Exercícios de Física - Recuperação

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<p>LISTA DE EXERCÍCIOS – RECUPERAÇÃO DE FÍSICA – PROF. PEDRO RIBEIRO</p><p>1. (Unesp 2021) Mediante aprovação pelo Comitê de Ética na Experimentação Animal, um laboratório realizou</p><p>um experimento no qual um animal foi colocado em contato com água pura (c 1cal g C),=   contida no interior</p><p>de um recipiente fechado e isolado termicamente. As massas do animal e da água eram equivalentes e iguais</p><p>a 500 g. As temperaturas iniciais do animal e da água eram 38 C e 20 C, respectivamente. Ao final do</p><p>experimento, o animal foi recuperado sem sofrimento ou risco à vida e com a mesma taxa metabólica do início</p><p>do experimento. Constatou-se que a água atingiu o equilíbrio térmico a 38 C.</p><p>O animal utilizado no experimento e a quantidade de calorias transferida para a água foram</p><p>a) um peixe e 18.000 calorias.</p><p>b) uma galinha e 9.000 calorias.</p><p>c) uma galinha e 18.000 calorias.</p><p>d) um sapo e 18.000 calorias.</p><p>e) um sapo e 9.000 calorias.</p><p>2. (Ufjf-pism 3 2021) Considere dois resistores cilíndricos de comprimento 0L . O primeiro possui área da</p><p>seção reta 1A e resistividade uniforme 1.ρ O segundo, uma área da seção reta 2 1A 2 A= e resistividade</p><p>uniforme 2.ρ Para que a potência dissipada nesse segundo resistor dobre de valor, quando submetida a</p><p>mesma corrente que o primeiro, qual será o valor de 2ρ quando comparado com 1?ρ</p><p>a) 12 .ρ</p><p>b) 1</p><p>1</p><p>.</p><p>2</p><p>ρ</p><p> </p><p> </p><p> </p><p>c) 14 .ρ</p><p>d) 1</p><p>1</p><p>.</p><p>4</p><p>ρ</p><p> </p><p> </p><p> </p><p>e) 1.ρ</p><p>3. (Unesp 2021) Procurando economizar energia, Sr. Artur substituiu seu televisor de LCD de 100 W por um</p><p>de LED de 60 W, pelo qual pagou R$ 1.200,00. Considere que o Sr. Artur utilizará seu novo televisor, em</p><p>média, durante cinco horas por dia e que 1kWh de energia elétrica custe R$ 0,50. O valor pago pelo novo</p><p>televisor corresponderá à energia elétrica economizada devido à troca dos televisores em, aproximadamente,</p><p>a) 450 meses.</p><p>b) 400 meses.</p><p>c) 600 meses.</p><p>d) 550 meses.</p><p>e) 500 meses.</p><p>4. (Unesp 2021) Uma família saiu de casa no mês de julho de 2020 e esqueceu de desligar da tomada alguns</p><p>dos aparelhos elétricos de sua residência, deixando-os em stand-by (modo de espera). As figuras mostram as</p><p>indicações no medidor da energia elétrica na residência nos dias 01.07.2020 e 30.07.2020, período de 30 dias</p><p>em que essa família esteve ausente.</p><p>A potência total de todos os aparelhos que permaneceram em modo de espera durante a ausência da família</p><p>é de</p><p>a) 20 W.</p><p>b) 50 W.</p><p>c) 2,0 W.</p><p>d) 0,5 W.</p><p>e) 5,0 W.</p><p>TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:</p><p>Lâmpadas de luz ultravioleta (UV) são indicadas para higienização e esterilização de objetos e ambientes em</p><p>razão do seu potencial germicida.</p><p>5. (Unicamp 2021) Em outro processo de esterilização, uma lâmpada UV de potência P 60 W= funciona sob</p><p>uma diferença de potencial elétrico U 100 V.= A potência elétrica pode ser expressa também em kVA, sendo</p><p>1kVA 1000 V 1 A 1000 W.=  = A corrente elétrica i do circuito que alimenta a lâmpada é igual a</p><p>a) 0,36 A.</p><p>b) 0,60 A.</p><p>c) 1,6 A.</p><p>d) 3,6 A.</p><p>6. (Unicamp 2021) Considere uma lâmpada UV de potência P 100 W= que funcione por t 15Δ = minutos</p><p>durante o processo de esterilização de um objeto. A energia elétrica consumida pela lâmpada nesse processo</p><p>é igual a</p><p>a) 0,0066 kWh.</p><p>b) 0,015 kWh.</p><p>c) 0,025 kWh.</p><p>d) 1,5 kWh.</p><p>7. (Fmj 2021) O otoscópio é um instrumento médico utilizado para visualizar e examinar o canal auditivo</p><p>externo e a membrana timpânica. Nele há uma fonte de luz para iluminar a região a ser visualizada e uma</p><p>lente que produz uma imagem aumentada. A propaganda de certo otoscópio informa que ele possui uma</p><p>lâmpada LED de 2,5 V, que fornece luz branca, e uma lente que permite obter um aumento de três vezes.</p><p>A lâmpada do otoscópio, quando acesa, é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade 20 mA. Nessa</p><p>situação, a energia consumida por ela durante 40 segundos é</p><p>a) 0,80 J.</p><p>b) 1,2 J.</p><p>c) 1,6 J.</p><p>d) 1,0 J.</p><p>e) 2,0 J.</p><p>8. (Enem 2020) Um estudante tem uma fonte de tensão com corrente contínua que opera em tensão fixa de</p><p>12 V. Como precisa alimentar equipamentos que operam em tensões menores, ele emprega quatro resistores</p><p>de 100 Ω para construir um divisor de tensão. Obtém-se este divisor associando os resistores, como exibido</p><p>na figura. Os aparelhos podem ser ligados entre os pontos A, B, C, D e E, dependendo da tensão</p><p>especificada.</p><p>Ele tem um equipamento que opera em 9,0 V com uma resistência interna de 10 k .Ω</p><p>Entre quais pontos do divisor de tensão esse equipamento deve ser ligado para funcionar corretamente e qual</p><p>será o valor da intensidade da corrente nele estabelecida?</p><p>a) Entre A e C; 30 mA.</p><p>b) Entre B e E; 30 mA.</p><p>c) Entre A e D; 1,2 mA.</p><p>d) Entre B e E; 0,9 mA.</p><p>e) Entre A e E; 0,9 mA.</p><p>9. (Uece 2020) O choque elétrico caracteriza-se pela passagem da corrente elétrica através do corpo (animal</p><p>ou humano), podendo apresentar vários efeitos, conforme a região atravessada pela referida corrente. O</p><p>quadro, a seguir, indica a intensidade da corrente e o respectivo efeito causado no organismo:</p><p>INTENSIDADE DE</p><p>CORRENTE (mA)</p><p>EFEITO</p><p>1 a 10 “formigamento”</p><p>10 a 20 sensações dolorosas</p><p>20 a 100 dificuldades respiratórias</p><p>100 a 200 fibrilação cardíaca</p><p>Acima de 200</p><p>graves queimaduras e</p><p>parada cardíaca</p><p>Uma pessoa com a pele seca apresenta uma resistência de 100.000 .Ω Com o corpo molhado, essa</p><p>resistência diminui para cerca de 1.000 .Ω</p><p>Considerando que uma pessoa, ao sair do banheiro, molhada, sofra um choque em uma tomada de 220 V, é</p><p>correto afirmar que ela estará submetida ao efeito correspondente a</p><p>a) dificuldades respiratórias.</p><p>b) graves queimaduras e parada cardíaca.</p><p>c) fibrilação cardíaca.</p><p>d) sensações dolorosas.</p><p>10. (Ufpr 2020) As propriedades elétricas de dois resistores A e B foram investigadas, e os dados obtidos</p><p>para eles foram dispostos na forma de um gráfico V i, em que V é a tensão aplicada e i é a corrente</p><p>elétrica que por eles circula. As curvas para os resistores A (linha cheia) e B (linha tracejada) são</p><p>apresentadas na figura a seguir.</p><p>Com base nos dados apresentados, considere as seguintes afirmativas:</p><p>1. O resistor B é ôhmico.</p><p>2. Os resistores têm resistências iguais quando submetidos a uma tensão de 10 V.</p><p>3. A potência dissipada pelo resistor A quando submetido a uma tensão de 20 V vale 0,6 W.</p><p>4. O resistor B apresenta uma resistência de 50 Ω quando submetido a uma tensão de 5 V.</p><p>Assinale a alternativa correta.</p><p>a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.</p><p>b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.</p><p>c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.</p><p>d) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.</p><p>e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.</p><p>11. (Famerp 2020) O gráfico mostra a intensidade da corrente elétrica que percorre o filamento de uma</p><p>pequena lâmpada incandescente em função da diferença de potencial aplicada entre seus terminais.</p><p>A potência elétrica dissipada pelo filamento dessa lâmpada, quando ele é percorrido por uma corrente elétrica</p><p>de intensidade 0,4 A, é</p><p>a) 5,00 W.</p><p>b) 0,68 W.</p><p>c) 3,20 W.</p><p>d) 0,20 W.</p><p>e) 0,80 W.</p><p>12. (Fcmmg 2020) As lâmpadas incandescentes de filamento foram substituídas no mercado devido a sua</p><p>baixa eficiência energética. A maior parte da energia elétrica que essas lâmpadas transformavam se dissipava</p><p>na forma de calor, e pouco era aproveitado como fonte de luz. Entretanto, elas são usadas hoje como item de</p><p>decoração, como mostra a figura.</p><p>O gráfico mostra a relação entre a resistividade do filamento da lâmpada e sua temperatura.</p><p>O comprimento do filamento de uma lâmpada de 40W 120V− é de 30 cm e o diâmetro de seu fio cilíndrico é</p><p>de 0,03 mm. Considerando 3,π = a temperatura do filamento, quando</p><p>a lâmpada está acesa, é de,</p><p>aproximadamente:</p><p>a) 700 C.</p><p>b) 1500 C.</p><p>c) 2000 C.</p><p>d) 2500 C.</p><p>13. (Enem PPL 2020) Nos chuveiros elétricos, a água entra em contato com uma resistência aquecida por</p><p>efeito Joule. A potência dissipada pelo aparelho varia em função da tensão à qual está ligado e do valor da</p><p>resistência elétrica escolhida com a chave seletora. No quadro estão indicados valores de tensão e as</p><p>possíveis resistências para cinco modelos de chuveiro. Nesse quadro, o valor das resistências é medido a</p><p>partir da extremidade esquerda.</p><p>Chuveiro Tensão Posição de seleção da resistência elétrica</p><p>A 127 V</p><p>B 127 V</p><p>C 220 V</p><p>D 220 V</p><p>E 220 V</p><p>Qual chuveiro apresenta a maior potência elétrica?</p><p>a) A</p><p>b) B</p><p>c) C</p><p>d) D</p><p>e) E</p><p>14. (Upf 2021) A arte de preparar a água para um banho consiste no desafio de encontrar a temperatura</p><p>adequada. Para isso, costuma-se misturar água quente e fria até chegar à temperatura desejada. Imaginemos</p><p>a situação de uma mãe que deseja que a temperatura do banho de seu filho seja de 30 C e, para isso, ela</p><p>possui um litro de água a 70 C e uma quantidade X de água a 10 C. Considerando que a banheira é um</p><p>recipiente ideal e que não há perdas de calor para o meio, pode-se dizer que a quantidade, em litros, de água</p><p>a 10 C que a mãe deve acrescentar a banheira é de (considere que as densidades da água quente e da</p><p>água fria são iguais):</p><p>a) 2</p><p>b) 1</p><p>c) 3</p><p>d) 4</p><p>e) 5</p><p>15. (Famema 2021) Sabendo que o calor específico da água tem por definição o valor 1cal (g C),  um</p><p>estudante deseja determinar o valor do calor específico de um material desconhecido. Para isso, ele dispõe de</p><p>uma amostra de 40 g desse material, de um termômetro na escala Celsius, de um recipiente de capacidade</p><p>térmica desprezível e de uma fonte de calor de fluxo invariável.</p><p>Primeiramente, o estudante coloca 100 g de água no interior do recipiente e observa que, para elevar de</p><p>20 C a temperatura dessa quantidade de água, são necessários 5 minutos de exposição à fonte de calor. Em</p><p>seguida, o estudante esvazia o recipiente e coloca em seu interior a amostra, verificando que, para elevar de</p><p>20 C a temperatura da amostra, a exposição à mesma fonte de calor deve ser de 1 minuto apenas.</p><p>O valor do calor específico procurado pelo estudante é</p><p>a) 0,6 cal (g C). </p><p>b) 0,5 cal (g C). </p><p>c) 0,1cal (g C). </p><p>d) 0,2 cal (g C). </p><p>e) 0,4 cal (g C). </p><p>16. (Unicamp 2021) Um microchip de massa 6m 2,0 10 g−=  é composto majoritariamente de silício. Durante</p><p>um minuto de funcionamento, o circuito elétrico do dispositivo dissipa, na forma térmica, uma quantidade de</p><p>energia Q 0,96 mJ.= Considere que o calor específico do silício é o Sic 800 J kg C.=  Caso não houvesse</p><p>nenhum mecanismo de escoamento de calor para fora do dispositivo, em quanto sua temperatura aumentaria</p><p>após esse tempo de funcionamento?</p><p>a) 14,8 10 C. </p><p>b) 21,6 10 C. </p><p>c) 26,0 10 C. </p><p>d) 31,2 10 C. </p><p>17. (Ufpr 2020) Um objeto de massa m 500 g= recebe uma certa quantidade de calor Q e, com isso, sofre</p><p>uma variação de temperatura T.Δ A relação entre TΔ e Q está representada no gráfico a seguir.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do calor específico c desse objeto.</p><p>a) c 2 J g C.=  </p><p>b) c 4 J g C.=  </p><p>c) c 8 J g C.=  </p><p>d) c 16 J g C.=  </p><p>e) c 20 J g C.=  </p><p>18. (Ufrgs 2020) No início do mês de julho de 2019, foram registradas temperaturas muito baixas em várias</p><p>cidades do país. Em Esmeralda, no Rio Grande do Sul, a temperatura atingiu 2 C−  e pingentes de água</p><p>congelada formaram-se em alguns lugares na cidade.</p><p>O calor específico do gelo é 2,1kJ (kg C), e o calor latente de fusão da água é igual a 330 kJ kg.</p><p>Sabendo que o calor específico da água é o dobro do calor específico do gelo, calcule a quantidade de calor</p><p>por unidade de massa necessária para que o gelo a 2 C−  se transforme em água a 10 C.</p><p>a) 355,2 kJ kg</p><p>b) 367,8 kJ kg</p><p>c) 376,2 kJ kg</p><p>d) 380,4 kJ kg</p><p>e) 384,6 kJ kg</p><p>19. (Famerp 2020) Colocou-se certa massa de água a 80 C em um recipiente de alumínio de massa 420 g</p><p>que estava à temperatura de 20 C. Após certo tempo, a temperatura do conjunto atingiu o equilíbrio em</p><p>70 C. Considerando que a troca de calor ocorreu apenas entre a água e o recipiente, que não houve perda</p><p>de calor para o ambiente e que os calores específicos do alumínio e da água sejam, respectivamente, iguais a</p><p>29,0 10 J (kg C)  e 34,2 10 J (kg C),  a quantidade de água colocada no recipiente foi</p><p>a) 220 g.</p><p>b) 450 g.</p><p>c) 330 g.</p><p>d) 520 g.</p><p>e) 280 g.</p><p>20. (G1 - col. naval 2020) Na ausência de um chuveiro elétrico, um estudante decide, para tomar um banho</p><p>morno, misturar numa banheira duas panelas com água a 100 C e oito panelas de mesmo volume com água</p><p>a 20 . Conclui-se, desprezando as perdas de calor para o ambiente, que a temperatura, em C, obtida na</p><p>água da banheira foi de:</p><p>a) 30</p><p>b) 32</p><p>c) 34</p><p>d) 36</p><p>e) 38</p><p>21. (Enem 2020) Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa</p><p>ideal (26 C a 28 C), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a</p><p>temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com</p><p>termostato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W</p><p>otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já</p><p>que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico</p><p>1 14,0 kJ kg K− − e a densidade 11kgL .−</p><p>Se o sistema de aquecimento for desligado por 1h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura</p><p>da água do aquário?</p><p>a) 4,0 C</p><p>b) 3,6 C</p><p>c) 0,9 C</p><p>d) 0,6 C</p><p>e) 0,3 C</p><p>22. (Fcmmg 2020) Uma pedra de gelo, inicialmente à 30 C−  é aquecida, no nível do mar, até atingir 110 C</p><p>e para isso absorve 1480 Kcal. Considere desprezível a capacidade térmica do recipiente. Sabe-se que os</p><p>calores específicos da água nas fases sólida, líquida e gasosa são respectivamente 0,5 cal g C, </p><p>1,0 cal g C  e 0,5 cal g C  e que os calores de fusão e vaporização dessa substância são respectivamente</p><p>80 cal g e 540 cal g.</p><p>A massa de gelo envolvida nessa situação é de:</p><p>a) 2,0 kg.</p><p>b) 0,020 kg.</p><p>c) 2,0 g.</p><p>d) 0,2 g.</p><p>23. (Eear 2020) Em um recente trabalho, os pesquisadores de uma instituição concluíram que 500 mL do</p><p>total de água pura utilizada durante o processo de fabricação de um copo plástico são “perdidos” devido a</p><p>mudança do estado líquido para o estado de vapor a 100 C. Em termos de energia, essa quantidade de água</p><p>pura “perdida” equivale, em calorias, a ____.</p><p>Considere:</p><p>1. que a água pura, antes de entrar no processo de fabricação, está a 25 C;</p><p>2. calor específico da água pura igual a 1cal g C;</p><p>3. calor latente de vaporização da água pura igual a 540 cal g; e</p><p>4. a densidade da água pura igual a 31g cm .</p><p>a) 270</p><p>b) 307,5</p><p>c) 270000</p><p>d) 307500</p><p>TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:</p><p>Leia com atenção o texto abaixo e responda à(s) questão(ões) a seguir.</p><p>Propriedades físicas de algumas substâncias</p><p>(Todos os dados da tabela são válidos para pressão de 1 atm)</p><p>Substância</p><p>Temperatura de</p><p>Fusão</p><p>Temperatura de</p><p>Ebulição</p><p>Calor Latente de</p><p>Fusão</p><p>Calor Latente de</p><p>Ebulição</p><p>Ouro 1063 C 2660 C 64,4 cal g 377 cal g</p><p>Chumbo 327 C 1750 C 5,5 cal g 208 cal g</p><p>Água 0  100 C 80 cal g 540 cal g</p><p>Mercúrio 39 C−  68 C 2,82 cal g 68 cal g</p><p>24. (S1 - ifsul 2020) Uma fonte de calor é capaz de emitir, em potência máxima,</p><p>550 calorias por minuto.</p><p>Supondo que toda a quantidade de calor emitida pela fonte é absorvida por 100 g de chumbo, quanto tempo</p><p>essa fonte gastaria para fundir completamente essa massa de chumbo, inicialmente à temperatura de</p><p>327 C?</p><p>a) 0,50 min.</p><p>b) 1,00 min.</p><p>c) 14,5 min.</p><p>d) 37,8 min.</p><p>Gabarito:</p><p>Resposta da questão 1:</p><p>[B]</p><p>[Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia]</p><p>O animal utilizado no experimento foi a galinha, um animal endotérmico (diferentemente de peixes e anfíbios),</p><p>que utiliza o calor gerado pelo próprio metabolismo para manter a temperatura corporal relativamente</p><p>constante; evidenciado pela temperatura constante do animal no início e no fim do experimento, de 38°C.</p><p>[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]</p><p>A galinha é um animal homeotermo cuja temperatura é maior do que a de um sapo (anfíbio). Logo, a galinha</p><p>trocou calor com a água, que atingiu o equilíbrio térmico, ou seja, a temperatura da água passou de 20 C</p><p>para 38 C.</p><p>O calor envolvido no processo descrito no texto pode ser calculado da seguinte maneira:</p><p>( )</p><p>( ) ( )</p><p>Δ</p><p>−</p><p>−</p><p>=   </p><p>=</p><p>=  </p><p>=       − </p><p>=</p><p>1</p><p>1</p><p>c 1cal g C</p><p>m 500 g</p><p>Q m c T</p><p>Q 500 g 1cal g C 38 C 20 C</p><p>Q 9000 cal</p><p>[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]</p><p>A quantidade de calorias transferida é equivalente à energia necessária para elevar a temperatura de 500 g</p><p>de água de 20 C para 38 C. Ou seja:</p><p>( )</p><p>Q m c</p><p>Q 500 1 38 20</p><p>Q 9000 cal</p><p>Δθ=  </p><p>=   −</p><p> =</p><p>E para que o animal mantivesse a sua temperatura após transferir calor para a água, ele deve ser</p><p>homeotermo, pois é capaz de gerar calor a partir do próprio metabolismo. Sendo assim, dentre as opções, se</p><p>trata de uma galinha.</p><p>Resposta da questão 2:</p><p>[C]</p><p>Da segunda lei de Ohm:</p><p>1 0</p><p>1</p><p>1 01 1</p><p>2 0 2</p><p>2</p><p>2</p><p>L</p><p>R</p><p>LA R</p><p>L R</p><p>R</p><p>A</p><p>ρ</p><p>ρ</p><p>ρ</p><p></p><p>=</p><p></p><p>  =</p><p> =</p><p></p><p></p><p>1A</p><p>12 A</p><p></p><p>2 0Lρ</p><p>1</p><p>1 2</p><p>2</p><p>R 2R</p><p>ρ</p><p>ρ</p><p> =</p><p>Aplicando a expressão da potência dissipada no resistor:</p><p>2</p><p>2 1 2P 2P R i=  2</p><p>12R i= 2 R 22 2 R= 1</p><p>2 1</p><p>2</p><p>4</p><p>ρ</p><p>ρ ρ</p><p>ρ</p><p> </p><p> = </p><p> </p><p>Resposta da questão 3:</p><p>[B]</p><p>A potência economizada com a nova televisão será de 40 W. Assim, a energia em kWh economizada por</p><p>mês será:</p><p>( ) ( ) ( )E kWh P kW t hΔ= </p><p>kWh 1kW 5 h kWh</p><p>E 40 W 30 d E 6</p><p>mês 1000 W d mês</p><p> </p><p>=     = </p><p> </p><p>Economia ( )C mensal em reais:</p><p>kWh R$ 0,50 R$ 3,00</p><p>C 6 C</p><p>mês kWh mês</p><p>=   =</p><p>Tempo ( )tΔ para a economia mensal pagar o investimento da nova televisão:</p><p>valor TV R$ 1200,00</p><p>t t t 400 meses</p><p>R$ 3,00economia</p><p>mês</p><p>Δ Δ Δ=  =  =</p><p>Resposta da questão 4:</p><p>[B]</p><p>Energia elétrica consumida nos 30 dias:</p><p>E 320251 320287</p><p>E 36 kWh</p><p>= −</p><p>=</p><p>Tempo em horas para 30 dias:</p><p>t 30 24</p><p>t 720 h</p><p>Δ</p><p>Δ</p><p>= </p><p>=</p><p>Logo, a potência total dos aparelhos é de:</p><p>E 36000</p><p>P</p><p>t 720</p><p>P 50 W</p><p>Δ</p><p>= =</p><p> =</p><p>Resposta da questão 5:</p><p>[B]</p><p>P 60</p><p>P Ui i i 0,60A.</p><p>U 100</p><p>=  = =  =</p><p>Resposta da questão 6:</p><p>[C]</p><p>Dados:</p><p>1</p><p>P 100 W 0,1kW; t 15min h 0,25h.</p><p>4</p><p>Δ= = = = =</p><p>E P t 0,1 0,25 E 0,025 kWh.Δ Δ Δ= =   =</p><p>Resposta da questão 7:</p><p>[E]</p><p>A energia consumida (E) é o produto da potência (P) pelo tempo (t) e a potência é o produto da tensão (U)</p><p>pela corrente (i), , assim, juntando as duas expressões, temos:</p><p>P Ui</p><p>E P t E U i t</p><p>= </p><p>=  ⎯⎯⎯⎯→ =  </p><p>Substituindo os valores e passando a corrente para ampères:</p><p>3E U i t 2,5 V 20 10 A 40 s E 2 J−=   =     =</p><p>Resposta da questão 8:</p><p>[D]</p><p>Como os resistores são iguais, as tensões entre dois terminais consecutivos também são iguais. Assim:</p><p>AB BC CD DE</p><p>12</p><p>U U U U 3 V</p><p>4</p><p>= = = = =</p><p>Como seu equipamento é de 9 V, serão necessários três intervalos. Então a ligação pode ser feita entre os</p><p>pontos A e D ou entre B e E.</p><p>A figura ilustra uma dessas possíveis ligações.</p><p>Aplicando a 1ª lei de Ohm ao equipamento:</p><p>3</p><p>BE 3</p><p>U 9</p><p>U Ri i i i 0,9 10 i 0,9mA</p><p>R 10 10</p><p>−=  =  =  =   =</p><p></p><p>OBS: Rigorosamente, quando o equipamento é ligado, modifica-se o circuito e a tensão fica diferente de 9 V.</p><p>Mas essa diferença pode ser desprezada, pois resistência do equipamento é muito maior do que as dos</p><p>resistores que fazem a divisão de tensão</p><p>Resposta da questão 9:</p><p>[B]</p><p>Calculando a corrente elétrica:</p><p>3U 220</p><p>U Ri i i 220 10 i 220 mA</p><p>R 1.000</p><p>−=  = =  =   =</p><p>Acima de 200 mA: graves queimaduras e parada cardíaca.</p><p>Resposta da questão 10:</p><p>[D]</p><p>[1] (V) O resistor B é ôhmico, pois o gráfico da tensão em função da corrente é uma reta passando pela</p><p>origem.</p><p>[2] (V) Os resistores têm resistências iguais quando submetidos a uma tensão de 10 V, pois a corrente elétrica</p><p>também tem mesmo valor para os dois resistores.</p><p>[3] (V) A potência dissipada pelo resistor A quando submetido a uma tensão de 20 V vale 0,6 W.</p><p>Para o resistor A, quando a tensão e 20 V a corrente é 30 mA ou 0,03 A. Assim:</p><p>P Ui 20 0,03 P 0,6 W.= =   =</p><p>[4] (F) O resistor B apresenta uma resistência de 50 Ω quando submetido a uma tensão de 5 V.</p><p>O resistor B é ôhmico. Para a tensão de 5 V a corrente é 10 mA 0,01 A.=</p><p>Aplicando a 1ª lei de Ohm:</p><p>U 5</p><p>R R 500 .</p><p>i 0,01</p><p>Ω= =  =</p><p>Resposta da questão 11:</p><p>[E]</p><p>Para a corrente elétrica dada, a diferença de potencial observada no gráfico é de 2,0 V.</p><p>Assim, para a corrente elétrica e a diferença de potencial aplicadas temos:</p><p>P U i= </p><p>onde:</p><p>P = potência elétrica dissipada em watts;</p><p>U = diferença de potencial elétrico em volts;</p><p>i = intensidade da corrente elétrica em ampères.</p><p>Logo,</p><p>P 2,0 V 0,4 A P 0,8 W=   =</p><p>Resposta da questão 12:</p><p>[D]</p><p>Resistência elétrica da lâmpada:</p><p>2 2U 120</p><p>P 40 R 360</p><p>R R</p><p>Ω=  =  =</p><p>Resistividade da lâmpada:</p><p>( )</p><p>8</p><p>2</p><p>5</p><p>L 0,3</p><p>R 360 81 10 m</p><p>A</p><p>3 1,5 10</p><p>ρ ρ ρ Ω−</p><p>−</p><p>=  =  =  </p><p> </p><p>Portanto, pelo gráfico, concluímos que a temperatura é de aproximadamente 2500 C.</p><p>Resposta da questão 13:</p><p>[C]</p><p>Da expressão da potência elétrica que relaciona tensão e resistência:</p><p>2U</p><p>P .</p><p>R</p><p>=</p><p>Ela mostra que a potência é diretamente proporcional ao quadrado da tensão e inversamente proporcional a</p><p>resistência. Ou seja, o chuveiro que apresenta maior potência é aquele de maior tensão e menor resistência.</p><p>Para 127 V, a menor resistência é 3,2 ;Ω para 220 V é 8 .Ω Comparando os valores de potência para esses</p><p>dois casos:</p><p>2</p><p>B B2</p><p>máx C</p><p>2</p><p>C C</p><p>127</p><p>P P 5040W</p><p>U 3,2</p><p>P P P 6050W</p><p>R 220</p><p>P P 6050W</p><p>8</p><p></p><p>=  =</p><p></p><p>=  = =</p><p></p><p>=  =</p><p></p><p>Resposta da questão 14:</p><p>[A]</p><p>A quantidade X de litros de água a 10 C equivale a:</p><p>( ) ( )</p><p>=</p><p>+ =</p><p>  − +   − =</p><p>− + =</p><p> = =</p><p>70</p><p>Q 0</p><p>m c Xc 0</p><p>1000 1 30 70 X 1 30 10 0</p><p>40000 20X 0</p><p>X 2000 g 2 L</p><p>Σ</p><p>Δθ Δθ</p><p>Resposta da questão 15:</p><p>[B]</p><p>Potência da fonte de calor:</p><p>água águam c 100 1 20</p><p>P P 400 cal min</p><p>t 5</p><p>Δθ</p><p>Δ</p><p> </p><p>= =  =</p><p>Sendo a potência constante, o calor específico da amostra vale:</p><p>am am am</p><p>am</p><p>m c 40 c 20</p><p>P 400</p><p>t 1</p><p>c 0,5 cal g C</p><p>Δθ</p><p>Δ</p><p> </p><p>=  =</p><p> =  </p><p>Resposta da questão 16:</p><p>[C]</p><p>Dados: 6 9 5 2</p><p>sim 2 10 g 2 10 kg; Q 0,96mJ 96 10 J; c 8 10 J kg C.− − −=  =  = =  =  </p><p>Da expressão do calor sensível:</p><p>5</p><p>2</p><p>9 2</p><p>Q 96 10</p><p>Q mc T T T 6,0 10 C.</p><p>mc 2 10 8 10</p><p>Δ Δ Δ</p><p>−</p><p>−</p><p></p><p>=  = =  =  </p><p>  </p><p>Resposta da questão 17:</p><p>[B]</p><p>Quando Q 120kJ 120.000J,= = a variação da temperatura é T 60 C.Δ =  Usando a equação do calor sensível:</p><p>Q 120.000</p><p>Q mc T c c 4cal g C</p><p>m T 500 60</p><p>Δ</p><p>Δ</p><p>=  = =  = </p><p></p><p>Resposta da questão 18:</p><p>[C]</p><p>Neste processo, o gelo deve receber calor em três etapas, duas delas através do calor sensível que modifica a</p><p>sua temperatura e na outra etapa, o calor latente para a mudança de fase.</p><p>1°) Aquecimento do gelo até a temperatura de fusão:</p><p>( )( )1 1</p><p>1 gelo</p><p>Q QkJ kJ</p><p>Q m c T 2,1 0 2 C 4,2</p><p>m kg C m kg</p><p>Δ=    = − −   =</p><p></p><p>2°) Derretimento do gelo:</p><p>2</p><p>2 fusão</p><p>Q kJ</p><p>Q m L 330</p><p>m kg</p><p>=   =</p><p>3°) Aquecimento final:</p><p>( )3 3</p><p>3 água</p><p>Q QkJ kJ</p><p>Q m c T 4,2 10 0 C 42</p><p>m kg C m kg</p><p>Δ=    = −   =</p><p></p><p>Portanto, a razão da quantidade de calor por unidade de massa total será:</p><p>( )</p><p>tot 31 2</p><p>tot tot</p><p>Q QQ Q</p><p>m m m m</p><p>Q QkJ kJ</p><p>4,2 330 42 376,2</p><p>m kg m kg</p><p>= + +</p><p>= + +  =</p><p>Resposta da questão 19:</p><p>[B]</p><p>O equilíbrio térmico no sistema recipiente-água é determinado pelas trocas térmicas entre a água água(Q ) e o</p><p>recipiente A(Q ), sendo que não havendo troca com o meio externo e nem perdas, o somatório dos calores</p><p>sensíveis de ambos é nulo.</p><p>Para a água:</p><p>( )</p><p>água água água</p><p>3</p><p>água água</p><p>Q m c T</p><p>J J</p><p>Q m 4,2 10 70 80 C Q 42000 m</p><p>kg C kg</p><p>Δ=  </p><p>=    −   = − </p><p> </p><p>Para o recipiente:</p><p>( )</p><p>A A A</p><p>2</p><p>A Al</p><p>Q m c T</p><p>J</p><p>Q 0,420 kg 9,0 10 70 20 C Q 18900 J</p><p>kg C</p><p>Δ=  </p><p>=    −   =</p><p> </p><p>Para o equilíbrio térmico:</p><p>água AQ 0 Q Q 0</p><p>J J 18900 J</p><p>42000 m 18900 J 0 18900 J 42000 m m m 0,450 kg 450 g</p><p>Jkg kg</p><p>42000</p><p>kg</p><p>=  + =</p><p>−  + =  =   =  = =</p><p></p><p>Resposta da questão 20:</p><p>[D]</p><p>Dentro das considerações, o sistema é termicamente isolado.</p><p>quente friaQ Q 0 2mc+ =  ( )T 100 8mc− + ( )T 20</p><p>T 100 4T 80 0 5T 180 T 36 C</p><p>− </p><p>− + − =  =  = </p><p>Resposta da questão 21:</p><p>[C]</p><p>Se a potência de 50 W mantém constante a temperatura da água no aquário, significa que a taxa de</p><p>resfriamento é de 50 W.</p><p>Aplicando a expressão da potência térmica:</p><p>Q</p><p>P Q P t mc T P t Vc T P t</p><p>t</p><p>P t 50 3600</p><p>T T T 0,9 C</p><p>Vc 1 50 4000</p><p>Δ Δ Δ ρ Δ Δ</p><p>Δ</p><p>Δ</p><p>Δ Δ Δ</p><p>ρ</p><p>=  =  =  = </p><p></p><p>=  =  = </p><p> </p><p>Resposta da questão 22:</p><p>[A]</p><p>Sendo 1Q , 2Q , 3Q , 4Q , e 5Q , respectivamente, os calores para que o gelo esquente até 0 C, para que o</p><p>gelo derreta, para que a água proveniente do gelo aqueça até 100 C, para que a água vaporize e para que o</p><p>vapor aqueça até 110 C, temos:</p><p>( ) ( ) ( )</p><p>1 2 3 4 5 total</p><p>3</p><p>gelo 1 fus água 3 vap vap 5</p><p>3</p><p>3</p><p>3</p><p>Q Q Q Q Q Q</p><p>mc mL mc mL mc 1480 10</p><p>m 0,5 0 30 m 80 m 1 100 0 m 540 m 0,5 110 100 1480 10</p><p>15m 80m 100m 540m 5m 1480 10</p><p>740m 1480 10</p><p>m 2 kg</p><p>Δθ Δθ Δθ</p><p>+ + + + =</p><p>+ + + + = </p><p>  + +  +   − +  +   − = </p><p>+ + + + = </p><p>= </p><p> =</p><p>Resposta da questão 23:</p><p>[D]</p><p>Quantidade de energia envolvida no processo:</p><p>( )</p><p>Q mc mL</p><p>Q 500 1 100 25 500 540</p><p>Q 307500 cal</p><p>Δθ= +</p><p>=   − + </p><p>=</p><p>Resposta da questão 24:</p><p>[B]</p><p>Como a temperatura inicial do chumbo é igual à sua temperatura de fusão à pressão atmosférica, o calor</p><p>cedido pela fonte é equivalente ao calor latente (Q), e este é igual ao produto da potência da fonte pelo tempo.</p><p>Q m L= </p><p>Q P t= </p><p>Assim, juntando as equações e substituindo os valores:</p><p>m L 100 g 5,5 cal g</p><p>P t m L t t 1,00 min.</p><p>P 550 cal min</p><p> </p><p> =   = =  =</p>