Ficha Avaliação - Moodle @ FCT-UNL

ESCOLA SECUNDÁRIA 2/3 LIMA DE FREITAS 10.º ANO FÍSICA E QUÍMICA A 2010/2011 NOME: Nº: TURMA: AVALIAÇÃO: Prof. 1. A energia eléctrica pode ser produzida em centrais termoeléctricas. Nessa produção há “perdas” de energia devido ao aquecimento dos circuitos internos, da refrigeração, etc. No gráfico abaixo está representado o balanço energético referente ao funcionamento de uma central termoeléctrica. Gráfico 1 1.1. Qual é a quantidade de energia eléctrica produzida pela central durante um ano (365 dias) comum do seu funcionamento, em unidades SI? Ler no gráfico P = 4000 GW 1 9 4000 GW = 4000 x 10 W 1 1 365 24 3600 s 1 ∆
4000
10
,
1 1 1 1.2. Exprime o valor de energia calculado na alínea anterior em kW h. 1 ,
3,6 10 J 1 1 1 ,
, 1.3. Qual é a potência dissipada pela central? 5480 920 220 180
4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 4 Página 1 10800 4000
GW 1.4. Determina o rendimento da central. 1 1 1 1 0,3704 1 1 2. Na figura abaixo está representado um esquiador de 60 kg que desliza, sem atrito, sobre uma superfície curva. Figura 1
2.1. Qual é o valor da energia cinética do esquiador no ponto A? 60
1 3,0 1 ,
2.2. Qual é o valor da energia potencial do esquiador no ponto A? 1 60 10 50 1 ,
J 1 2.3. Considerando que a energia mecânica do esquiador mantém‐se constante e igual a 3,03 x 104 J, determina a velocidade do esquiador no ponto B. 1 60 10 10 6,0 10 J 1 3,03
10
6,0 10
60
1 , ⁄ 1 3. Três corpos de massa diferentes, um de madeira (M), um de barro (B) e outro de alumínio (A), são colocados num forno mantido a temperatura constante. O corpo de madeira é o de maior massa e o de alumínio o de menor massa. 3.1. Selecciona a alternativa que completa correctamente a seguinte afirmação. “Após se ter atingido o equilíbrio térmico, a relação entre as temperaturas da madeira (TM), do barro (TB) e do alumínio (TA) será ...” 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 Página 2 (A) TM >TB >TA (B) TM <TB <TA (C) TM =TB =TA (D) TM =TB <TA (C) 3.2. De entre as afirmações seguintes, selecciona a que completa correctamente a afirmação seguinte: “Após se ter atingido o equilíbrio térmico ...” (A) o corpo de alumínio é o que contém mais calor. (B) os três corpos apresentam energias internas diferentes. (C) os três corpos emitem a mesma potência de radiação por unidade de área. (D) O corpo de madeira não emite radiação, pois a madeira é um isolador térmico. (B) 4. Na figura abaixo apresenta‐se de um modo aproximado o que sucede à radiação solar quando incide no planeta Terra. A potência da radiação que atinge a Terra, em média, por metro quadrado é de 342 W m‐2 Figura 2
4.1. Indica três contribuições para o albedo da terra. Reflexão pelas nuvens; Reflexão pela atmosfera, Reflexão pelo solo 1+1+1 4.2 Qual é a percentagem da radiação solar que é absorvida pela superfície e pela atmosfera terrestre? 70 % 1 4.3 Calcula a potência da radiação recebida pela superfície e pela atmosfera terrestre, em média, por metro quadrado. W 1 1 5. Um pedaço de carvão numa sala às escuras não é visível pelos humanos, no entanto se o aquecermos já o conseguimos ver. 5.1. Explica o fenómeno observado. À temperatura ambiente o carvão emite radiação na gama do IV a qual não é detectável pelo olho humano. Ao aquecermos o carvão este a partir de uma determinada temperatura emite também radiação na gama do visível a qual é detectável pelo olho humano. 1+1+1 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 Página 3 4.2 Determina a intensidade da radiação emitida por um pedaço de carvão quando a sua temperatura é de 1000 K, considerando que o pedaço de carvão se comporta como um corpo negro.  1 5,67 10
1000 1 1 ,
6. A imagem abaixo mostra as funções matemáticas que descrevem a radiação emitida por diferentes corpos, A, B, C, D e E, que se encontram respectivamente a diferentes temperaturas. Gráfico 2 6.1. Ordena os referidos corpos por ordem crescente da sua respectiva temperatura. E < D < C < B < A 2 6.2. Determina a temperatura do corpo B. Ler no gráfico  = 400 nm 1 1 400 nm 4,00 10 m  á
1 4,00 10
2,898 10 1 1 ,
6.3. Calcula a frequência da radiação mais intensa emitida pelo corpo B. 
4,00
1 10
,
1 ,
1 7. Classifica as afirmações seguintes em verdadeiras ou falsas, corrigindo as falsas. 7.1. A temperatura de um sistema mede a energia interna do mesmo. Falsa. A temperatura de um sistema está relacionada com a energia cinética média das partículas que constituem o sistema 2 7.2. O calor é a única forma de energia transferida por uma lâmpada de incandescência acesa. Falsa. Uma lâmpada de incandescência acesa transfere energia por calor e por radiação 2 7.3. A energia total de um sistema é a sua energia mecânica. Falsa. A energia total de um sistema é sua energia mecânica e a sua energia interna 2 7.4. O ser humano não transfere energia por radiação porque a sua temperatura é de apenas 37 C. Falsa. O corpo humano transfere energia por radiação porque qualquer corpo cuja temperatura seja superior ao zero absoluto emite radiação 2 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 Página 4 7.5. Os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o vapor de água, absorvem radiação ultravioleta. Falsa. Os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono e o vapor de água, absorvem radiação infravermelho 2 7.6. A atmosfera terrestre é praticamente transparente à radiação visível. Verdadeira 2 7.7. Na estratosfera existe a camada de ozono que é transparente à radiação ultravioleta, sendo opaca para a radiação visível. Falsa. Na estratosfera existe a camada de ozono que é opaca à radiação ultravioleta, sendo transparente para a radiação visível 2 7.8. Sem efeito estufa não poderia existir equilíbrio radiativo na Terra. Falsa. Sem efeito estufa a temperatura na Terra seria muito inferior (‐ 18 °C) 2 7.9. Quando num dia de Verão colocamos um cubo de gelo numa bebida à temperatura ambiente, ocorre a transferência de energia sob a forma de calor do gelo para a bebida. Falsa. Quando num dia de Verão colocamos um cubo de gelo numa bebida à temperatura ambiente, ocorre a transferência de energia sob a forma de calor da bebida para o gelo 2 7.10.A intensidade total da radiação térmica emitida por um corpo incandescente depende apenas da sua temperatura. Falsa. A intensidade total da radiação térmica emitida por um corpo incandescente depende da sua temperatura e da constituição (natureza) (do material que constitui) do corpo 2 7.11.O comprimento de onda da radição mais intensa emitida por um corpo incandescente depende apenas da sua temperatura Verdadeira. 2 8. De manhã, num dia de Inverno, colocamos um fio de prata ao pescoço e vestimos uma camisola de lã que se encontram no nosso quarto. Sentimos que “a camisola de lã é quente” e o “fio de prata é frio”. Selecciona a alternativa correcta que explica a situação descrita: (A) A lã é melhor condutor térmico do que a prata. (B) A camisola transfere calor para o nosso corpo e o fio transfere frio para o nosso corpo. (C) A temperatura da camisola é superior à temperatura do fio. (D) A prata é melhor condutor térmico do que a lã. (D) 9. Um forno tem uma porta de vidro refractário com o comprimento de 60,0 cm, com a largura de 40,0 cm e com a espessura de 1,0 cm. Considera que o forno está à temperatura de 160 C e a temperatura ambiente é de 20 C. kVidro=0,75 W m−1 K‐1 9.1. Qual é o valor da corrente térmica através do vidro? 
∆ 1 1,0 dm
1,0
0,600 m
∆
160

0,75

,
10 m 1+0,5 0,400 m
20
0,240 m 1+0,5+0,5+1 140 ,
1 140 , 1 4.º Teste Física‐Química A 1 29 Março 2011 Página 5 9.2. Indica em que sentido ocorre a transferência de energia. Da face do vidro em contacto com o interior do forno para a face do vidro em contacto com o
ambiente exterior
1
10. Um grupo de alunos estudou as condições de rendimento máximo de um painel fotovoltaico. Para isso montaram um circuito eléctrico com o painel iluminado por uma lâmpada de 100 W, de modo que a luz incidisse perpendicularmente à superfície do painel. Nesse circuito ligaram um amperímetro, um voltímetro e um reóstato de forma adequada. No gráfico abaixo apresentam‐se os resultados obtidos pelos alunos relativos à potência fornecida pelo painel em função da resistência do reóstato. Gráfico 3 10.1.Qual é o papel do reóstato no circuito? Variar a resistência eléctrica do circuito 1 10.2.Desenha um esquema do circuito que os alunos montaram para fazerem as medições necessárias. 0,5+0,5+0,5+0,5+1+1 10.3.Porque é que os alunos instalaram no circuito os instrumentos de medida voltímetro e amperímetro? Voltímetro medir a ddp nos extremos do receptor (reóstato) 1 Amperímetro medir I no circuito 1 A partir destas medições (directas) calcular a resistência eléctrica do circuito e a respectiva potência eléctrica fornecida pelo painel fotovoltaico 1 10.4.Para se conseguir obter o rendimento máximo do painel fotovoltaico qual é o valor da resistência do circuito? Justifica. 70  1 Porque nessas condições é máxima a potência eléctrica fornecida pelo painel fotovoltaico 1 10.5.Se os alunos tivessem colocado o painel fotovoltaico obliquamente em relação à radiação incidente, e mantivessem as restantes variáveis da experiência, prevês que a potência máxima fornecida pelo painel seria igual, maior ou menor à obtida na presente experiência? Menor 1 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 Página 6 11. Num colector solar aproveita‐se a radiação solar para o aquecimento de água . A figura apresentada é um esquema dos principais componentes de um tipo de colector solar:  Uma caixa fechada com revestimento interior em material isolante  Tubos de aquecimento em cobre onde circula o fluido térmico;  Uma placa pintada de preto fosco,  Uma tampa de vidro transparente Figura 3 11.1.Porque é que a placa colectora é pintada de preto fosco. Porque o preto fosco é um bom absorsor de radiação 1 11.2.Porque é que os tubos de aquecimento são em cobre e não em plástico, por exemplo. Porque o cobre é um bom condutor térmico 1 2
11.3.Para uma intensidade de radiação solar de 8,0 W/dm e uma área de absorção de energia igual a 10 m2, verificou‐se que 50 kg de água aqueceram de 25 C para 80 C numa hora. 11.3.1. Calcula a quantidade de energia absorvida pela água durante o referido intervalo de tempo. cágua = 4186 J kg−1 °C−1 ∆ 1 ∆
80 25 55 1 50 4186 55 1 1 ,
11.3.2. Calcula o rendimento deste colector solar nas condições descritas. 1 1,1
10 J 1 potência fornecida 1,0
10 8,0 W/dm 1 10 dm 1 1
8,0
,
8,0
1 10 W 1 ∆
∆
1 h
8,0
10
2,9
1 3600 s 1 1 10 J
,
,
,
1 1 Ou Determinar o rendimento a partir da relação entre a potência fornecida e a potência útil 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 Página 7  Lei de Wien ................................................................................................................. 
2,898 10 m K 4.º Teste Física‐Química A 29 Março 2011 á
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