CENTRO EDUCACIONAL SIGMA ::
2ªsérie
FÍSICA
2.2
INFORMAÇÕES
Considere, se necessário, os seguintes arredondamentos:
calor específico sensível da água = 1,0 cal/(g.°C);
calor específico latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g;
calor específico latente de vaporização da água = 540,0 cal/g;
densidade da água = 1,0 kg/L;
calor específico sensível do gelo = 0,5 cal/(g.°C);
sen 45º = cos 45º =
2
; sen 15º = 0,25.
2
QUESTÃO 1
Uma fonte térmica fornece 55 cal/s com potência constante.
Um corpo de massa 100 g absorve totalmente a energia
proveniente da fonte e tem temperatura variando em função
do tempo, conforme o gráfico.
θ (°C)
2º período
QUESTÃO 3
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem em
seu interior uma amostra de 200 g de gelo a –20 °C. É então
introduzido em seu interior vapor de água a 100 °C, até que a
temperatura do sistema se equilibre em 60 °C. Calcule, em
gramas, a massa de água existente no equilíbrio térmico do
sistema.
QUESTÃO 4
A partir do citado em cada situação abaixo, escreva qual o
processo de propagação de calor que melhor lhe representa.
I. Um ambiente deve ser resfriado pela parte superior
pois o fluido frio é mais denso e tende a descer.
II. Nas garrafas térmicas o vidro espelhado serve para
refletir o calor radiante, reduzindo as trocas de calor.
III. O aquecimento dos cabos metálicos das panelas.
IV. A subida da fumaça por uma chaminé.
V. O aquecimento da superfície da Terra pelo Sol.
QUESTÃO 5
45
20
0
10
t(s)
Determine:
(A) a capacidade térmica desse corpo;
(B) o calor específico do material que constitui o corpo.
QUESTÃO 2
O calor de combustão de um certo combustível pode ser
definido como a energia liberada pela queima de uma
unidade de massa deste combustível. O GLP, gás utilizado
em nossas residências, tem calor de combustão de
600 kcal/kg.
O professor Alvir deseja, utilizando 13 kg deste combustível,
esquentar uma certa quantidade de água da temperatura de
20 °C até a temperatura de 100 °C, sem que ocorra mudança
de fase. Calcule, em litros, a quantidade de água que o
professor Alvir pode esquentar, utilizando esta quantidade de
combustível. Considere que toda a energia liberada pela
queima do combustível é utilizada para aquecer a água e que
o calor específico da água seja igual a 1,0 cal/g·°C.
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Uma barra de prata em forma de prisma de base retangular
tem secção transversal regular de 1 cm² e 50 cm de
comprimento. Uma de suas extremidades está em contato
com água fervendo, sob pressão normal, e a outra é
envolvida por uma malha refrigerada por água corrente, que
nela entra a 10 °C. O coeficiente de condutibilidade térmica
da prata é 1,00 cal/(s·cm·°C). Na situação de regime estável,
(A) calcule o fluxo de calor transmitido ao longo do
comprimento da barra de prata;
(B) calcule o aumento de temperatura experimentado pela
água que passa pela malha, sabendo que em seis
minutos passam 200 g de água.
QUESTÃO 6
Um objeto linear, de altura igual a 8,0 cm, é colocado em
frente a um espelho côncavo de raio de curvatura igual a
40 cm, transversalmente ao seu eixo. A distância do objeto
ao vértice do espelho é de 100 cm. Para esse objeto,
admitindo comportamento gaussiano para o espelho,
(A) calcule, em centímetros, a distância da imagem ao
espelho;
(B) calcule o valor da ampliação linear ;
(C) caracterize, de acordo com os resultados obtidos nos
itens (A) e (B), a imagem, quanto à natureza,
orientação e tamanho relativo. É OBRIGATÓRIO
relacionar as características da imagem com os cálculos
efetuados.
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QUESTÃO 7
QUESTÃO 10
A figura a seguir representa, em escala, uma situação em que
um feixe de luz laser que se propaga inicialmente no ar
incide sobre a superfície de um líquido contido em um
recipiente transparente. O segmento de reta orientado 1
representa a trajetória do raio incidente e o segmento de reta
orientado 2 representa a trajetória do raio refratado.
Um feixe de luz monocromática que se propaga no ar atinge
a superfície plana de uma placa de vidro compacta de
espessura 5,0 cm, transparente, formando com a reta normal
à superfície um ângulo de 45°. Adote o índice de refração do
vidro igual a 2 e calcule, em centímetros, o desvio lateral
sofrido pelo feixe de luz ao penetrar no dioptro plano.
1
1
1
ESPAÇO PARA RASCUNHO
Ar
2
Líquido
(A) Utilizando a figura, calcule o seno do ângulo de
refração.
::
(B) Considerando o índice de refração do ar igual a 1,
calcule o índice de refração do líquido.
QUESTÃO 8
O professor André Luiz resolveu, durante um dos feriados
prolongados, ir pescar no lago Paranoá. Após devidamente
licenciado pelos órgãos responsáveis, ele dirigiu-se ao local
de pesca e iniciou sua atividade. Após algumas horas sentado
em seu barco, percebeu que, por um descuido, havia
derrubado a sua lanterna (resistente à água) dentro do lago.
Presa entre duas pedras ao fundo do lago, com o eixo na
vertical, a lanterna emitia um feixe de luz divergente que
formava um círculo na superfície da água. Em certo instante,
o barco, de comprimento 2,5 m, cobria exatamente um
diâmetro do círculo iluminado (ver figura).
2,5 m
.
.
Ar
Água
Lanterna
Considerando o índice de refração da água do lago Paranoá
igual a 2 e o índice de refração do ar igual a 1,0, calcule,
em metros, a que profundidade se encontrava a lanterna, para
que tenha ocorrido a situação descrita acima.
QUESTÃO 9
Analise a proposição a seguir e julgue-a em certo (C) ou
errado (E). Caso a julgue correta escreva na folha de
respostas “Afirmativa correta”, caso contrário re-escreva-a
de forma a torná-la fisicamente correta.
“Só é possível ocorrer reflexão interna total da luz quando
esta passa de um meio mais refringente para um meio menos
refringente”.
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2ªsérie
2.2
FÍSICA
2º período ::
26 mai 2009
QUESTÃO 1
QUESTÃO 3
(A)
(B)
QUESTÃO 4
I. __________________
IV. __________________
II. __________________
V. __________________
III. __________________
QUESTÃO 5
(A)
QUESTÃO 2
(B)
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QUESTÃO 6
QUESTÃO 8
(A)
(B)
QUESTÃO 9
(C) Natureza: ________________________ .
Orientação
em
objeto:_____________________ .
relação
ao
Tamanho relativo: ___________________________.
QUESTÃO 7
(A)
QUESTÃO 10
(B)
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