequência, cerca de 8 MHz. Quando
algum cliente “se esquece” de pagar o produto, o sensor
colado no produto interage com aquelas grandes barras
verticais que ficam nas portas das lojas, acionando o
alarme.
www.sec.noaa.gov (com adaptações).
Revista Mundo Estranho, abr. 2004 (com adaptações).
Considerando-se o gráfico, é correto afirmar que a
perturbação por ondas de rádio geradas em uma
explosão solar
As ondas emitidas por estes sensores são
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
eletromagnéticas.
sonoras.
radioativas.
mecânicas.
elétricas.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.12. (ENEM-MEC)
dura mais que uma tempestade magnética.
chega à Terra dez dias antes do plasma solar.
chega à Terra depois da perturbação por raios X.
tem duração maior que a da perturbação por raios X.
tem duração semelhante à da chegada à Terra de
partículas de alta energia.
________________________________________________
Quando um objeto é iluminado, ele absorve algumas
cores do espectro da luz incidente e reflete outras. A cor
com que o objeto é visto será determinada pelas cores
que ele reflete.
*Anotações*
Baseado no exposto, analise as afirmações seguintes.
I.
Um objeto branco iluminado com uma luz verde
reflete a cor azul.
II.
Um objeto vermelho iluminado com uma luz
branca reflete a cor vermelha.
III.
Um objeto preto é aquele que absorve todas as
cores.
IV.
Um objeto de vidro transparente azul tem essa
cor porque reflete todas as cores.
As afirmativas corretas são
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
I e II.
I e III.
II e III.
II e IV.
III e IV.
53
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Assim, a velocidade é máxima no ponto mais próximo,
chamado de periélio (P), e mínima no ponto mais
afastando, o afélio (A). Observe a figura abaixo e
considere que, para se deslocar do ponto M para o ponto
N, o vetor que liga o Sol (S) ao planeta “varre” a área
entre os pontos SMN, enquanto, para ir do ponto Q para
o ponto R, “varre” a área entre SQR. Kepler concluiu que,
para um mesmo intervalo de tempo, as áreas varridas
são idênticas, não importando a excentricidade da órbita
do planeta. A 2.ª Lei de Kepler preconiza que os planetas
percorrem áreas iguais em tempos iguais.
*MÓDULO 2*
Mecânica celeste – Gravitação universal
Balé celestial
O alemão Johannes Kepler (1571-1630) foi um dos
maiores astrônomos de todos os tempos, responsável
pela elaboração das três leis sobre o movimento dos
planetas que estão na origem da mecânica celeste. A
primeira dessas leis é uma correção ao sistema
heliocêntrico proposto pelo polonês Nicolau Copérnico
(1473-1543). Segundo a teoria de Copérnico, os planetas
girariam numa órbita circular ao redor do Sol (teoria
heliocêntrica) – ao contrário da teoria anterior, defendida
pelo astrônomo Cláudio Ptolomeu, para quem o centro
do universo era a Terra (teoria geocêntrica; veja na figura
1).
Depois da morte de Copérnico, Kepler aprofundou
seus estudos e chegou à conclusão de que os planetas
realmente giravam em torno do Sol, mas em trajetórias
elípticas – e não necessariamente circulares, como
previu Copérnico (figura 2). Segundo a 1.ª Lei de Kepler,
a Lei das Órbitas, os planetas se movem em torno do Sol
em órbitas elípticas, com o Sol num dos focos da elipse.
As galáxias, por sua vez, seguem movimentos cíclicos
semelhantes aos planetas, gerando, assim, sua forma,
que pode ser elíptica ou circular, entre outras. Lembre-se
de que a circunferência é um caso particular da elipse, ou
seja, toda circunferência também é uma elipse.
EDITORA ABRIL
Somente dez anos depois, o grande astrônomo
alemão formulou sua 3.ª Lei, a Lei dos Períodos, que
relaciona o movimento dos planetas uns com os outros.
Para isso, ele tentou estabelecer relações entre os
períodos de revolução dos planetas e os raios médios de
suas órbitas, chegando à conclusão de que os quadrados
dos tempos das revoluções siderais dos planetas são
proporcionais aos cubos dos raios médios, que
correspondem aos semieixos maiores de suas órbitas.
As descobertas de Kepler foram fundamentais para se
entender o movimento dos planetas. O astrônomo, no
entanto, não se debruçou sobre as causas desses
movimentos – e, por isso, suas leis podem ser
entendidas como a Cinemática do movimento planetário.
Coube ao físico inglês sir Isaac Newton (1643-1727)
utilizar os fundamentos estabelecidos por Kepler e,
alguns anos depois, elaborar um dos princípios
fundamentais da natureza: a Lei da Gravitação Universal.

A 1.ª Lei de Kepler afirma que, ao contrário do que
defendia Copérnico, os planetas se movem em torno
do Sol em órbitas elípticas (e não circulares), com o
Sol num dos focos da elipse.

A 2.ª Lei de Kepler diz que o vetor que liga o Sol aos
planetas percorre áreas iguais em tempos iguais.

A 3.ª Lei de Kepler diz que os quadrados dos tempos
das revoluções siderais dos planetas são
proporcionais aos cubos dos semieixos maiores de
suas órbitas.

A Lei da Gravitação Universal, formulada por Isaac
Newton, diz que dois corpos quaisquer se atraem
com uma força proporcional ao produto de suas
massas e inversamente proporcional ao quadrado da
distância entre eles. Equacionando: F = G m1m2/r2.
EDITORA ABRIL
A 2.ª Lei de Kepler, a Lei das Áreas, diz respeito à
velocidade de deslocamento dos planetas. O astrônomo
descobriu que essa velocidade varia ao longo da
trajetória, sendo maior quando o planeta está mais
próximo do Sol e menor quanto mais distante ele estiver.
54
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encostas íngremes de crateras gigantes. Daí a origem de
Phobos.
Em comparação com a Lua terrestre, Phobos é
praticamente um maratonista: percorre a órbita marciana
três vezes ao dia. Ele está cada vez mais perto da
superfície do planeta e se aproxima a uma velocidade de
1,8 metro a cada 100 anos. Daqui a algum tempo, uns 50
milhões de anos, ele irá se chocar com o planeta
vermelho ou se dividir em um anel. Para se ter uma ideia,
Phobos já está tão perto que, de alguns locais de Marte,
nem sempre pode ser visto.
Em Phobos, há variações extremas de temperatura.
Em seu lado iluminado, equivale a um “dia agradável” de
inverno, no sul do país, enquanto a poucos quilômetros
de distância dali, no lado escuro, o clima é mais
congelante do que uma noite na Antártida.
********** ATIVIDADES 1 **********
Texto para as questões de 1 a 3.
Phobos, a lua de Marte
A origem do satélite é um enigma de longa data,
mas ganhou pistas com uma revelação científica
feita no ano passado
Seria Phobos um asteroide capturado pela gravidade
de Marte ou teria feito parte do solo planetário antes de
uma grande explosão? Em uma conferência em Roma,
no fim de 2010, os astrofísicos apresentaram novas
evidências que nos levam a crer que Phobos nasceu
após uma rocha espacial colidir com a superfície do
planeta vermelho e provocar estilhaços que se
aglutinaram, “em um evento catastrófico”. As recentes
informações provenientes da sonda da Agência Espacial
Europeia, Mars Express, portanto, fazem parecer menos
provável a hipótese de captura de asteroides.
Superinteressante, São Paulo, fev. 2011.
.1. (AED-SP)
Qual é o enigma que envolve Phobos, a lua de Marte?
___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (AED-SP)
Quantas vezes por dia Phobos orbita em torno de Marte?
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (AED-SP)
Em quanto
Justifique.
tempo
Phobos
poderá
desaparecer?
DIVULGAÇÃO / ESA
___________________________________________________
 Mars Express: a nave da Agência Espacial Europeia (ESA) foi
desenvolvida para auxiliar no estudo de Marte
___________________________________________________
Os asteroides são corpos celestes menores do que os
planetas. O maior deles, Ceres, considerado um planeta-anão, tem pouco menos de mil quilômetros de diâmetro.
A maioria dos asteroides está nas órbitas entre Marte e
Júpiter. São conhecidos e catalogados cerca de 4.000 –
mas podem chegar a 30.000 ou 40.000. Acredita-se
também que alguns possam ser cometas que perderam
seu envoltório gasoso.
Phobos é maior que sua colega Deimos, a outra lua
de Marte, também de origem incerta, com 18 quilômetros
de diâmetro. Os dois satélites marcianos foram
descobertos pelo astrônomo norte-americano Asaph Hall,
em 1877. Phobos e Deimos são compostos de uma
espécie de rocha “tipo C”, semelhante à composição de
alguns asteroides. As observações dos cientistas
indicam, no entanto, que a superfície de Marte foi
atingida durante um longo período pelo impacto de
meteoritos, que provocaram deslizamentos e o
descolamento de material, posteriormente capturado pela
gravidade do planeta, deixando rastros escuros nas
.4. (ENEM-MEC)
A tabela abaixo resume alguns dados importantes sobre
os satélites de Júpiter.
Ao observar os satélites de Júpiter pela primeira vez,
Galileu Galilei fez diversas anotações e tirou importantes
conclusões sobre a estrutura de nosso universo. A figura
abaixo reproduz uma anotação de Galileu referente a
Júpiter e seus satélites.
55
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio
CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
De acordo com essa representação e com os dados da
tabela, os pontos indicados por 1, 2, 3 e 4 correspondem,
respectivamente, a:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Io, Europa, Ganimedes e Calisto.
Ganimedes, Io, Europa e Calisto.
Europa, Calisto, Ganimedes e Io.
Calisto, Ganimedes, Io e Europa.
Calisto, Io, Europa e Ganimedes.
menos; menor.
menos; maior.
o mesmo; menor.
mais; maior.
mais; menor.
.7. (PUC-SP)
A sonda Galileo terminou sua tarefa de capturar
imagens do planeta Júpiter quando, em 29 de setembro
deste ano, foi lançada em direção ao planeta depois de
orbitá-lo por um intervalo de tempo correspondente a 8
anos terrestres.
.5. (INEP-MEC)
Ao ser examinado sobre o movimento dos planetas do
sistema solar, um aluno escreveu os seguintes
enunciados para as leis de Kepler.
I.
Qualquer planeta gira em torno do Sol,
descrevendo uma órbita elíptica, da qual o Sol
ocupa um dos focos.
II.
O segmento de reta que une um planeta ao Sol
“varre” áreas proporcionais aos intervalos de
tempo dos percursos.
III.
Os quadrados dos períodos de revolução dos
planetas são proporcionais aos cubos dos raios
médios das órbitas.
Folha de S. Paulo, 22/11/2004.
Considerando que Júpiter está cerca de 5 vezes mais
afastado do Sol do que a Terra, é correto afirmar que,
nesse intervalo de tempo, Júpiter completou, em torno do
Sol,
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
cerca de 1,6 volta.
menos de meia volta.
aproximadamente 8 voltas.
aproximadamente 11 voltas.
aproximadamente 3/4 de volta.
.8. (UEL-PR)
Dos enunciados acima, está(ão) correto(s):
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
O planeta Vênus descreve uma trajetória praticamente
circular de raio 1,0 1011 m ao redor do Sol. Sendo a
massa de Vênus igual a 5,0 1024 kg e seu período de
translação de 224,7 dias (2,0 107 segundos), pode-se
afirmar que a força exercida pelo Sol sobre Vênus é, em
newtons, aproximadamente:
todos.
nenhum.
somente I.
somente II.
somente III.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.6. (INEP-MEC)
Atualmente, o principal projeto da Nasa é a
preparação da viagem tripulada a Marte, prevista para a
segunda década do século XXI. Mais do que problemas
técnicos, uma missão desse porte ainda é inviável pelo
fator humano. No espaço, os astronautas sofrem de
distúrbios do sono, alterações dos batimentos cardíacos,
atrofias de músculos e ossos e depressão do sistema
imunológico. Os cientistas precisam superar esses males
antes de enviar uma tripulação para uma viagem de dois
anos até Marte. A ida de Glenn ao espaço, aos 77 anos,
faz parte desse projeto, já que os distúrbios sofridos
pelos astronautas são semelhantes aos da velhice.
Sabe-se que a aceleração da gravidade terrestre é um
fator importante na medição do peso dos corpos e que
seu valor numérico depende, basicamente, da altura em
relação à Terra em que esses corpos se encontram.
Ainda se pode dizer que seu valor é:
(A)
(B)
(C)
(D)
máximo no Equador e mínimo no Polo Norte.
mínimo no Equador e máximo no Polo Norte.
igual no Equador e no Polo Norte.
nulo no Polo Norte, crescente em latitudes de 90º a
0º.
(E) nulo no Equador, crescente em latitudes de 0º a 90º.
________________________________________________
Sabe-se que a distância média de Marte ao Sol é maior
que a da Terra ao Sol. Portanto, Marte leva _______
tempo que a Terra para dar uma volta completa em torno
do Sol e sua velocidade orbital é _______ que a da Terra.
corretamente
1022.
1020.
1015.
1013.
1011.
.9. (FMTM-MG)
Zero Hora, 23/10/1998.
As
lacunas
são
respectivamente, por:
5,0
5,0
2,5
5,0
2,5
*Anotações*
preenchidas,
56
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio
CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
.10. (INEP-MEC)
********** ATIVIDADES 2 **********
A maré é o fenômeno natural de subida e descida do
nível das águas, percebido principalmente nos oceanos,
causado pela atração gravitacional do Sol e da Lua. A
ilustração a seguir esquematiza a variação do nível das
águas ao longo de uma rotação completa da Terra.
C2
H5
Identificar a presença e aplicar as tecnologias
associadas às ciências naturais em diferentes
contextos.
Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso
cotidiano.
.11. (ENEM-MEC)
IstoÉ, n.º 1.864, set./2005, p. 69 (com adaptações).
Considere as seguintes proposições sobre maré, e
assinale a alternativa incorreta.
Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se
aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar
dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia
desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de
energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto
uma pessoa caminha com essa mochila podem ser
assim esquematizadas:
(A) As marés de maior amplitude ocorrem próximo das
situações de Lua Nova ou Lua Cheia, quando as
forças atrativas, devido ao Sol e à Lua, se reforçam
mutuamente.
(B) A influência da Lua é maior do que a do Sol, pois,
embora a sua massa seja muito menor do que a do
Sol, esse fato é compensado pela menor distância à
Terra.
(C) A maré cheia é vista por um observador quando a
Lua passa por cima dele, ou quando a Lua passa por
baixo dele.
(D) As massas de água que estão mais próximas da Lua
ou do Sol sofrem atração maior do que as massas de
água que estão mais afastadas, devido à rotação da
Terra.
(E) As marés alta e baixa sucedem-se em intervalos de
aproximadamente 6 horas.
As energias I e II, representadas no esquema acima,
podem ser identificadas, respectivamente, como
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
________________________________________________
*Anotações*
cinética e elétrica.
térmica e cinética.
térmica e elétrica.
sonora e térmica.
radiante e elétrica.
________________________________________________
*Anotações*
57
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CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
.12. (ENEM-MEC)
.14. (ENEM-MEC)
O uso mais popular de energia solar está associado
Durante uma ação de fiscalização em postos de
ao fornecimento de água quente para fins domésticos.
Na figura a seguir, é ilustrado um aquecedor de água
constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa
combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado
termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais
absorvem energia solar.
por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 ºC. Para
para enganar o consumidor. Durante o inverno, o
responsável por um posto de combustível compra álcool
revender
o
líquido
aos
motoristas,
instalou
um
mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo,
para que atinja a temperatura de 35 ºC, sendo o litro de
álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra
20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e
dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool
é de 1 x 10–3 ºC–1, desprezando-se o custo da energia
gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro
que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento
do álcool após uma semana de vendas estaria entre
(A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00.
(B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00.
A. Hinrichs e M. Kleinbach. Energia e meio ambiente. São Paulo:
Thompson, 3.ª ed., 2004, p. 529 (com adaptações).
(C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00.
(D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00.
Nesse sistema de aquecimento,
(E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.
________________________________________________
(A) os tanques, por serem de cor preta, são maus
absorvedores de calor e reduzem as perdas de
*Anotações*
energia.
(B) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa
e reduz a perda de energia térmica utilizada para o
aquecimento.
(C) a água circula devido à variação de energia luminosa
existente entre os pontos X e Y.
(D) a camada refletiva tem como função armazenar
energia luminosa.
(E) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que
se mantenha constante a temperatura no interior da
caixa.
H7
Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios
para a comparação de materiais e produtos, tendo em
vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou
a qualidade de vida.
.13. (ENEM-MEC)
Uma loja anunciou a venda de um gerador, movido a
gasolina, com rendimento de 100%. Pode-se argumentar
com o vendedor dessa loja que seu anúncio é enganoso,
porque o rendimento de um bom gerador a gasolina
(A) deve ser sempre maior que 100%.
(B) não pode ser estimado antes do uso do gerador.
(C) não passa de 10%.
(D) não pode ser expresso em porcentagens.
(E) é sempre inferior a 100%.
58
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CNF  Física 
CNF  Física 
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Para que os termômetros cumpram sua função de
*MÓDULO 3*
medir a temperatura, é preciso que estejam associados a
Termodinâmica – Calor e movimento
uma escala. A mais comum é a Celsius, baseada no
Equilíbrio térmico
(100 ºC) ao nível do mar. Alguns países de língua inglesa
ponto de congelamento (0 ºC) e no de ebulição da água
preferem utilizar a escala Fahrenheit, na qual o ponto de
O estudo da temperatura e do calor será o tema deste
fusão do gelo é marcado com 32 graus Fahrenheit
e do próximo módulo. Um conceito interessante para
(32 ºF) e o ponto de ebulição da água, com 212 ºF. A
iniciar esse estudo é o de equilíbrio térmico. E nada
fórmula para converter Celsius em Fahrenheit é TºF = TºC
melhor do que pensar no tradicional café com leite para
x 1,8 + 32. Já a transformação de Fahrenheit em Celsius
entender seu significado.
se faz assim: TºC = (TºF – 32)/1,8.
O que ocorre quando se misturam o café quente com
Outra escala muito empregada, principalmente para
o leite frio? Os dois se amornam e ficam numa só
medir temperaturas extremas, é a Kelvin (também
temperatura. Fisicamente falando, o que aconteceu é que
conhecida como escala absoluta). Ela é baseada no
houve transferência de calor, até que a temperatura do
limite inferior possível para a temperatura de um corpo,
sistema (o café com leite) ficasse uniforme. Dizemos,
portanto,
que
equilíbrio
térmico
é
um
que é de –273 ºC, também conhecida como zero
estado
absoluto (ou 0 K). No caso da escala Kelvin, não se usa
termodinâmico em que um sistema, formado por dois ou
o termo “graus” nem o símbolo º para designá-lo.
mais corpos em contato e isolados de influências
Comparando-a com a escala Celsius, a conversão entre
externas, tende a um estado final caracterizado por uma
elas é TK = TºC + 273.
uniformidade na temperatura.
Para finalizar esta breve introdução, é importante
Por se tratar de uma grandeza física, a temperatura
saber que o calor é a energia transferida de um corpo
precisa ser medida. O instrumento empregado para isso
para outro em virtude, unicamente, de uma diferença de
é o termômetro. Existe uma grande variedade de
temperatura entre eles. A unidade usada para medir calor
termômetros, que utilizam grandezas diferentes. O mais
no Sistema Internacional é o joule (J). Outra unidade,
comum é aquele que se põe debaixo do braço para medir
muito antiga, também comumente empregada é a caloria
a temperatura corporal. Esse modelo de termômetro
(1 caloria ou 1 cal). Uma caloria é a quantidade de calor
relaciona a temperatura com a altura da coluna de um
que deve ser transferida a 1 grama de água para que sua
líquido no interior de um tubo bem fino de vidro e baseia-
temperatura se eleve em 1 ºC. A relação entre joule e
-se no efeito da dilatação estabelecido na termodinâmica.
caloria é a seguinte: 1 cal = 4,18 J.
EDITORA MOL
59
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio
CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________



A dilatação linear ( L) de um corpo depende de seu
comprimento inicial (L0) e do aumento de
temperatura ( T). A equação para calculá-la é L =
x L0 x
T, em que a constante de
proporcionalidade
é denominada coeficiente de
dilatação linear.
substância qualquer deve perder ou receber para
que ela mude de estado físico. Ou ainda: Q = m L.

Na dilatação superficial, o aumento do corpo se dá
em duas dimensões (comprimento e largura). Ou
seja, sua área aumenta. O coeficiente de dilatação
superficial é expresso pela fórmula A = x A0 x T,
em que A é a área da placa. O coeficiente de
dilatação superficial varia conforme o material do
qual é feito o corpo.
********** ATIVIDADES 1 **********
Texto para as questões de 1 a 3.
Calor das arábias
Usinas de energia solar podem levar desenvolvimento
ao interior dos países da região
A dilatação volumétrica está relacionada ao aumento
do volume do corpo, que pode ser um gás, líquido ou
sólido. Para fazer seu cálculo, a equação é V = x
V0 x T, em que V é o volume do corpo e , o
coeficiente de dilatação volumétrica, que equivale a
três vezes o coeficiente de dilatação linear.

Calorimetria é a área da Física que estuda o calor. A
transferência de calor entre dois ou mais corpos
pode ocorrer de três formas: condução, convecção e
irradiação.

A condução térmica geralmente ocorre em materiais
sólidos. O calor se propaga por condução ao longo
de um corpo por meio da agitação dos átomos e
moléculas que o compõem, sem que haja transporte
dessas partículas.

Convecção térmica é um processo em que a energia
térmica (ou calor) é propagada mediante o transporte
de matéria, ocorrendo, portanto, deslocamento de
partículas. Assim, acontecem em líquidos e gases.

Irradiação térmica: ao contrário da condução e da
convecção térmicas, a irradiação não necessita de
um meio material para ocorrer. É a única forma de
transferência de calor que acontece no vácuo.

Capacidade térmica é uma grandeza física que
define a variação térmica de um corpo ao receber
certa quantidade de calor. Quanto mais elevada for a
capacidade térmica de um corpo, maior será a
quantidade de calor que ele precisa receber para que
sua temperatura se eleve. A capacidade térmica (C)
de um corpo é calculada assim: C = Q/ T, em que
Q é a quantidade de calor fornecida ou recebida e
T, a variação de temperatura.

Calor específico é a capacidade térmica por unidade
de massa, ou seja, cada material tem seu calor
específico independentemente da massa. Pode ser
calculado por c = C/m.

Calor sensível é a quantidade de energia térmica
que uma substância qualquer deve perder ou
receber para que ocorra variação da sua
temperatura. Matematicamente: Q = m c T.

Calor latente é a quantidade de energia térmica (ou
calor) que uma unidade de massa de uma
O princípio geral das trocas de calor diz que, se dois
ou mais corpos trocam calor entre si, a soma
algébrica das quantidades de calor trocadas por eles,
até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula.
Enquanto os países árabes passam por uma ebulição
política e social para derrubar seus comandantes, outro
tipo de revolução acontece por lá. De olho no potencial
energético do calor do Saara, dez empresas europeias,
unidas em consórcio, começam a planejar a construção
de uma megausina solar, com o aproveitamento do calor
em praticamente toda a extensão do deserto.
O Saara tem quase o tamanho da Europa – 9.065.000
km2 e 10.400.000 km2 de área, respectivamente – e
recebe o maior percentual de incidência solar do mundo.
“Em seis horas, os desertos recebem mais energia do
Sol do que a humanidade consome em um dia”, afirma o
site da Desertec Foundation.
A usina termossolar funciona pela incidência da luz
sobre um conjunto de espelhos, posicionados em uma
área plana e ampla. Eles refletem os raios solares para
as torres de aquecimento de água que, em forma de
vapor, movimentam as turbinas. No caso da usina do
Saara, a água necessária teria de sair do mar
Mediterrâneo. A ideia da Desertec é fornecer pelo menos
15% da eletricidade consumida na Europa e dois terços
da necessidade do norte africano e do Oriente Médio.
Cerca de 2,5 milhões de pessoas vivem nos 13 países
cortados pelo Saara. A região já registrou a temperatura
mais elevada do planeta: 58 ºC (em Al’Aziziyah, na
Líbia), em 1922. Em comparação, a temperatura mais
baixa foi observada na estação russa de Vostok, na
Antártica: 89,2 ºC negativos.
Ainda hoje, os povos que vivem nas áreas desérticas
usam roupas de lã branca, como parte de seu traje, para
se proteger do intenso calor, uma vez que a temperatura
ambiente chega a 50 ºC durante o dia. A lã é um
excelente isolante térmico: impede a entrada de calor
externo, enquanto a cor branca reflete a luz e reduz o
aquecimento da própria roupa.
As revoluções nos países árabes causaram enorme
impacto no setor petrolífero e abriram caminho para
outras fontes energéticas. “Ofereceremos emprego e
oportunidades na região; exatamente o que o povo está
exigindo”, disse Mouldi Miled, diretor executivo da
Desertec.
Mundo Estranho, abr. 2011 (adaptado).
60
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio
CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.1. (AED-SP)
Quais informações o texto fornece sobre vantagens e
desafios de construir usinas solares no Saara?
___________________________________________________
___________________________________________________
0 ºF.
– 60 ºF.
– 55 ºF.
– 40 ºF.
– 94 ºF.
.6. (PUC-PR)
.2. (AED-SP)
Dona Maria do Desespero tem um filho chamado
Pedrinho, que apresentava os sintomas característicos
da gripe causada pelo vírus H1N1. Para saber a
temperatura corporal do filho, ela pegou seu termômetro
digital; entretanto, a pilha tinha se esgotado. Como
alternativa, resolveu utilizar o termômetro de mercúrio da
vovó, mas viu que a escala do termômetro tinha se
apagado, sobrando apenas a temperatura mínima, de 35
ºC, e a máxima, de 42 ºC. Lembrou-se, então, de suas
aulas de Termometria do Ensino Médio. Primeiro, mediu
a distância entre as temperaturas e observou h = 10 cm.
Em seguida, colocou o termômetro embaixo do braço do
filho, esperou o equilíbrio térmico e, com uma régua,
mediu a altura da coluna de mercúrio a partir da
temperatura de 35 ºC, ao que encontrou h = 5 cm.
Em que localidades e continentes foram registradas as
temperaturas extremas do planeta? Quais foram esses
valores?
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (AED-SP)
Com base no texto, por que os povos do deserto usam
roupa de lã branca?
___________________________________________________
___________________________________________________
.4. (AFA-SP)
Assinale a alternativa que define corretamente calor.
Com base no texto, assinale a alternativa correta.
(A) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um
sistema.
(B) É uma forma de energia contida no sistema.
(C) É uma energia em trânsito, de um sistema a outro,
devido à diferença de temperatura entre eles.
(D) É uma forma de energia superabundante nos corpos
quentes.
(E) É uma forma de energia em trânsito do corpo mais
frio para o corpo mais quente.
(A) Pedrinho estava com febre, pois sua temperatura era
de 38,5 ºC.
(B) Pedrinho não estava com febre, pois sua
temperatura era de 36,5 ºC.
(C) Uma variação de 0,7 ºC corresponde a um
deslocamento de 0,1 cm na coluna de mercúrio.
(D) Se a altura da coluna de mercúrio fosse h = 2 cm, a
temperatura correspondente seria de 34 ºC.
(E) Não é possível estabelecer uma relação entre a
altura da coluna de mercúrio com a escala
termométrica.
.5. (INEP-MEC)
Ainda existe um lugar na Terra onde o homem jamais
pisou. Ele se chama Ridge A (“cordilheira A”, em inglês),
fica a 4 mil metros de altitude – 30% mais alto que a
cidade de La Paz, na Bolívia – e está a 600 quilômetros
do Polo Sul. Mas a principal característica desse lugar,
que acaba de ser revelado por imagens de satélite, é
outra: Ridge A é o ponto mais frio da face da Terra, com
temperatura média de 70 graus Celsius negativos. Até
então, acreditava-se que o lugar mais frio do mundo
fosse o lago Vostok, na Antártida, que chegou a registrar
90 graus Celsius negativos. Mas isso foi uma exceção.
“Na média, Ridge A é muito mais frio do que o lago
Vostok ou qualquer outro lugar conhecido”, afirma Will
Saunders, astrônomo da Universidade de New South
Wales e descobridor do lugar.
.7. (INEP-MEC)
O gráfico abaixo mostra como estão relacionadas as
escalas termométricas Celsius e Fahrenheit.
No inverno, a temperatura na cidade de Nova York chega
a atingir o valor de 10,4 ºF. Na escala Celsius, esse valor
corresponde a
Superinteressante. Edição 271, p. 32, nov. 2009 (adaptado).
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Diferentemente de nós, que usamos a escala de
temperatura Celsius, os americanos utilizam a escala de
temperatura Fahrenheit. Se o texto acima fosse dirigido a
estudantes americanos, como seria expressa a
temperatura de – 70 ºC?
61
– 12,0.
– 13,6.
– 38,9.
– 42,0.
– 43,5.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio
CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.8. (INEP-MEC)
Considerando a figura como referência, analise as
proposições que a seguem:
Apenas as proposições I e II são verdadeiras.
Apenas a proposição I é verdadeira.
Apenas a proposição III é verdadeira.
Apenas as proposições II e III são verdadeiras.
Apenas a proposição II é verdadeira.
.9. (FCMSC-SP)
Em certos dias, verifica-se o fenômeno da inversão
térmica, que causa um aumento da poluição do ar, pelo
fato de a atmosfera apresentar maior estabilidade. Essa
ocorrência é devido ao seguinte fato:
(A) a temperatura das camadas inferiores do ar
atmosférico permanece superior à das camadas
superiores.
(B) a convecção força as camadas carregadas de
poluentes a circular.
(C) a temperatura do ar se uniformiza.
(D) a condutibilidade térmica do ar diminui.
(E) as camadas superiores do ar atmosférico têm
temperatura superior à das camadas inferiores.
.10. (UFSCar-SP)
Um grupo de amigos compra barras de gelo para um
churrasco, num dia de calor. Como as barras chegam
com algumas horas de antecedência, alguém sugere que
sejam envolvidas num grosso cobertor para evitar que
derretam demais. Essa sugestão:
(A) é absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo,
derretendo-o ainda mais depressa.
(B) é absurda, porque o cobertor facilita a troca de calor
entre o ambiente e o gelo, fazendo com que ele
derreta ainda mais depressa.
(C) é inócua, pois o cobertor não fornece nem absorve
calor ao gelo, não alterando a rapidez com que o
gelo derrete.
(D) faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de calor
entre o ambiente e o gelo, retardando o seu
derretimento.
(E) faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de
calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu
derretimento.
O efeito estufa é um fenômeno causado por gases
(principalmente gás carbônico, clorofluorcarboneto,
metano e óxido nitroso) que estão presentes na
atmosfera desde a formação da Terra, há cerca de 4
bilhões de anos. São eles os responsáveis por absorver
a radiação infravermelha vinda da Terra e permitir que a
temperatura na superfície fique na média de 15 ºC (veja
o infográfico acima). Sem esses gases, a vida só seria
viável para micróbios em regiões aquecidas por fontes
geotermais.
.11. (UERJ)
Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em
média, 8,0 litros de ar a 20 ºC, expelindo-os a 37 ºC.
Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam,
respectivamente, iguais a 0,24 cal g–1 ºC–1 e 1,2 g L–1.
Nessas condições, a energia mínima, em quilocalorias,
gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar,
durante 24 horas, é aproximadamente igual a:
Nova Escola, edição 224, ago. 2009 (adaptado).
I.
O calor vindo do Sol chega à Terra pelo
processo de condução.
II.
O calor que é emitido pela Terra se propaga pela
atmosfera pelos processos de convecção e
radiação.
III.
A radiação infravermelha é mais energética que
a radiação visível.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Considerando as proposições apresentadas, assinale a
alternativa correta.
62
15,4.
35,6.
56,4.
75,5.
80,5.
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.12. (PUC-SP)
Leia a tirinha a seguir:
Em condições de funcionamento estáveis, e supondo que
o sistema seja bem isolado termicamente, pode-se
afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T,
que monitora a temperatura do leite na saída de B, é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
20 ºC.
25 ºC.
60 ºC.
65 ºC.
75 ºC.
********** ATIVIDADES 2 **********
C6
H20
.14. (ENEM-MEC)
Bill Watterson (Calvin e Haroldo).
Com relação ao funcionamento de uma bicicleta de
marchas, onde cada marcha é uma combinação de uma
das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras, são
formuladas as seguintes afirmativas:
A situação descrita acima se passa
(A) de manhã, e o calor específico da areia é maior que
o da água.
(B) à tarde, e o calor específico da areia é maior que o
da água.
(C) de manhã, e o calor específico da areia é menor.
(D) à tarde, e o calor específico da areia é menor que o
da água.
(E) ao meio-dia, e o calor específico da areia é igual ao
da água.
I.
numa bicicleta que tenha duas coroas dianteiras
e cinco traseiras, temos um total de dez marchas
possíveis onde cada marcha representa a
associação de uma das coroas dianteiras com
uma das traseiras.
II.
em alta velocidade, convém acionar a coroa
dianteira de maior raio com a coroa traseira de
maior raio também.
III.
em uma subida íngreme, convém acionar a
coroa dianteira de menor raio e a coroa traseira
de maior raio.
.13. (FUVEST-SP, adaptada)
O processo de pasteurização do leite consiste em
aquecê-lo a altas temperaturas e resfriá-lo em seguida.
Para isso, ele percorre três etapas:
I.
O leite entra no sistema (através de A), a 5 ºC,
sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo
leite que já foi pasteurizado e está saindo do
sistema.
II.
Em seguida, completa-se o aquecimento do
leite, através da resistência R, até que ele atinja
80 ºC. Com essa temperatura, o leite retorna a
B.
III.
Novamente, em B, o leite quente é resfriado pelo
leite frio que entra por A, saindo do sistema
(através de C), a 20 ºC.
Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em
situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar
intervenções científico-tecnológicas.
Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de
partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
Entre as afirmações acima, está(ão) correta(s):
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
I e III, apenas.
I, II e III.
I e II, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
________________________________________________
*Anotações*
63
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.15. (ENEM-MEC)
.17. (ENEM-MEC)
Um jovem, sentado no banco da frente de um carro,
percebe que, durante uma subida, a velocidade, dada
pelo velocímetro, diminui de 120 km/h para 102 km/h,
mesmo o carro estando acelerado ao máximo. Chegando
em casa, estudando para a prova de Física, o jovem
lembra-se do movimento do carro durante a subida e
resolve determinar a força resultante sobre o carro
durante a subida. Considerando que a massa total do
carro era de 1.200 kg e que a subida durou 20 s, assinale
a alternativa correta.
Colocar uma panela com água para ferver em um fogão
é uma tarefa diária para quem cozinha. Entretanto,
poucos se dão conta de que se pode economizar uma
fração apreciável de gás, energia elétrica ou lenha –
dependendo do tipo de fogão –, se a panela permanecer
tampada até a fervura. Essa economia provém
(A) A força resultante média tinha intensidade de 300 N,
paralela ao plano da subida e com sentido para cima.
(B) A força resultante média tinha intensidade de 1.080
N, paralela ao plano da subida e com sentido para
cima.
(C) A força resultante média tinha intensidade de 300 N,
paralela ao plano da subida e com sentido para
baixo.
(D) A força resultante média tinha intensidade de 1.080
N, paralela ao plano da subida e com sentido para
baixo.
(E) A força resultante média tinha intensidade de 690 N,
paralela ao plano da subida e com sentido para cima.
.18. (ENEM-MEC)
H21
(A) da melhor distribuição do calor ao redor da panela.
(B) da redução do movimento de convecção da água no
interior da panela.
(C) da energia que deixa de ser perdida para o ar com a
evaporação da água.
(D) do aumento da capacidade de condução do calor
quando se tampa a panela.
(E) do equilíbrio térmico entre a panela e o fogão.
Suponha que uma indústria de panelas disponha de três
materiais, X, Y e Z, para utilizar na fabricação de
panelas. Os valores de condutividade térmica desses
materiais estão apresentados na tabela. Valores baixos
de condutividade técnica indicam bons isolantes.
Material
industrializado
X
Y
Z
Condutividade térmica
(kcalº C.m.s.)
7 x 10–2
1 x 10–3
9 x 10–6
Para produzir uma panela com cabo, a indústria deve
utilizar
Utilizar leis físicas e/ou químicas para interpretar
processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto
da termodinâmica e/ou do eletromagnetismo.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.16. (ENEM-MEC)
Leia o anúncio.
“A nossa empresa usa alta tecnologia para produzir
panelas de aço inox com fundo triplo. São duas camadas
de aço inox envolvendo uma camada de alumínio. Dessa
forma o calor da chama se distribui por igual, deixando os
alimentos muito mais macios e saborosos. Além disso, a
comida cozinha muito mais rápido, o que acaba gerando
economia para você.”
Z para a panela e Y para o cabo.
X para a panela e Z para o cabo.
Y para a panela e X para o cabo.
X para a panela e Y para o cabo.
Z para a panela e X para o cabo.
________________________________________________
*Anotações*
Podemos afirmar que o fundo triplo tem o efeito de
(A) levar o calor para as bordas, pois o alumínio tem
uma condutividade melhor que o aço.
(B) aumentar a temperatura do alimento acima do ponto
de ebulição, gerando economia de gás.
(C) tornar os alimentos mais saborosos porque o
cozimento ocorre mais rápido no centro.
(D) aumentar a espessura do fundo para distribuir
melhor o calor. O alumínio é usado por economia de
material.
(E) aumentar o gasto de gás, mas diminuir o tempo de
cozimento.
64
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CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________
submetida, ela pode mudar de fase. No diagrama a
seguir, você pode conferir as mudanças de fase
possíveis de uma substância. Veja que elas podem
passar de uma fase a outra quando sofrem variações de
temperatura e pressão.
*MÓDULO 4*
Termodinâmica – Calor e movimento
Tudo se transforma
Desde cedo, aprendemos quais são os três estados
da matéria – o sólido, o líquido e o gasoso –, também
chamados de fase sólida, fase líquida e fase gasosa. O
plasma, conhecido como o quarto estado da matéria, é
pouco estudado porque não é encontrado naturalmente
na Terra. Considerando os três estados mais comuns, é
importante saber que algumas substâncias podem mudar
de fase quando submetidas a uma mudança de
temperatura. A água, por exemplo, pode congelar se
reduzirmos demais a temperatura, ou tornar-se um gás
se elevarmos a temperatura. Variações de pressão
também podem mudar o estado físico dos materiais.
Para entender a mudança de fase dos materiais, é
importante antes saber como seus átomos e moléculas
se organizam. Na fase sólida, as moléculas estão
distribuídas regularmente, num arranjo chamado de
cristalino. Os sólidos têm forma e volume bem definidos e
suas forças de coesão são intensas. Na fase líquida, os
átomos se apresentam mais afastados uns dos outros do
que na fase sólida e seus movimentos de vibração se
fazem mais livremente. Isso explica por que eles escoam
com certa facilidade e se moldam à forma do recipiente
onde são colocados. Na fase gasosa, por fim, as
substâncias não apresentam nem forma nem volume
definidos. As forças que mantêm as moléculas unidas
são extremamente fracas, o que lhes dá grande liberdade
de movimento.
EDITORA MOL
 O sistema mostra as mudanças de estado físico de uma matéria
Fusão é a passagem de sólido para líquido, enquanto
solidificação é a passagem de líquido para sólido (o que
ocorre com a água quando congela e vira gelo).
Vaporização é a passagem do estado líquido para o
gasoso, ao passo que condensação é o caminho
contrário – a passagem do gasoso para o líquido.
Chama-se liquefação a mudança do estado gasoso para
o líquido quando a mudança ocorre por meio do aumento
da pressão.
A passagem direta de sólido para gás, sem passar
antes pelo estado líquido, é chamada de sublimação. A
transformação inversa (de gás para sólido) também é
denominada sublimação ou cristalização.
As mudanças climáticas, estudadas no módulo
anterior, podem ser um exemplo de sistema de
transformação de estado físico. Com o aumento das
temperaturas do planeta, as sólidas calotas polares
tenderiam ao derretimento, passando para o estado
líquido e, dessa forma, contribuiriam com o volume de
água dos oceanos. Imagine o que aconteceria se os 38
milhões de quilômetros cúbicos de gelo existentes na
Terra se transformassem em 34 milhões de quilômetros
cúbicos de água.

Diagrama de fases: por meio dele, é possível saber
em que estado se encontra a substância. Para isso,
basta localizar no diagrama o ponto equivalente ao
par de valores P e T (pressão e temperatura,
respectivamente).

A equação de estado de um gás ideal descreve a
relação entre pressão, temperatura, volume e
quantidade (em mols) de um gás ideal e é dada por
P V = n R T, em que P é pressão, V o volume do
gás, n a quantidade em mols, R a constante
universal dos gases perfeitos e T a temperatura em
kelvin.

Temperatura crítica é aquela acima da qual a
substância pode existir apenas na forma de gás.
Acima dessa temperatura, a substância gasosa não
pode ser liquefeita por compressão isotérmica.
EDITORA MOL
 Organização da estrutura interna de uma matéria nos estados
sólido, líquido e gasoso
As três ilustrações acima mostram os modelos de
estrutura interna de uma substância sólida, líquida e
gasosa. Repare na organização das moléculas em cada
esquema.
Como foi dito no início deste texto, dependendo da
pressão e da temperatura às quais uma substância está
65
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CNF  Física 
CNF  Física 
_________________________________________________________________________________________________________________________


Gás é a denominação para substâncias que se
encontram no estado gasoso e cuja temperatura é
superior à temperatura crítica; caso a temperatura da
substância seja inferior à sua temperatura crítica, ela
passa a ser chamada de vapor.
********** ATIVIDADES 1 **********
Texto para as questões de 1 a 3.
De encher os olhos
Lei Geral dos Gases: nas transformações gerais,
sem variação do número de mols do gás, e com
variação de pressão, temperatura e volume, é válida
a Lei Geral dos Gases: P V/T = constante, ou Pinicial
Vinicial / Tinicial = Pfinal Vfinal / Tfinal.

1.ª Lei da Termodinâmica: também conhecida como
Princípio da Conservação de Energia, estabelece
uma equivalência entre trabalho e calor. Seu
enunciado é o seguinte: a variação de energia
interna ( U) de um sistema é igual à diferença entre
o calor (Q) trocado com o meio externo e o trabalho
( ) por ele utilizado durante a transformação. A
fórmula matemática da 1.ª Lei da Termodinâmica é
dada por U = Q – .

2.ª Lei da Termodinâmica: afirma que não é possível
construir uma máquina térmica que, ao operar em
ciclo, converta em trabalho todo o calor que for
fornecido a ela por uma fonte quente. Uma parte do
calor será rejeitada e absorvida por uma fonte fria.

O inventor escocês James Watt criou, por volta de
1770, uma das máquinas térmicas mais eficientes
inventadas até então. A partir dela, vários modelos
mais avançados foram construídos. É considerada
um dos principais fatores que levaram à Revolução
Industrial, no século XVIII.

O funcionamento da máquina a vapor de Watt
depende da existência de uma fonte quente (ou
térmica), que injeta calor no sistema. O calor gerado
(Q1) é utilizado para realizar um trabalho ( ) qualquer
(como colocar uma turbina em funcionamento ou
mover um pistão). Parte desse calor (Q2) é rejeitada
e segue para uma fonte fria.

O rendimento ( ) de uma máquina térmica é dado
pela relação entre o trabalho ( ) que ela realiza em
cada ciclo e o calor (Q1) absorvido durante o ciclo.
Logo, = /Q1. Quanto maior for o trabalho realizado
por uma máquina, melhor será o seu rendimento.

O ciclo de Carnot é um dos ciclos térmicos mais
eficientes. Idealizado pelo engenheiro francês Sadi
Carnot, baseia-se em duas transformações
isotérmicas alternadas com duas transformações
adiabáticas. O rendimento das máquinas de Carnot
pode ser calculado pela fórmula = 1 – T2/T1, em
que T1 e T2 são as temperaturas em kelvin da fonte
quente e da fonte fria.

Eficiência do refrigerador: essa importante grandeza
física da área da termodinâmica pode ser medida
pela fórmula = Q2/ . Como Q1 = + Q2, temos que
= Q1 – Q2. Logo,
= Q2/(Q1 – Q2). Caso um
refrigerador funcione baseado no ciclo de Carnot,
sua eficiência será expressa por = T2/(T1 – T2).
Luzes fantasmagóricas colorem o céu
durante as auroras polares
Um dos espetáculos naturais mais belos do nosso
planeta são as auroras polares, um fenômeno luminoso
gerado nas camadas mais elevadas da atmosfera (400 a
800 quilômetros de altura) e observado com maior
frequência nas regiões próximas aos polos do planeta.
No Polo Norte, chama-se aurora boreal; no Sul, austral.
O “show” também acontece em outros planetas do
Sistema Solar.
Essas auroras ocorrem quando nosso planeta é
atingido por ventos solares, um fluxo rarefeito de plasma
quente (gás de elétrons livres e cátions), emitidos pelo
Sol em todas as direções. Ao alcançarem a atmosfera,
essas partículas elétricas se chocam com os átomos de
oxigênio e nitrogênio – num processo semelhante à
ionização (eletrificação) de gases que faz acender o tubo
de uma lâmpada fluorescente. Esses choques produzem
radiação em diversos comprimentos de onda, criando
assim as cores características da aurora.
“Enquanto a luz emitida pelo nitrogênio tem um tom
avermelhado, a do oxigênio produz um tom esverdeado
ou próximo do vermelho”, afirma Augusto José Pereira
Filho, do Instituto Astronômico e Geofísico da USP. “O
campo magnético da Terra nos protege dessas partículas
emitidas pelo Sol, que viajam a 400 km/s.
Um elemento essencial para a existência das auroras
polares é o plasma, o tal gás ionizado constituído de
elétrons livres, íons e átomos neutros. Descoberto
apenas no século passado, o plasma, para a Física, é o
quarto estado (ou fase) da matéria. Embora não seja
encontrado naturalmente em nosso planeta, o plasma
representa 99,99% da matéria visível do universo. Uma
de suas características mais importantes é a tendência
que esse estado tem de permanecer eletricamente
neutro, equilibrando sua carga elétrica negativa e positiva
em cada porção de volume de matéria. Nos últimos anos,
o termo ganhou popularidade por causa das TVs de
plasma. A grande inovação desse tipo de aparelho está
na maneira como os pixels, pequenos pontos luminosos,
formam a imagem na tela. Embora o plasma seja
desconhecido de muita gente, não há quem não tenha
ouvido falar dos demais estados da matéria. O curioso é
que muitas substâncias, como a água, podem ser
encontradas nos estados sólido, líquido e gasoso num
mesmo ambiente.
Mundo Estranho, ago. 2001 (adaptado).
66
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CNF  Física 
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.1. (AED-SP)
.6. (INEP-MEC)
Com base nas informações contidas no texto, explique
quais são os estados conhecidos da matéria.
Quando uma pessoa cozinha um ovo numa vasilha com
água, pode diminuir a intensidade da chama do fogo que
aquece a vasilha tão logo a água começa a ferver.
Baseando-se na Física, assinale a alternativa que explica
por que a pessoa pode diminuir a intensidade da chama
e ainda assim a água continua a ferver.
___________________________________________________
___________________________________________________
.2. (AED-SP)
O que é plasma e em que proporção ele é encontrado no
universo?
(A) Durante a mudança de estado, a quantidade de calor
cedida para a água diminui e sua temperatura
aumenta.
(B) Durante a mudança de estado, a quantidade de calor
cedida para a água e sua temperatura diminuem.
(C) Apesar de o calor estar sendo cedido mais
lentamente, na mudança de estado, enquanto houver
água em estado líquido na vasilha, sua temperatura
não varia.
(D) O calor é cedido mais lentamente para a água,
aumentando a temperatura de mudança de estado
da água.
(E) O calor é cedido mais lentamente para a água,
diminuindo a temperatura de mudança de estado da
água.
___________________________________________________
___________________________________________________
.3. (AED-SP)
Uma mesma substância pode ser encontrada ao mesmo
tempo em mais de um estado? Exemplifique.
___________________________________________________
___________________________________________________
.4. (ENEM-MEC)
Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem
vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não
esmaltada) para conservar água a uma temperatura
menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque:
.7. (INEP-MEC)
(A) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a
sempre a uma temperatura menor que a dele, como
se fosse isopor.
(B) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua
composição química. Na reação, a água perde calor.
(C) o barro é poroso, permitindo que a água passe
através dele. Parte dessa água evapora, tomando
calor da moringa e do restante da água, que são
assim resfriadas.
(D) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite
na parte de fora da moringa. A água de fora sempre
está a uma temperatura maior que a de dentro.
(E) a moringa é uma espécie de geladeira natural,
liberando substâncias higroscópicas que diminuem
naturalmente a temperatura da água.
No atendimento médico de um jogador, é colocado éter
no local machucado, para provocar uma redução da
temperatura. Considerando esse fato, analise as
afirmações:
I.
Parte da energia usada na evaporação do éter
vem do lugar machucado.
II.
De um modo geral, a evaporação ocorre a
qualquer temperatura.
III.
A redução da temperatura no local machucado
independe da quantidade de éter colocado.
Está(ão) corretas(s)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.5. (INEP-MEC)
Quando se retira uma garrafa de vidro com água de uma
geladeira, depois de ela ter ficado lá por algum tempo,
veem-se gotas d’água se formando na superfície externa
da garrafa. Isso acontece devido, principalmente, à:
(A) condensação do vapor de água dissolvido no ar ao
encontrar uma superfície à temperatura mais baixa.
(B) diferença de pressão, que é maior no interior da
garrafa e que empurra a água para seu exterior.
(C) porosidade do vidro, que permite a passagem de
água do interior da garrafa para sua superfície
externa.
(D) diferença de densidade entre a água no interior da
garrafa e a água dissolvida no ar, que é provocada
pela diferença de temperaturas.
(E) condução de calor através do vidro, facilitada por sua
porosidade.
apenas I.
apenas II.
apenas III.
apenas I e II.
apenas II e III.
.8. (FUVEST-SP)
Duas vasilhas abertas contendo água são mantidas em
cidades A e B, à mesma temperatura. Sabe-se que em A
a água está fervendo, mas em B a água não está
fervendo. Pode-se afirmar que:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
67
é impossível o fenômeno descrito.
a altitude de A é maior que a de B.
a altitude de B é maior que a de A.
a temperatura ambiente em A é maior que em B.
a temperatura ambiente em B é menor que em A.
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_________________________________________________________________________________________________________________________

a temperaturas muito baixas, a água está sempre na
fase sólida;
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)

aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão

.9. (UFMG)
Considere estas informações:
da água diminui.
Assinale a alternativa em que o diagrama de fases
pressão versus temperatura para a água está de acordo
com essas informações.
35% de P0.
50% de P0.
67% de P0.
85% de P0.
95% de P0.
Considere que todo o ar no interior do freezer, no
instante em que a porta é fechada, está à temperatura
do ambiente.
.11. (UNICAMP-SP)
Uma erupção vulcânica pode ser entendida como
resultante da ascensão do magma que contém gases
dissolvidos, a pressões e temperaturas elevadas. Essa
mistura apresenta aspectos diferentes ao longo do
percurso, podendo ser esquematicamente representada
pela figura a seguir, onde a coloração escura indica o
magma e os discos de coloração clara indicam o gás.
(A)
(B)
Figura de vulcão fora de escala
Segundo essa figura, pode-se depreender que
(C)
(A) as explosões nas erupções vulcânicas se devem, na
realidade, à expansão de bolhas de gás.
(B) a expansão dos gases próximos à superfície se deve
à diminuição da temperatura do magma.
(C) a ascensão do magma é facilitada pelo aumento da
pressão sobre o gás, o que dificulta a expansão das
bolhas.
(D) a densidade aparente do magma próximo à cratera
do vulcão é maior que nas regiões mais profundas
do vulcão, o que facilita sua subida.
(D)
.12. (UNIFESP)
O diagrama PV da figura mostra a transição de um
sistema termodinâmico de um estado inicial A para o
estado final B, segundo três caminhos possíveis. O
caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a
expressão correspondente são, respectivamente:
.10. (FUVEST-SP)
Em um freezer, muitas vezes, é difícil repetir a abertura
da porta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à
diminuição da pressão interna. Essa diminuição ocorre
porque o ar que entra, à temperatura ambiente, é
rapidamente resfriado até a temperatura de operação,
em torno de –18 ºC. Considerando um freezer doméstico,
de 280 L, bem vedado, em um ambiente a 27 ºC e
pressão atmosférica P0, a pressão interna poderia atingir
o valor mínimo de:
68
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_________________________________________________________________________________________________________________________
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
A  C  B e P1(V2 – V1).
A  D  B e P2(V2 – V1).
A  B e (P1 + P2) (V2 – V1)/2.
A  B e (P1 – P2) (V2 – V1)/2.
A  D  B e (P1 + P2) (V2 – V1)/2.
temperatura T é medida em kelvin e a energia U em
joule. Pode-se afirmar que, nessa transformação, a
variação de temperatura de um mol desse gás, em
kelvin, foi de:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
.13. (INEP-MEC)
A figura a seguir ilustra um processo termodinâmico em
um gás. Sabendo que durante o processo ABC a
variação da energia interna do gás foi igual a U e que o
trabalho realizado pelo gás no processo BC foi igual a W,
então a quantidade de calor transferida ao gás no
processo ABC foi:
(A)
(B)
(C)
(D)
50.
– 60.
– 80.
100.
90.
.16. (ENEM-MEC)
A passagem de uma quantidade adequada de corrente
elétrica pelo filamento de uma lâmpada deixa-o
incandescente, produzindo luz. O gráfico abaixo mostra
como a intensidade da luz emitida pela lâmpada está
distribuída no espectro eletromagnético, estendendo-se
desde a região do ultravioleta (UV) até a região do
infravermelho.
U + VA (PA – PC) + W.
U + PA (VB – VA) – W.
U + VC (PA – PC) + W.
U + PA (VB – VA) + W.
.14. (UFU-MG)
Um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao
abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa
rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é
muito rápido, podemos considerá-lo um processo
adiabático.
A eficiência luminosa de uma lâmpada pode ser definida
como a razão entre a quantidade de energia emitida na
forma de luz visível e a quantidade total de energia gasta
para o seu funcionamento. Admitindo-se que essas duas
quantidades possam ser estimadas, respectivamente,
pela área abaixo da parte da curva correspondente à
faixa de luz visível e pela área abaixo de toda a curva, a
eficiência
luminosa
dessa
lâmpada
seria
de
aproximadamente
Considerando que a Primeira Lei da Termodinâmica é
dada por U = Q – W, em que U é a variação da
energia interna do gás, Q é a energia transferida na
forma de calor e W é o trabalho realizado pelo gás, é
correto afirmar que:
(A) A pressão do gás aumentou e a temperatura
diminuiu.
(B) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a
temperatura do gás não variou.
(C) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a
temperatura do gás diminuiu.
(D) A pressão do gás aumentou e o trabalho realizado foi
negativo.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
10%.
15%.
25%.
50%.
75%.
________________________________________________
*Anotações*
.15. (INEP-MEC)
Um recipiente contendo um certo gás tem seu volume
aumentado graças ao trabalho de 1.664 J realizado pelo
gás. Nesse processo, não houve troca de calor entre o
gás, as paredes e o meio exterior. Considerando que o
gás seja ideal, a energia de 1 mol desse gás e a sua
temperatura equivalem a U = 20,8T, em que a
69
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.17. (INEP-MEC)
********** ATIVIDADES 2 **********
Uma das grandes contribuições para a ciência do século
XIX foi a introdução, por Sadi Carnot, em 1824, de uma
lei para o rendimento das máquinas térmicas, que veio a
se transformar na lei que conhecemos hoje como
Segunda Lei da Termodinâmica. Na sua versão original,
a afirmação de Carnot era: todas as máquinas térmicas
reversíveis ideais, operando entre duas temperaturas,
uma maior e outra menor, têm a mesma eficiência, e
nenhuma máquina operando entre essas temperaturas
pode ter eficiência maior do que uma máquina térmica
reversível ideal.
C6
H22
Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em
situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar
intervenções científico-tecnológicas.
Compreender fenômenos decorrentes da interação entre
a radiação e a matéria em suas manifestações em
processos naturais ou tecnológicos, ou em suas
implicações biológicas, sociais, econômicas ou
ambientais.
.19. (ENEM-MEC)
Até 30 anos atrás, eram os dentistas que seguravam o
filme de raios X para tirar as radiografias dos dentes de
seus pacientes. Hoje em dia, a Organização Mundial de
Saúde recomenda que o próprio paciente segure o filme
para o exame.
Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, é
correto afirmar:
(A) A afirmação, como formulada originalmente, vale
somente para máquinas a vapor, que eram as únicas
que existiam na época de Carnot.
(B) A afirmação de Carnot introduziu a ideia de Ciclo de
Carnot, que é o ciclo em que operam, ainda hoje,
nossas máquinas térmicas.
(C) A afirmação de Carnot sobre máquinas térmicas
pode ser encarada como outra maneira de dizer que
há limites para a possibilidade de aprimoramento
técnico, sendo impossível obter uma máquina com
rendimento maior do que a de uma máquina térmica
ideal.
(D) A afirmação de Carnot introduziu a ideia de Ciclo de
Carnot, que veio a ser o ciclo em que operam, ainda
hoje, nossos motores elétricos.
(E) Carnot viveu em uma época em que o progresso
técnico era muito lento, e sua afirmação é hoje
desprovida de sentido, pois o progresso técnico é
ilimitado.
A razão para esta mudança é que a exposição repetida
aos raios X aumentava o risco
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
de o dentista ser contagiado pelo paciente.
de o paciente ser contagiado pelo dentista.
de surgimento de câncer nos dentistas.
de surgimento de câncer nos pacientes.
de contaminação ambiental.
.20. (ENEM-MEC)
Um poeta habitante da cidade de Poços de Caldas – MG
assim externou o que estava acontecendo em sua
cidade:
Hoje, o planalto de Poços de Caldas não
serve mais. Minério acabou.
Só mancha, “nunclemais”.
Mas estão “tapando os buracos”, trazendo para
cá “Torta II”1,
.18. (UFSM-RS)
aquele lixo do vizinho que você não gostaria
Um condicionador de ar, funcionando no verão, durante
certo intervalo de tempo, consome 1.600 cal de energia
elétrica, retira certa quantidade de energia do ambiente
que está sendo climatizado e rejeita 2.400 cal para o
exterior. A eficiência desse condicionador de ar é
de ver jogado no quintal da sua casa.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Sentimentos mil: do povo, do poeta e do Brasil.
Hugo Pontes. In: M. E. M. Helene. A radioatividade e
o lixo nuclear. São Paulo: Scipione, 2002, p. 4.
0,33.
0,50.
0,63.
1,50.
2,00.
1Torta
II – lixo radioativo de aspecto pastoso.
A indignação que o poeta expressa no verso
“Sentimentos mil: do povo, do poeta e do Brasil” está
relacionada com
________________________________________________
(A) a extinção do minério decorrente das medidas
adotadas pela metrópole portuguesa para explorar
as riquezas minerais, especialmente em Minas
Gerais.
(B) a decisão tomada pelo governo brasileiro de receber
o lixo tóxico oriundo de países do Cone Sul, o que
caracteriza o chamado comércio internacional do
lixo.
*Anotações*
70
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
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_________________________________________________________________________________________________________________________
(C) a atitude de moradores que residem em casas
próximas umas das outras, quando um deles joga
lixo no quintal do vizinho.
(D) as
chamadas
operações
tapa-buracos,
desencadeadas com o objetivo de resolver
problemas de manutenção das estradas que ligam
as cidades mineiras.
(E) os problemas ambientais que podem ser causados
quando se escolhe um local para enterrar ou
depositar lixo tóxico.
H23
.23. (ENEM-MEC)
A eficiência de uma usina hidrelétrica é definida como o
produto entre as eficiências das turbinas e do gerador.
Aproveitando o desnível de 50 m de um rio, planeja-se
construir uma usina hidrelétrica que produza uma
potência de 100 MW. Se as eficiências das turbinas
hidráulicas e do gerador elétrico são, respectivamente,
95% e 90%, e considerando a aceleração da gravidade
igual a 10 m/s2, qual deve ser, aproximadamente, a
vazão, em kg/s, de água necessária para produzir aquela
potência?
Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação
de energia em ambientes específicos, considerando
implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
(A) 1,2 105.
(B) 2,3 105.
(C) 3,0 105.
.21. (ENEM-MEC)
(D) 4,5 105.
(E) 6,8 105.
O motor elétrico de um elevador de automóvel foi
dimensionado para ser capaz de levantar um carro em
40 s. Se quiséssemos levantar o carro em 20 s, seria
suficiente um motor com
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
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*Anotações*
a metade da potência do anterior.
a mesma potência do anterior.
o dobro da potência do anterior.
o triplo da potência do anterior.
o quádruplo da potência do anterior.
.22. (ENEM-MEC)
... outra revolução poderá ser deflagrada por uma
tecnologia automotiva: a propulsão alimentada pelo
hidrogênio, em vez de petróleo. Trata-se das células de
combustível que convertem o gás hidrogênio em
eletricidade num processo limpo, viabilizando veículos
não poluidores movidos a motores elétricos...
O veículo a células de combustível de hidrogênio é
quase duas vezes tão eficiente quanto um motor de
combustão interna e, portanto, ele necessitará de apenas
metade da energia do combustível.
Scientific American Brasil, n.º 6, nov. 2002, p. 82-85.
Um veículo com motor de combustão interna tem
eficiência de 25% e massa de 800 kg. Se esse mesmo
veículo fosse movido a células de combustível de
hidrogênio, qual seria a energia consumida por ele para,
partindo do repouso, atingir velocidade de 30 m/s?
Dado: Energia cinética:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
720 kJ.
180 kJ.
360 kJ.
1.440 kJ.
90 kJ.
71
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