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terça-feira, 30 de junho de 2015

Simulados do Blog - Termologia/Resolução

Esta prova foi preparada especialmente para você que segue o nosso curso. Resolva as questões e avalie o seu aproveitamento. Sucesso!

Borges e Nicolau


Questão 1:
(UEFS)
Um termômetro construído com escala X mede -20 °X para a temperatura de fusão do gelo no nível do mar e 40 °X, para uma temperatura ambiente de 25 °C. Considerando-se essa informação, é correto afirmar que a temperatura de vaporização da água em °X, no nível do mar, é:

a) 60
b) 80
c) 120
d) 180
e) 220

Resolução:

40-(-20)/θX-(-20) = 25-0/100-0 => 60/θX+20 = 1/4 => θX = 220 °X

Resposta: e

Questão 2:
(IJSO)
Uma placa quadrada de lado
L0 é constituída de um metal de coeficiente de dilatação linear α. A placa é aquecida e sua temperatura sofre um aumento igual a Δθ.0
A diagonal da placa passa a ter um comprimento d tal que:

a) d = L
0.(1+α.Δθ)
b) d =
L0.(1+2.α.Δθ)
c) d =
L0.(1+3.α.Δθ)
d) d =
L0.2.(1+α.Δθ)
e) d =
L0.2.(1+2.α.Δθ)

Resolução:

Sendo L0 o lado do quadrado, sua diagonal será: L0.2. Quando a placa é aquecida e sua temperatura sofrer um aumento igual a Δθ a diagonal da placa0 passa a ter um comprimento d tal que: d = L0.2.(1+α.Δθ).

Resposta: d

Questão 3:
(IJSO)
Num recipiente adiabático de capacidade térmica desprezível são misturados 20 g de gelo a -20 °C com 50 g da água a +20 °C. Depois de certo intervalo de tempo o equilíbrio térmico é atingido. Pode-se afirmar que:

a) a temperatura final de equilíbrio térmico é de 15 °C
b) a temperatura final de equilíbrio térmico é de 0 °C e restam 10 g de gelo.
c) a temperatura final de equilíbrio térmico é de 0 °C e restam 15 g de gelo.
d) a temperatura final de equilíbrio térmico é de 0 °C e todo gelo derreteu.
e) a temperatura final de equilíbrio térmico é de 0 °C e toda água congelou
 

Dados:
calor específico sensível do gelo 0,50 cal/g.°C
calor específico sensível da água 1,0 cal/g.°C
calor específico latente de fusão do gelo 80 cal/g


Resolução:

A água, ao ser resfriada de 20 °C a 0 °C, cede a quantidade de calor, em módulo, igual a:

IQI = m.c.IΔθI = 50.1,0.20cal = 1000 cal 

O gelo ao ser aquecido de -20 °C a 0 °C recebe a quantidade de calor:


Q = m.c.Δθ = 20.0,50.[0-(0,20)]cal = 200 cal

Vamos calcular a massa de gelo que derrete com a quantidade de calor restante (800 cal):


Q = M.L => 800 = M.80 => M = 10 g

Portanto, 10 g de gelo derretem. Sendo 20 g a massa total de gelo, concluímos que restam 10 g de gelo e 60 g de água. A temperatura de equilíbrio é de 0 °C


Resposta: b

Questão 4:
(UFSC)
O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bastante atual. Uma alternativa para o aquecimento da água em casas ou condomínios é a utilização de aquecedores solares.
Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (boiler), como esquematizado na figura abaixo.



Em relação ao sistema ilustrado da figura acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural, por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação.
02. Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintados de preto para uma maior absorção de calor por irradiação térmica.
04. As placas coletoras são envoltas em vidro transparente que funciona como estufa, permitindo a passagem de praticamente toda a radiação solar. Esta radiação aquece as placas que, por sua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntes de convecção, sendo que este ar é impedido de se propagar para o ambiente externo.
08. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por condução.
16. Como a placa coletora está situada abaixo do reservatório térmico, o sistema acima descrito só funcionará se existir uma bomba hidráulica que faça a água circular entre os dois.
32. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água.


Resolução:

1. Correta.
A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Por convecção a água quente sobe e a água fria desce, gerando a circulação.


02. Correta.
Os objetos pretos absorvem mais calor.


04. Correta.
O coletor é envolto por placas de vidro transparente, formando uma estufa.


08. Incorreta.
Ocorre condução na transferência de calor do cano para a água dentro do coletor.


16. Incorreta.
A circulação de água ocorre por convecção.


32. Incorreta.
Ocorre condução de calor entre as diversas porções de água do sistema.


Resposta: 07 (01 + 02 + 04)

Questão 5:
(FGV)
O conhecimento das propriedades físico-químicas das substâncias é muito útil para avaliar condições adequadas para a sua armazenagem e transporte. Considere os dados das três substâncias seguintes:



É correto afirmar que em um ambiente a 35 °C, sob pressão atmosférica, as substâncias I, II e III apresentam-se, respectivamente, nos estados físicos

a) sólido, gasoso e líquido.
b) sólido, gasoso e gasoso.
c) sólido, líquido e líquido.
d) líquido, gasoso e líquido.
e) líquido, líquido e gasoso.


Resolução:

Sendo 232 °C o ponto de fusão do estanho, sob pressão atmosférica, concluímos que a 35 °C ele está no estado sólido. Já o ponto de ebulição do flúor é de -188 °C. Logo, a 35°C, o flúor está no estado gasoso. A 35 °C o césio está no estado líquido, pois seu ponto de fusão é de 28 °C e o de ebulição, 678°C.

Resposta: a

Questão 6:
(UNESP)
Um frasco para medicamento com capacidade de 50 mL, contem 35 mL de remédio, sendo o volume restante ocupado por ar. Uma enfermeira encaixa uma seringa nesse frasco e retira 10 mL do medicamento, sem que tenha entrado ou saído ar do frasco. Considere que durante o processo a temperatura do sistema tenha permanecido constante e que o ar dentro do frasco possa ser considerado um gás ideal. Na situação final em que a seringa com o medicamento ainda estava encaixada no frasco, a retirada dessa dose fez com que a pressão do ar dentro do frasco passasse a ser, em relação a pressão inicial,

a) 60% maior.

b) 40% maior.
c) 60% menor.
d) 40% menor.
e) 25% menor.


Resolução:

A transformação que o ar sofre é isotérmica:

p1.V1 = p2.V2 => p1.(50-35) = p2.(15+10) => p2 = 0,60.p1 => p2 = 60%.p1 
 

Portanto, a pressão do ar dentro do frasco passasse a ser 40% menor do que a pressão inicial.

Resposta: d

Questão 7:
(UERN-RGN)
Uma certa massa de gás ideal no interior de um cilindro, recebe calor de uma fonte térmica de potência igual a 480 W, durante um intervalo de 5 min. Durante esse intervalo, a massa gasosa sofre a transformação indicada no gráfico P x V (Pressão versus Volume). No início do processo, o gás estava a uma temperatura de 127 °C. Supondo que todo o calor da fonte seja transferido para o gás, determine a variação da energia interna sofrida pelo mesmo e sua temperatura ao final do processo:



A) 10,4.10
4 J e 927 °C
B) 4,0.1
04 J e 1200 °C
C) 7,2.1
04 J e 381 °C
D) 11,2.1
04 J e 654 °C

Resolução:

Q = P.Δt = 480W.(5.60)s => Q = 14,4.104 J
τ = Área = (60-20).10-3 m3.10.105 (N/m2) => τ = 4,0.104 J

Primeiro Princípio daTermodinâmica:

Q = τ + ΔU => 14,4.104 = 4,0.104 + ΔU => ΔU = 10,4.104 J

Temperatura final:

PA/TA = PB/TB => 20/(127+273) = 60/TB => TB = 1200 K => θB = 927 °C
 
Resposta: a

Questão 8:
(UEC-CE)
Um sistema constituído por um gás ideal pode evoluir do estado inicial i para os estados finais fI, fII e fIII por três diferentes processos, conforme a figura a seguir.



A relação entre as variações de energia interna em cada processo,
EI, EII e EIII é:

a)
EI = EII < EIII
b)
EI = EII = EIII
c)
EI > EII > EIII
d)
EI < EII < EIII

Resolução:

Em qualquer dos processo as temperaturas iniciais são iguais, assim como as temperaturas finais. Portanto, nos três processos as variações de energia interna são iguais: EI = EII = EIII.

Resposta: b

Questão 9:
(UFRGS)
A figura apresenta o diagrama da pressão p(Pa) em função do vome V(m
3) de um sistema termodinâmico que sofre três transformações sucessivas: XY, YZ e ZX.


O trabalho total realizado pelo sistema após as três transformações é igual a

A) 0
B) 1,6.1
05 J
C) 2,0.1
05 J
D) 3,2.1
05 J
E) 4,8.1
05 J

Resolução:

O trabalho realizado pelo sistema após as três transformações é numericamente igual à área do ciclo:
 
τ = Área = base.altura/2 = (1,0-0,2)m3.(6,0-2,0).105/2(N/m2) => τ = 1,6.105 J

Resposta: B

Questão 10:
(UEA-AM)
Em 1824 o engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot demonstrou que se uma máquina térmica, operando entre duas temperaturas constantes T
1 e T2 
(com T1 > T2), trabalhasse em ciclos segundo o gráfico mostrado, apresentaria o maior rendimento possível para essas temperaturas. Esse ciclo passou a se chamar Ciclo de Carnot e essa máquina, máquina ideal ou máquina de Carnot.


No Ciclo de Carnot um gás ideal sofre quatro transformações reversíveis: duas isotérmicas (AB e CD) e duas adiabáticas (BC e DA). A respeito da máquina e do Ciclo de Carnot, é correto afirmar que

(A) na transformação BC a máquina cede calor ao meio externo.
(B) na transformação CD o gás sofre uma compressão e é aquecido.
(C) o trabalho total realizado em cada ciclo é nulo.
(D) o gás só troca calor com o meio externo nas transformações AB e CD.
(E) na expansão AB o meio externo realiza trabalho sobre o gás.


Resolução:

A) Incorreta.
A transformação BC é adiabática. Não há troca de calor.


B) Incorreta.
A transformação CD é isotérmica. A temperatura permanece constante.


C) Incorreta.
O trabalho total realizado em cada ciclo não é nulo. È numericamente igual à área do ciclo.


D) Correta.
As transformações BC e DA são adiabáticas. Lodo as trocas de calor com o meio externo somente ocorrem nas transformações isotérmicas AB e CD.


E) Incorreta.
A transformação AB é uma expansão isotérmica. Logo, como o volume aumenta, concluímos que o gás realiza trabalho sobre o meio exterior.


Resposta: D

segunda-feira, 29 de junho de 2015

Simulados do Blog - Mecânica/Resolução

Esta prova foi preparada especialmente para você que segue o nosso curso. Resolva as questões e avalie o seu aproveitamento. Sucesso!

Borges e Nicolau


Questão 1:
(FATEC-SP)
Em 2013, Usain Bolt, atleta jamaicano, participou de um evento na cidade de Buenos Aires (Argentina). Ele tinha como desafio competir em uma corrida de curta distância contra um ônibus. A prova foi reduzida de 100 m para 80 m devido à aceleração final impressa pelo ônibus. Depois do desafio, verificou-se que a velocidade média de Bolt ficou por volta de 32 km/h e a do ônibus 30 km/h.


(http://tinyurl.com/Bolt-GazetaEsportiva. Acesso em: 26.12.2013. Original colorido)

Utilizando as informações obtidas no texto, é correto afirmar que o intervalo de tempo que Usain Bolt e o ônibus demoraram para completar a corrida, respectivamente, foi, em segundos, de

a) 6,6 e 4,1.
b) 9,0 e 9,6.
c) 6,6 e 6,6.
d) 9,6 e 9,0.
e) 4,1 e 6,6. 


Resolução:

De vm = Δs/Δt, vem ΔtΔs/vm

Para Usain Bolt: Δt = 80m/(32/3,6)m/s => Δt = 9,0 s 

Para o ônibus: Δt = 80m/(30/3,6)m/s => Δt = 9,6 s   

Resposta: b

Questão 2:
(IJSO)
Analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta.


I. Se um avião supera a velocidade de 1.250 km/h, ele pode ser considerado supersônico.
II. A velocidade média de uma pessoa em passo normal é de 3 m/s.
III. A velocidade de um corpo em queda livre aumenta cerca de 36 km/h a cada segundo.

a) Somente a afirmativa I é correta.
b) Somente a afirmativa II é correta.
c) Somente as afirmativas I e II são corretas.
d) Somente a afirmativa I e III são corretas.
e) Todas as afirmativas são corretas.


Resolução:

I. Correta
A velocidade do som no ar é de 340 m/s. Vamos transformá-la em km/h:
340.3,6 km/h = 1224 km/h < 1250 km/h

II. Incorreta. 

Uma pessoa em passo normal se desloca em média 1m em cada segundo. Assim, sua velocidade média é de 1m/s.

III. Correta

A aceleração de um corpo em queda livre é cerca de 10m/s2. Assim, temos:2 
10 m/s2 = 10 (m/s)/s = 36 (km/h)/s  

Resposta: d

Questão 3:
(Espcex)
Um carro está desenvolvendo uma velocidade constante de 72 km/h em uma rodovia federal. Ele passa por um trecho da rodovia que está em obras, onde a velocidade máxima permitida é de 60 km/h. Após 5s da passagem do carro, uma viatura policial inicia uma perseguição, partindo do repouso e desenvolvendo uma aceleração constante. A viatura se desloca 2,1 km até alcançar o carro do infrator. Nesse momento, a viatura policial atinge a velocidade de:

a) 20 m/s     b) 24 m/s     c) 30 m/s     d) 38 m/s     e) 42 m/s


Resolução:


Carro:

s = s0 + v.t => 2100 = 0 + 20.t => t = 105 s 

Viatura: 

s = s0+v0.(t-5)+α.(t-5)2/2 => 2100 = 0+0+α.(105-5)2/2 => α = 0,42 m/s2

v = v0+α.(t-5) => v = 0+0,42.(105-5) => v = 42 m/s

Resposta: e

Questão 4:
(UFPel–RS)
Um automóvel parte de um posto de gasolina e percorre 400 m sobre uma estrada retilínea, com aceleração escalar constante de 0,50 m/
s2. Em seguida, o motorista começa a frear, pois ele sabe que, 500 m adiante do posto, existe um grande buraco na pista. Sabendo-se que o motorista, durante a freada do carro, tem aceleração escalar constante de -2,0 m/s2, podemos afirmar que o carro :

a) para 10 m antes de atingir o buraco;
b) chega ao buraco com velocidade escalar de 10 m/s;
c) para 20 m antes de atingir o buraco;
d) chega ao buraco com velocidade escalar de 5,0 m/s;
e) para exatamente ao chegar ao buraco. 


Resolução:

Cálculo da velocidade do carro após percorrer os 400 m iniciais. Pela equação de Torricelli, temos:

v2 = (v0)2 + 2.α.Δs => v2 = 0+2.0,50.400 => v = 20 m/s

Vamos calcular a distância percorrida pelo carro durante a freada. Observe que a velocidade inicial do carro é a velocidade 20 m/s, calculada anteriormente. Pela equação de Torricelli, temos:


v2 = (v0)2 + 2.α.Δs => 0 = (20)2+2.(-2,0).Δs => Δs = 100 m

O buraco se encontra a 500 m adiante do posto. O carro percorreu 400 m durante o movimento acelerado e ao frear percorreu mais 100 m até parar. Concluímos, então, que o carro para exatamente ao chegar no buraco. 


Resposta: e

Questão 5:
(UFCG-PB)
As equipes de testes de automóveis de passeio costumam medir a capacidade de aceleração dos veículos em pistas retas, a partir de dados como apresentados no gráfico abaixo.



Os técnicos coletam os dados a partir de uma linha de referência, onde os carros encontram-se emparelhados, considerando aí a posição inicial e o tempo inicial. A distância entre eles no instante 10 s e suas acelerações a
A e aB, valem, respectivamente:

a) 50 m, 
aA = 1 m/s2 e aB = 2 m/s2
b) 5 m, 
aA = 2 m/s2 e aB = 2 m/s2
c) 25 m, 
aA = 4 m/s2 e aB = 1 m/s2
d) 650 m, 
aA = 1 m/s2 e aB = 4 m/s2 
e) 100 m,  aA = 4 m/s2 e aB = 4 m/s2

Resolução:

A distância d entre os carros A e B no instante 10 s é numericamente igual à diferença entre as áreas dos trapézios e que corresponde à área do triângulo de base (30-20) m e de altura 10 s:
 

d = (base + altura)/2 => d = (30-20).10/2=> d = 50 m
 

aA = ΔvA/Δt = (40-30)/10 => aA = 1 m/s2

aB = ΔvB/Δt = (40-20)/10 => aB = 2 m/s2
  
Resposta: a

Questão 6:
(Vunesp)
O diagrama vetorial mostra, em escala, duas forças atuando num objeto de massa m.



O módulo da resultante dessas forças que estão atuando no objeto é, em newtons:

a) 2
b) 10
c) 4
d) 6
e) 8


Resolução:

A resultante das forças é o vetor soma. Para obtê-lo aplicamos a regra do paralelogramo:


O módulo F da resultante destas forças é dado por: F = 4.2 N => F = 8 N  


Resposta: e

Questão 7:
(UEPG-PR)
Quando dizemos que a velocidade de uma bola é de 20 m/s, horizontal e para a direita, estamos definindo a velocidade como uma grandeza:

a) escalar
b) algébrica
c) linear
d) vetorial
e) nenhuma das anteriores


Resolução:

A velocidade é caracterizada pelo módulo (20 m/s), pela direção (horizontal) e pelo sentido (para a direita). Trata-se, portanto, de uma grandeza vetorial.

Resposta: d

Texto referente às questões 8 e 9.

Três bolas {X, Y e Z} são lançadas da borda de uma mesa, com velocidades iniciais paralelas ao solo e mesma direção e sentido.
A tabela abaixo mostra as magnitudes das massas e das velocidades iniciais das bolas.



Questão 8:
(UERJ)
As relações entre os respectivos tempos de queda t
x, ty e tz das bolas X, Y e Z
estão apresentadas em:


a)
tx < ty < tz
b)
ty < tz < tx
c) tz < ty < tx
d)
tx = ty = tz

Resolução:

As três bolas têm movimentos verticais idênticos, com velocidades iniciais de componentes verticais nulas. Logo, os tempos de queda são iguais: tx = ty = tz 

Resposta: d

Questão 9:
(UERJ)
As relações entre os respectivos alcances horizontais A
x, Ay e Az das bolas X, Y e Z, com relação à borda da mesa, estão apresentadas em:

a)
Ax < Ay < Az
b)
Ax = Ay = Az
c)
Az < Ay < Ax
d)
Ay < Az < Ax

Resolução:

A bola que parte com maior velocidade inicial apresenta maior alcance. 
Sendo vz < vy < vx, vem: Az < Ay < Ax  

Resposta: c

Questão 10:
(UFSCAR)
O mesmo eixo que faz girar as pás de um ventilador faz com que seu corpo oscile para lá e para cá, devido à conexão de uma engrenagem pequena de 4 mm de diâmetro (pinhão) à outra grande de 40 mm de diâmetro (coroa)

.

Considerando
π = 3,1 e sabendo que o período de rotação da coroa é de 1 minuto, pode-se determinar que a hélice do ventilador, presa ao eixo do motor, gira com velocidade angular, em rad/s, aproximadamente igual a

a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.


Resolução:

ωpinhão.Rpinhão = ωcoroa.Rcoroa

ωpinhão.2 = 2.(π/60).20

ωpinhão 1 rad/s

Mas, ωhélice = ωpinhão

ωhélice 1 rad/s 

Resposta: a