COLÉGIO MARIA IMACULADA
Orientação de Estudos de Recuperação
Disciplina: Física - B - Professor: Fausto
2º ano do Ensino Médio
Conteúdos trabalhados:
Termodinâmica: trabalho de um gás, primeira e segunda leis da termodinâmica, máquinas térmicas
Ondulatória: definição de onda, classificação, fenômenos ondulatórios, equação fundamental, ondas
estacionárias.
Objetivos para o período:
Entender os conceitos trabalho de um gás, transformação gasosa, conservação da energia e onda;
Identificar situações em que se aplica a primeira lei da termodinâmica;
Diferenciar a primeira da segunda lei da termodinâmica;
Coletar dados em textos, gráficos e tabelas;
Diferenciar a onda estacionária da onda normal;
Orientações:
1. Leia novamente os conteúdos das aulas sobre gases, trabalho de um gás, primeira e segunda lei da
termodinâmica, rendimento e ondas, até o capitulo sobre ondas estacionárias.
2. Refaça os exercícios de aula, todas as tarefas mínimas e complementares, mais a lista de exercícios em
anexo.
3. Não copie a resolução dessa lista, pois é através desses exercícios que você saberá onde estão suas
dúvidas. As dúvidas que permanecerem deverão ser resolvidas durante a semana de preparação para a
avaliações suplementares.
4. Nas aulas durante a semana de preparação, tente chegar com dúvidas pontuais.
Lista de exercícios
1. (Upf 2012) Uma amostra de um gás ideal se expande duplicando o seu volume durante uma
transformação isobárica e adiabática. Considerando que a pressão experimentada pelo gás é 5 × 106 Pa e
seu volume inicial 2 × 10−5 m3 , podemos afirmar:
a) O calor absorvido pelo gás durante o processo é de 25 cal.
b) O trabalho efetuado pelo gás durante sua expansão é de 100 cal.
c) A variação de energia interna do gás é de –100 J.
d) A temperatura do gás se mantém constante.
e) Nenhuma das anteriores.
2. (Ufes 2012) Uma massa de 20,0 g de um gás ideal com massa molar de M=4,00 g/mol é aquecido de
sua temperatura inicial Ti= 300 K para uma temperatura final de Tf=700 K, fazendo com que seu volume
inicial aumente de Vi= 0,300 m3 para um volume final de Vf= 0,900 m3, sob uma mesma pressão externa
fixa. Sabendo que o processo foi quase-estático, determine
a) a pressão sob a qual se realiza o processo;
b) a variação da energia interna sofrida pelo gás;
c) o trabalho realizado pelo gás nessa expansão;
d) a quantidade de calor que o gás recebe durante o processo.
3. (Ufpa 2012) Um técnico de manutenção de máquinas pôs para funcionar um motor térmico que
executa 20 ciclos por segundo. Considerando-se que, em cada ciclo, o motor retira uma quantidade de
calor de 1200 J de uma fonte quente e cede 800 J a uma fonte fria, é correto afirmar que o rendimento de
cada ciclo é
a) 13,3% b) 23,3% c) 33,3% d) 43,3% e) 53,3%
4. (Udesc 2011) Um gás em uma câmara fechada passa pelo
ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da
Figura.
Determine o trabalho, em joules, realizado durante um ciclo.
5. (Unemat 2010) O gráfico abaixo mostra a variação da
energia interna de um gás ideal que sofreu uma
transformação à pressão constante de P = 120 N/m2. A
quantidade de calor recebida pelo gás durante o processo
foi de 800 joules.
Qual foi a variação de energia interna sofrida pelo gás?
6) A palavra ciclo tem vários significados na linguagem
linguagem cotidiana. Existem ciclos na economia, na
literatura, na história e, em geral, com significados amplos, pois se referem a tendências, épocas, etc. Em
termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preciso: é uma série de transformações sucessivas
sucessiv que
recolocam o sistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalho positivo ou negativo e a
troca de calor com a vizinhança. Assim, por exemplo, os motores automotivos foram bem compreendidos
a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos.
termodi
O rendimento máximo de uma máquina térmica funcionando entre
duas fontes a temperaturas T1 e T2 é dado por:
η = 1 - T2/T1.
Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três máquinas
térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas temperaturas
300K e 500K. Q e W são, respectivamente, o calor trocado e o
trabalho realizado em cada ciclo.
De acordo com a termodinâmica, é possível construir:
a) as máquinas A, B e C.
b) a máquina B apenas.
c) a máquina C apenas.
d) a máquina A apenas.
7.. A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de calor da sua fonte quente e descarrega 40 kJ de calor
na sua fonte fria. Qual é o rendimento dessa
de máquina?
8.. Um mol de gás ideal sofre a transformação Aë B ë C indicada no
diagrama pressão × volume da figura a seguir.
a) Qual é a temperatura do gás no estado A?
b) Qual é o trabalho realizado pelo gás na expansão A ë B?
c) Qual é a temperatura do gás no estado C?
Dado: R (constante dos gases) = 0,082 atm.Ø/mol K = 8,3 J/mol K
8. Transfere-se
se calor a um sistema, num total de 200 calorias. Verifica-se
Verifica se que o sistema se expande,
realizando um trabalho de 150 joules, e que sua energia interna aumenta.
a) Considerando 1 cal = 4J calcule a quantidade
quantidade de energia transferida ao sistema, em joules.
b) Utilizando a primeira lei da termodinâmica, calcule a variação de energia interna desse sistema.
9. O gás sofre a transformação AB indicada no gráfico P x V. Se
o calor que o gás recebe na transformação equivale a 50 J,
determine a variação da energia interna desse gás.
10. (Uerj 2013) Vulcões submarinos são fontes de ondas acústicas que se propagam no mar com
frequências baixas, da ordem de 7,0 Hz, e comprimentos de onda da ordem de 220 m. Utilizando esses
valores, calcule a velocidade de propagação dessas ondas.
11. (Unesp 2013) A imagem, obtida em um laboratório didático, representa ondas circulares produzidas
na superfície da água em uma cuba de ondas e, em destaque, três cristas dessas ondas. O centro gerador
das ondas é o ponto P, perturbado periodicamente por
uma haste vibratória.
Considerando as informações da figura e sabendo que
a velocidade de propagação dessas ondas na superfície
da água é 13,5 cm/s, é correto afirmar que o número
de vezes que a haste toca a superfície da água, a cada
segundo, é igual a
a) 4,5.
b) 3,0.
c) 1,5.
d) 9,0.
e) 13,5.
12. (G1 - ifpe 2012) A figura a seguir representa um trecho de uma onda que se propaga com uma
velocidade de 320 m/s. A amplitude e a frequência dessa onda são, respectivamente:
a) 20 cm e 8,0 kHz
b) 20 cm e 1,6 kHz
c) 8 cm e 4,0 kHz
d) 8 cm e 1,6 kHz
e) 4 cm e 4,0 kHz
13. (Pucrj 2012) Uma corda presa em suas extremidades é posta a vibrar. O movimento gera uma onda
estacionária como mostra a figura.
Calcule, utilizando os parâmetros da figura, o comprimento de onda em metros da vibração mecânica
imposta à corda.
a) 1,0
b) 2,0
c) 3,0
d) 4,0
e) 6,0
14. (Ufpe 2012) Uma onda estacionária se forma em um fio fixado por seus extremos entre duas paredes,
como mostrado na figura. Calcule o comprimento de onda desta onda estacionária, em metros.