. 3º trimestre Ex.-Física Data:/10/16 Ensino Médio 3º ano classe: __ Profª. Dora Nome: __________________________________ nº___ Valor: 10 Nota: ____ . __ Termodinâmica. 1. Certa quantidade de um gás ideal monoatômico sofre o processo termodinâmico AB indicado no gráfico. Sendo R = 8,31 J/mol . k e TA = 600 K a temperatura inicial do gás, determine: a) o número de mols do gás; b) a temperatura final TB; c) a variação de energia interna que o gás sofre no processo; d) o trabalho realizado sobre o gás na compressão do estado A para o estado B; e) a quantidade de calor que o gás troca com o ambiente no processo AB. 2. Três mols de um gás ideal monoatômico sofrem um processo termodinâmico representado graficamente pela hipérbole equilátera AB indicada na figura. A área destacada no gráfico vale, numéricamente, 9,5 . 104. a) Qual o processo que o gás está sofrendo? Explique o porquê de sua conclusão. b) Em que temperatura o processo se realiza? c) Qual a variação de energia interna do gás no processo? Por quê? d) Qual o trabalho realizado sobre o gás nesse processo AB? e) Durante o processo AB, o gás recebe ou perde calor? Por quê? Qual a quantidade de calor trocada pelo gás? (Dado: R = 8,31 J/mol . K.) 3. Um gás perfeito realiza o ciclo esquematizado no diagrama de trabalho no sentido ABCA. Determine o trabalho realizado e o calor trocado no processo, indicando se há conversão de calor em trabalho ou viceversa. (Dados: 1 atm = 105 N/m2 e 1 ℓ = 10-3 m3.) 4. Uma caldeira, a temperatura de 600 k (fonte quente), fornece vapor, correspondente a 1.000 kcal em cada segundo, a uma turbina. O vapor, depois de passar pela turbina, cede ao condensador (fonte fria) 800 kcal por segundo a uma temperatura de 293 K. Considerando 1 cal = 4 J, determine a potência produzida por essa máquina em kW e calcule seu rendimento. 5. Certa máquina térmica ideal funciona realizando o ciclo de Carnot. Em cada ciclo o trabalho útil fornecido pela máquina é de 1.000 J. Sendo as temperaturas das fontes térmicas 127 oC e 27 oC, respectivamente, determine: a) o rendimento da máquina referida; b) a quantidade de calor retirada da fonte quente; c) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria. 6. Um inventor informa ter construído uma máquina térmica que recebe, em certo tempo, 10 5 cal e fornece, ao mesmo tempo, 5 . 104 cal de trabalho útil. A máquina trabalha entre as temperaturas de 177 oC e 227 oC. a) Que rendimento tem a máquina que o inventor alega ter construído? b) Comente a possibilidade de existir essa máquina. 7. (Fuvest-SP) O diagrama pV da figura refere-se a um gás ideal passando por uma transformação cíclica através de um sistema cilindro-pistão. a) Qual o trabalho realizado pelo gás no processo AB? E no ciclo ABCDA? b) Em que ponto do ciclo a temperatura do gás é menor? Gabarito 1. a) 0,6 ; b) 80 ; c) -3900 ; d) -1400 ; e) 5300 3. - 8 . 102 4. 20% ; 800 kW 7. a) 1 J ; 0,5 J ; b) D 2. b) 288,8 ; c) 0 ; d) - 9,5 . 104 ; e) - 9,5 . 104 5. a) 25% ; b) 400 J ; c) 3000J 6. a) 50% ; b) 10%, impossível Ondulatória. 8. (CEFET-PR) Um fino fio de aço tracionado tem suas extremidades fixas e é mantido em vibração de modo a formar uma onda estacionária transversal. Observa-se que existem 3 nós e que tal onda vibra num ritmo igual a 20 oscilações por segundo. A distância entre nós consecutivos é igual a 50 cm e, portanto, a velocidade das ondas no fio vale, em m/s: a) 2,5 b) 5 c) 10 d) 20 e) 25 9. (FAAP-SP) Uma onda estacionária é estabelecida em uma corda de 2 metros de comprimento com extremos fixos. Sabendo que a frequência é de 8 Hz e que em todo o seu comprimento surgem quatro ventres e cinco nós, determine a velocidade das ondas na corda. 10. (U.Mackenzie-SP) Uma corda feita de um material cuja densidade linear é 10 g/m está sob tensão provocada por uma força de 900 N. Os suportes fixos distam 90 cm. Faz-se vibrar a corda transversalmente e esta produz ondas estacionárias, representadas na figura. A frequência das ondas componentes, cuja superposição causa esta vibração, é: a) 100 Hz b) 200 Hz c) 300 Hz d) 400 Hz e) 500 Hz 11. Para perceber o eco de um som no ar, onde a velocidade de propagação é 340 m/s, há necessidade de a fonte sonora e o obstáculo refletor estarem separados por uma distância superior a 17 m. Qual a condição para haver eco num meio em que a velocidade do som é 2.000 m/s? 12. (Uepa) Em uma corda esticada, é produzida uma vibração, cujo comprimento de onda é de 60 cm no instante em que é formado o 3º harmônico da onda. Então, o comprimento da corda, em cm, é de: a) 20 b) 30 c) 60 d) 90 e) 110 13. (PUC-SP) Temos dois tubos sonoros, A e B, cheios de ar. A é aberto e B, fechado, ambos com comprimento de 85 cm. Quais as frequências fundamentais, em Hz, em A e B, respectivamente, se a velocidade do som no ar é de 340 m/s? a) 100 e 200 d) 300 e 400 b) 100 e 400 e) 400 e 300 c) 200 e 100 14. (UFJF-MG) O “condutor auditivo” humano pode ser representado de forma aproximada por um tubo cilíndrico de 2,5 cm de comprimento (veja a figura). A frequência fundamental do som que forma ondas estacionárias nesse tubo é (Dado: velocidade do som no ar = 340 m/s): a) 340 Hz b) 3,4 kHz c) 850 Hz d) 1,7 kHz 15. (PUC-SP) Uma fonte emite onda sonora de frequência 500 Hz, próximo à superfície de um lago, e ela sofre refração na água. Determine seu comprimento de onda no ar e na água, admitindo que as velocidades dessa onda no ar e na água sejam respectivamente, 330 m/s e 1.500 m/s. 16. (UF-PA) Dois automóveis cruzam-se em sentidos opostos, á velocidade de 60 km/h e 80 km/h, respectivamente. O mais rápido emite um som com frequência de 680 hertz. Qual a frequência em hertz percebida pelos ocupantes do outro carro antes do cruzamento? A velocidade do som no ar é 340 m/s. 17. O silêncio corresponde à intensidade energética de 10-12 W/m2. Numa oficina mecânica a intensidade é 10-3 W/m2. Determine o nível sonoro nessa oficina. 18. Um avião a jato aterrissando produz um nível sonoro de 140 dB. Determine a intensidade física correspondente desse som. O limiar de audibilidade corresponde à intensidade física de 10 -16 W/cm2. 19. (UNITAU-SP) Consideremos uma corda de comprimento L = 1,8 m e massa m = 360 g, que se encontra vibrando com frequência de 100 Hz, conforme indica a figura. A velocidade de propagação da onda na corda e a tensão na mesma valem, respectivamente: a) 120 m/s e 2 880 N b) 200 m/s e 3 000 N c) 2 m/s e 1 500 N d) 5,5 m/s e 108 N e) 180 m/s e 180 N Gabarito 8. D 9. V = 8 m/s 10. E 11. 1000 12. D 13. C 16. 763 Hz 17. 90 dB 18. 10-2 W/cm2 19. A 14. B 15. 0,66m; 3m