TRABALHO DE RECUPERAÇÃO FINAL DE FÍSICA Nota: _____________ 2º ano 1) a) b) c) d) e) Observe Data: ___/____/______ ENSINO MÉDIO Nome: ________________________________________________________ nº: _________ o ______________________________________________________________________ diagrama de uma substância que está inicialmente na fase A: ______________________________________________________________________ _________________________________ Sobre as mudanças de fases representadas, que ocorrem a partir da variação da temperatura e da pressão da substância, marque a(s) afirmativa(s) verdadeira(s): A substância, inicialmente no ponto A, irá derreter se houver aumento da temperatura ou redução da pressão. O ponto C e o ponto D representam estados físicos distintos desta substância. Estando inicialmente no ponto C, o único modo de fazer esta substância liquefazer é reduzindo a temperatura. A partir do ponto D, a substância irá sublimar, caso haja redução da temperatura. Estando inicialmente em C, mediante aumento da temperatura, a substância irá passar por duas mudanças de fase: primeiramente a fusão e depois a liquefação. 2) a) b) c) d) e) Com base nos estudos realizados sobre as transmissões de calor, podemos afirmar que: apenas a convecção precisa de matéria para ocorrer. para ocorrer convecção e irradiação é dispensável o meio material. só ocorre irradiação e condução se existir um meio material. só ocorre condução e convecção se existir um meio material. a condução dispensa meio material para ocorrer. 3) A energia é um conceito de grande importância no estudo da natureza. Em todas as áreas da física, o conceito de energia pode ser estudado. A partir do conceito de energia mecânica, e mais propriamente cinética, derivam-se os conceitos de energia térmica, elétrica, acústica, entre outras. A energia relacionada ao movimento das partículas de um gás está relacionada ao conceito de energia interna. Sobre este conceito, assinale a(s) afirmativa(s) correta(s): A energia interna de um gás é uma função que depende exclusivamente da temperatura. A energia interna está relacionada com a soma da energia cinética das moléculas que compõe o gás. Quanto mais agitadas as moléculas, menor a energia interna. Um gás perde energia para o ambiente, sem variar seu volume. Neste caso, a energia interna do gás se reduz. A energia interna do gás é diretamente proporcional à temperatura. Logo, quanto maior a temperatura, maior a energia interna. A unidade de energia interna, ao contrário de outras formas de energia, é o ºC. a) b) c) d) e) 4) Observe o diagrama de fase abaixo. O ponto em que as três curvas se encontram, o ponto O, está marcado com um círculo azul. Com relação a este ponto, e seu significado físico, é correto afirmar que: a) b) c) d) e) 5) a) b) c) d) e) é denominado ponto tríplice, e representa a pressão e a temperatura exata em que a substância se encontra nas três fases ao mesmo tempo. é denominado ponto de fase, e corresponde à pressão na qual a substância alterna entre as três fases: sólida, líquida e gasosa. é denominado zero absoluto, e corresponda à temperatura na qual o objeto não possui energia. é denominado ponto tríplice, e é o ponto em que a temperatura é alterada pela pressão atmosférica. é denominado de ponto tríplice dinâmico, é o ponto em que cada fase da substância está em uma temperatura diferente. Os objetos dentro de um ambiente fechado estão, em geral, em equilíbrio térmico, isto é, possuem a mesma temperatura. Contudo, quando um aluno toca em diferentes objetos, afirma que aqueles formados por metais estão mais frios do que objetos formados por madeira e borracha. Assinale a afirmativa que explica corretamente esta constatação do aluno. Os materiais formados por metais possuem maior capacidade térmica que aqueles formados por madeira, e por isso o corpo humano perde mais calor quando em contato com materiais metálicos. Os materiais metálicos possuem mais calor sensível do que materiais de borracha ou madeira. Materiais metálicos conduzem o calor com maior eficiência que materiais de borracha ou madeira, e por isso o calor é transferido mais rapidamente. Os materiais feitos com madeira ou borracha variam sua temperatura mais rapidamente que os metálicos. Por isso, ao encostar nestes materiais, eles rapidamente entram em equilíbrio térmico com o corpo humano. Os materiais formados com metais demoram mais para absorver o calor do corpo humano, por isso tem-se a sensação que estão mais frios. 6) Em um recipiente cuja pressão é 10 Pa com volume inicial de 3m3 sofre uma variação e seu volume final fica em 5 m 3. Qual foi o trabalho realizado? 7) Considere um material que tenha volume inicial de 5.10 -3 m3 e que a pressão do ar, no seu interior, seja de 6.10 5 N/m2, quando a temperatura for de 280C. Sabendo-se que o valor que o valor da constante universal dos gases é R = 8,31 J/mol K e que ar, nessas condições, comporta-se, aproximadamente, como gás ideal, a quantidade de ar dentro desse material, em mol é de aproximadamente? 8) Um gás cujo número de moléculas é 30 está a uma temperatura de 1500 K. Calcule a energia interna desse gás. 9) O motor de combustão, ilustrado na imagem abaixo, é uma máquina que realiza transformações cíclicas, convertendo energia térmica (calor) em energia mecânica (movimento), a partir do trabalho realizado por um gás. a) b) c) d) e) Com base nas transformações cíclicas dos gases, pode-se afirmar que: em um processo cíclico, como em um motor de automóvel, o calor recebido é igual ao trabalho realizado. a cada ciclo, a energia interna aumenta devido ao calor recebido pelo gás. no diagrama P x V, o sentido do ciclo de motor de combustão é anti-horário, e o trabalho total é negativo. em uma transformação cíclica, o gráfico "Pressão por Volume" representa o calor recebido. O trabalho realizado pelo gás independe da quantidade de calor recebida. 10) Explique como funciona a expansão de um gás. 11) Durante as corridas de automóveis, os pneus se aquecem devido ao atrito com o asfalto. Considere que na volta de aquecimento, os pneus receberam uma quantidade de calor de 723 J e o trabalho realizado, devido à expansão térmica, foi de 25 J. Neste caso, a variação da energia interna do gás é de: 12) a) b) c) d) e) A Primeira Lei da Termodinâmica diz respeito à: Dilatação térmica. Conservação da massa. Conservação da quantidade de movimento. Conservação da energia. Irreversibilidade do tempo. 13) Enquanto se expande, um gás recebe o calor de 100 J e realiza o trabalho 70 J. Ao final do processo, podemos afirmar que a energia interna do gás foi? 14) Explique como funciona a compressão de gases. 15) A Primeira Lei da Termodinâmica relaciona a energia interna de um gás com o calor fornecido/recebido pelo gás e com o trabalho realizado por/sobre ele. Os estudos realizados na área da Termodinâmica contribuíram para o aprimoramento das máquinas térmicas durante a primeira fase da Revolução Industrial. Com base na Primeira Lei da Termodinâmica, e nas grandezas físicas envolvidas nas transformações do gases, marque a(s) alternativa(s) correta(s). a) Em uma transformação isobárica, o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor por ele recebido. b) Nas transformações adiabáticas, o trabalho realizado pelo gás é nulo. c) Em uma transformação isocórica, o volume permanece constante e o trabalho é nulo. d) Em uma transformação adiabática, o gás perde calor para o meio. e) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna do gás é menor do que zero. 16) De acordo com seus conhecimentos sobre Termodinâmica, analise as afirmações a seguir: I. Sempre que um corpo muda de fase, sob pressão constante, ele recebe ou cede calor e a sua temperatura varia. II. Quando se tem uma transformação isobárica, de certa massa de um gás perfeito, o aumento da temperatura fará com que aconteça um aumento de volume. III. Certa massa de um gás perfeito pode receber calor sem que a sua temperatura interna aumente. Isso ocorrerá se ele realizar trabalho igual à quantidade de calor que recebeu. IV. Em um processo de transformação isocórico, a temperatura de certa massa de um gás permanece constante. Dessas afirmativas, estão corretas apenas: a) I e III. b) I, II e III. c) II e III d) II e IV. 17) Uma máquina térmica possui rendimento de 40%. Admitindo-se que essa máquina receba 20 000 J por ciclo, calcule: a) O trabalho realizado. b) A quantidade de calor perdida para a fonte fria. 18) s refrigeradores são máquinas térmicas que retiram calor de uma fonte fria e a fornecem para uma fonte quente, a partir da realização de trabalho mecânico sobre um gás. O esquema abaixo representa o funcionamento de um refrigerador. a) b) c) d) e) Conforme o princípio do funcionamento de um refrigerador, e as leis da termodinâmica relacionadas a estes princípios, assinale a(s) alternativa(s) correta(s): Em um refrigerador, o trabalho realizado sobre o gás não consome outro tipo de energia. Quanto maior a diferença entre as temperaturas das fontes fria e quente, maior a quantidade de trabalho e energia gasta no refrigerador. Se a temperatura da fonte fria é igual a da fonte quente, o rendimento da máquina é máximo. A eficiência do refrigerador é determinada pela diferença do calor retirado da fonte fria e cedido à fonte quente. Na representação, a fonte fria é o ambiente onde o alimento fica no meio externo, o refrigerador é o motor, e a fonte quente é onde o alimento fica armazenado. 19) Um refrigerador recebe, a cada ciclo, 200 J de calor da sua parte interna a um trabalho de 20 J que ela recebe. a) Determine a quantidade de energia descartada para o ambiente externo. b) Calcule a eficiência dessa máquina. 20) Lucrécio, poeta e filósofo romano, acreditava que para enxergar um objeto era necessário que a luz saísse de nossos olhos e atingisse os objetos. Essa afirmação: a) está correta, porque só enxergamos os objetos quando estamos de olhos abertos. b) está correta, porque a luz propaga-se em linha reta, o que possibilita enxergarmos os objetos. c) está incorreta, porque os olhos não são uma fonte primária de luz. d) está incorreta, porque os raios de luz só saem do olho e não entram nele. e) está correta, porque a luz tem propriedade reversível. Se os raios entram nos olhos, eles também podem sair. 21) Explique a Segunda Lei da Termodinâmica. 22) A luz artificial foi uma grande conquista para o ser humano. Hoje em dia é praticamente impossível vivermos sem ela. Com relação às propriedades de propagação da luz, assinale a alternativa correta: a) Quando dois raios de luz se interceptam em um meio transparente e homogêneo, ocorre um cancelamento por estarem em fases contrárias. b) A luz sempre se propaga em linha reta, independentemente do meio de propagação. c) Ocorre mudança na trajetória de raios de luz quando esses se cruzam em um meio homogêneo e transparente. d) Se o motorista de um ônibus consegue enxergar uma pessoa utilizando um espelho, pode-se afirmar que a pessoa também consegue enxergar o motorista utilizando o mesmo espelho. e) Os raios luminosos conseguem contornar um obstáculo em um meio transparente e homogêneo sempre que este objeto for maior que o comprimento de onda. 23) Os meios de propagação são classificados, de acordo com as características da transmissão dos raios de luz no material, como: transparentes, translúcidos e opacos. Com base nessa informação e na imagem a seguir, podemos classificar os pontos A, B e C como sendo, respectivamente: a) b) c) d) e) opaco, translúcido e transparente. opaco, transparente e translúcido. translúcido, opaco e transparente. translúcido, transparente e opaco. transparente, translúcido e opaco. 24) Explique e represente: POR, PIR, POV, PIV. 25) Em lojas de conveniência, nas portas de ônibus, em cruzamentos e esquinas onde a visão é total ou parcialmente bloqueada é comum o uso de espelhos que aumentem o campo de visão. Este aumento ocorre pelo fato de que a imagem dos objetos é reduzida em comparação ao tamanho real. Assinale a alternativa que contém o tipo de espelho utilizado nestes locais, conforme a imagem abaixo. a) b) c) d) e) Espelhos côncavos e planos. Espelhos côncavos. Qualquer espelho cilíndrico. Espelhos convexos. Espelhos convergentes. 26) É comum encontrar em espelhos retrovisores de automóveis um adesivo com a seguinte frase: "Os objetos no espelho estão mais próximos do que parecem". Nesses espelhos, o uso desta frase se justifica pelo seguinte motivo: a) para ampliar o campo visual do motorista, são utilizados espelhos convexos que reduzem o tamanho das imagens, dando a sensação de que os objetos estão mais longe. b) para aumentar o tamanho das imagens, são utilizados espelhos côncavos, que dão a impressão de que os objetos estão mais próximos. c) o uso de espelhos planos pequenos faz com que se tenha a impressão de que os objetos são menores do que realmente são, aparentando estar mais longe. d) a distância das imagens até os olhos do motorista é maior do que a distância dos objetos até ele, dando a impressão que os objetos estão mais afastados. e) para aumentar a nitidez das imagens, são utilizados espelhos côncavos que produzem imagens reais e direitas, em quaisquer circunstâncias. 27) Como projeto de ciências, um estudante construiu um forno que utiliza os raios solares para cozinhar os alimentos. Para isso, ele montou uma estrutura espelhada, de tal modo que os raios solares incidam sobre um espelho e direcionem-se para um único ponto, onde é posicionado uma panela. A imagem abaixo ilustra este forno. Qual o tipo de espelho utilizado e onde é o ponto em que a panela deve ser posicionada, para que este artefato funcione? a) O espelho deve ser côncavo e o ponto deve estar no centro de curvatura. b) O espelho deverá ser convexo e o ponto no centro de curvatura. c) O espelho tem que ser côncavo e o ponto deve estar no foco. d) O espelho deve ser côncavo e o ponto localizado no vértice. e) O espelho deve ser plano e o ponto localizado no eixo principal. 28) O índice de refração de um meio pode ser definido como a razão da velocidade da luz nesse meio pela velocidade da luz no vácuo. A tabela abaixo apresenta o índice de refração de alguns materiais: Material Vácuo Água Glicerina Ar Diamante Quartzo Índice de refração 1,000 1,332 1,470 1,004 2,420 1,540 Com base nos índices de refração desses meios e no conceito desta grandeza, pode-se afirmar que: a) quando um feixe de luz passa do ar para a água sua velocidade aumenta. b) quando um feixe de luz passa do diamante para o ar sua velocidade diminui. c) a velocidade da luz na glicerina é inferior à velocidade da luz no quartzo. d) quanto menor o índice de refração, menor é a velocidade da luz naquele meio. e) a velocidade da luz é máxima quando se propaga no vácuo. 29) O halo solar é um fenômeno observado em dias sem nuvens. Nesse fenômeno, a radiação solar contorna as partículas (ou gotículas) de água presentes na atmosfera, produzindo um efeito conforme o que se pode observar na imagem abaixo. O fenômeno óptico que explica a ocorrência dos halos solares é a: a) refração da luz. b) difração da luz. c) reflexão da luz. d) polarização da luz. e) independência dos raios de luz. 30) Em algumas situações, podemos observar o aparecimento de regiões de diferentes cores em superfícies onde a luz é refletida, como, por exemplo, as faixas coloridas em um CD ou em bolhas de sabão ou mesmo o colorido em poças-d’água junto a postos de gasolina, em dias chuvosos. Esse fenômeno é devido: a) À refração da luz; b) Ao efeito fotoelétrico; c) À polarização da luz; d) À interferência das ondas luminosas e) À reflexão da luz. 31) Cite e explique as leis da reflexão. 32) Explique como funciona a formação de imagens em espelhos planos. 33) Explique qual a diferença entre sistema astigmático e sistema estigmático. 34) Cite e explique as leis da refração. Explique também o que é um dioptro. ORIENTAÇÕES: Resolver todas as questões à caneta em folha almaço. Estudar pela lista de exercícios.