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152 Fí si ca - 1. 00 0 Q ue st õe s 5. Duas pessoas, uma na cidade de Santos, no litoral pau- lista, e a outra na cidade de La Paz, capital da Bolívia, a 3.600 m de altitude em relação ao nível do mar, colocam simultaneamente a mesma quantidade de gelo a – 20 °C em panelas abertas e levam essas panelas ao fogo para observar a fusão do gelo e a vaporização da água líquida. O gráfico representa o diagrama de fases da água. Considerando as informações do gráfico e que as chamas utilizadas pelas duas pessoas apresentam uma mesma potência térmica constante, conclui-se que A) em Santos, a água vaporizará a uma temperatura menor do que em La Paz. B) em La Paz, o gelo atingirá a temperatura de fusão antes do que em Santos. C) o gelo iniciará a fusão, em La Paz, a uma temperatura maior do que em Santos. D) para iniciar a fusão do gelo, será necessário fornecer mais calor a ele em Santos do que em La Paz. E) tanto em Santos como em La Paz, a água sofrerá a mesma variação de temperatura entre o término da fusão e o início da vaporização. 6. Entre as grandezas físicas que influenciam os estados físicos das substâncias, estão o volume, a temperatura e a pressão. O gráfico representa o comportamento da água com relação aos estados físicos que ela pode ter. Nesse gráfico é possível representar os estados físicos sólido, líquido e gasoso. Assinale a alternativa que apre- senta as grandezas físicas correspondentes aos eixos das abscissas e das ordenadas, respectivamente. A) Pressão e volume. B) Volume e temperatura. C) Volume e pressão. D) Temperatura e pressão. E) Temperatura e volume. 7. Qualquer substância pode ser encontrada nos estados (ou fases) sólido (S), líquido (L) ou gasoso (G), depen- dendo das condições de pressão (p) e temperatura (T) a que está sujeita. Esses estados podem ser represen- tados em um gráfico p x T, conhecido como diagrama de fases, como o mostrado na figura abaixo, para uma substância qualquer. As regiões de existência de cada fase estão identificadas por (S), (L) e (G), e os pontos a, b, c e d indicam quatro estados distintos de (p,T). Considere as seguintes afirmações. I - A substância não pode sublimar, se submetida a pres- sões constantes maiores do que pa. II - A substância, se estiver no estado b, pode ser vapo- rizada por transformações isotérmicas ou isobáricas. III - A mudança de estado c → d é isobárica e conhecida como solidificação. Quais estão corretas? A) Apenas I B) Apenas II C) Apenas III D) Apenas I e III E) I, II e III 8. A água entra em ebulição (teb) a 100,00 oC, na pressão (p) de uma atmosfera, no nível do mar, entretanto, em regiões serranas, esse fenômeno sofre variações. Sobre as condições de ebulição da água, em regiões serranas, marque a opção correta. A) teb> 100,00 0 C , p >1 atm. B) teb 100,00 0 C , p 1 atm. 153 Fí si ca - 1. 00 0 Q ue st õe s GABARITO DIAGRAMA DE FASES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D D A E C D E B A D 9. Um estudante puxou 2 cm3 de água fervente de uma vasilha, através de uma seringa de vidro de 15 cm3. Depois, tapou o orifício de entrada de líquido da seringa e puxou o seu êmbolo até a marca de 12 cm3. Observou, então, que a água voltou a ferver. Nesse experimento, a água entra novamente em ebulição porque A) a diminuição da pressão abaixa o ponto de ebulição da água. B) o aumento de volume provoca uma diminuição do calor específico da água. C) o aumento de volume aumenta a área de contato da água com a seringa. D) a diminuição da pressão faz a densidade da água diminuir, provocando uma convecção. 10. Quando se fornece calor a uma substância, podem ocorrer diversas modificações decorrentes de propriedades térmicas da matéria e de processos que envolvem a energia térmica. Considere as afirmações abaixo, sobre processos que envolvem fornecimento de calor. I - Todos os materiais, quando aquecidos, expandem-se. II - A temperatura de ebulição da água depende da pressão. III - A quantidade de calor a ser fornecida, por unidade de massa, para manter o processo de ebulição de um líquido, é denominado calor latente de vaporização. Quais estão corretas? A) Apenas I B) Apenas II C) Apenas III D) Apenas II e III E) I, II e III 154 Fí si ca - 1. 00 0 Q ue st õe s A) TRANSFORMAÇÕES GASOSAS 1. Na lata de um desodorante do tipo spray há as seguintes advertências: Não coloque essa embalagem no fogo ou no incinerador. Não exponha essa embalagem ao sol nem a temperaturas superiores a 50 oC. Pode explodir, se aquecido. A razão da possível explosão é o aumento de pressão à qual fica sujeito o conteúdo da lata devido ao aquecimen- to. Para ilustrar esse aumento, considere que uma lata de desodorante cujo conteúdo esteja a uma pressão de 2 × 105 Pa a 27 oC seja atirada em uma fogueira, de modo que sua temperatura atinja 177 oC. Considerando que o volume da lata seja constante e que seu conteúdo seja um gás ideal, a pressão à qual esse gás fica submetido devido a esse aquecimento sofre um aumento de A) 10% B) 30% C) 20% D) 40% E) 50% 2. Uma pessoa, durante o inverno de uma cidade do Sul de Minas, antes de viajar, calibrou os pneus de seu carro com 28 libras/pol2, estando o ar a 7 °C. Ao final da via- gem, mediu no posto a pressão dos pneus, verificando que havia aumentado 2 libras/pol2. Concluiu que o valor mais provável para a temperatura do ar dos pneus é: A) 27 °C B) 12 °C C) 7,5 °C D) 6,5 °C 3. O profundímetro é um instrumento utilizado por mergulha- dores para indicar a que profundidade estão em relação à superfície da água. A imagem mostra dois mergulhadores utilizando um profundímetro rudimentar constituído de um tubo de vidro com a extremidade inferior aberta e a superior fechada, aprisionando determinada quantidade de ar. Quando o tubo se desloca verticalmente dentro da água, o volume ocupado pelo ar varia, indicando uma variação da pressão exercida pela água. http://chc.org.br. (Adaptado.) Considere um mergulhador inicialmente sob pressão absoluta de 2 atm. Nessa situação, a altura da coluna de ar dentro do tubo de vidro é de 20 cm. Após afundar um pouco, o mergulhador para em uma posição em que a altura da coluna de ar é igual a 16 cm, conforme a figura. Considerando que uma coluna de água, em equilíbrio, com 10 m de altura exerce uma pressão de 1 atm, que o ar é um gás ideal e que a temperatura é constante durante o mergulho, é correto afirmar que a variação de profundidade sofrida por esse mergulhador foi de A) 2 m B) 4 m C) 3 m D) 5 m E) 1 m 4. Antes de viajar, o motorista calibrou os pneus do seu carro a uma pressão de 30psi quando a temperatura dos pneus era de 27 oC. Durante a viagem, após parar em um posto de gasolina, o motorista percebeu que os pneus estavam aquecidos. Ao conferir a calibragem, o motorista verificou que a pressão dos pneus era de 32 psi. Considerando a dilatação do pneu desprezível e o ar den- tro dos pneus como um gás ideal, assinale a alternativa que MELHOR representa a temperatura mais próxima dos pneus. A) 29 oC B) 38 oC C) 47 oC D) 52 oC 155 Fí si ca - 1. 00 0 Q ue st õe s 5. O diagrama P x V ilustra uma sequência de processos termodinâmicos executada por um gás ideal monoatômico, passando pelos pontos A, B, C e D, caracterizados pelos valores de pressão e volume apresentados no diagrama. Tendo em vista as informações apresentadas no diagrama, considere as seguintes afirmativas: 1. O processo A → B é isométrico. 2. Os pontos C e D estão à mesma temperatura. 3. O trabalho realizado pelo gás no processo B → C é nulo. 4. O processo C → D é isobárico. Assinale a alternativa correta. A) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. B) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. C) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. D) Somente as afirmativas 1, 2e 4 são verdadeiras. E) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 6. A compressão de A até B de uma amostra de gás ideal está descrita nos gráficos a seguir. A temperatura do gás no ponto B, em K, será A) 100 B) 50 C) 150 D) 200 7. Homens como Clapeyron, Boyle, Mariotte, Gay Lussac, van der Walls, entre outros, desenvolveram importantes estudos envolvendo as propriedades de gases. O comportamento de gases reais se aproxima de gases ideais em condições de baixas pressões, bem como para gases contidos em um grande volume e gases mantidos a altas temperaturas. Considere que, numa experiência de laboratório, um recipiente de volume V, totalmente fechado, contendo 1 mol de um gás ideal sob uma pressão de 4,0 atm, é submetido a uma expansão à temperatura constante e igual a 127 oC, e que o comportamento desse gás seja o de um gás ideal, conforme mostra o gráfico. Gráfico da pressão em função do volume para um gás ideal a temperatura constante. Neste caso, quando o gás estiver ocupando um volume igual a 32,8 L, a pressão exercida por ele será: Dado: a constante universal dos gases perfeitos é R = 0,082 atm.litro/mol.K A) 0,32 atm B) 0,40 atm C) 1,0 atm D) 2,0 atm E) 2,6 atm