Resumo Física 3

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Física Geral e Experimental 3
1 - O supercondutor a "alta temperatura" YBa2Cu307 se torna supercondutor quando a temperatura é reduzida para 92K. Calcule a temperatura-limite de supercondutividade em graus Fahrenheit. 
R: - 294
2 - Considere dois cilindros feitos de metais diferentes A e B e que possuem os mesmos comprimento, sabendo que os respectivos diâmetros estão relacionados por dA = 2 dB. Quando se mantém a mesma diferença de temperatura entre suas extremidades, eles conduzem calor à mesma taxa de calor. A relação correta entre as condutividades térmicas dos materiais é:
R: kA = kB / 4
3 - Um gás perfeito é mantido em um cilindro fechado por um pistão. Em um estado A, as suas variáveis são: pA= 2,0 atm; VA= 0,90 litros; TA= 27°C. Em outro estado B, a temperatura é TB= 127°C e a pressão é pB = 1,5 atm. Nessas condições, o volume VB, em litros, deve ser:
R: 1,6
4 - Em um calorímetro de capacidade térmica igual a 300, cal/ºC contendo 200 g de água a 20ºC, cujo calor específico é igual a 1,0cal/gºC. Um objeto de massa igual a 1000 g feito de uma liga de calor específico igual a 0,25cal/gºC está a uma temperatura de 50ºC e é colocado no interior do calorímetro com água.  Calcule a temperatura em ºC de equilíbrio deste sistema isolado termicamente:
R: 30
5 - Numa região do planeta, onde as temperaturas médias são muito altas, os habitantes adotaram uma nova escala de temperatura, a escala VASF (oV), que se relaciona com a escala Celsius da seguinte forma: 45 0C corresponde a 0 0V e a temperatura de ebulição da água, 100 0C, corresponde a 35 0V.  A que temperatura a leitura na escala VASF é igual a duas vezes a da escala Celsius?
R: VASF = - 42
6 - Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 60 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. A capacidade térmica desta substancia vale:
R: 100 cal/ C
7 - Uma fonte de potência constante igual a 100 W é utilizada para aumentar a temperatura de 100 g de mercúrio em 30 °C. Sendo o calor específico do mercúrio 0,033 cal/g.°C e 1 cal = 4,186 J, quanto tempo a fonte demora para realizar este aquecimento?
R: 4,144 s
8 - Dois corpos, A e B, feitos do mesmo material, apresentam os seguintes dados iniciais:
Ma = 10 g e Mb =30 g, e temperatura inicias iguais a:
TA= - 20 ºC e Tb = 40ºC Após troca de calor entre somente eles, determine a temperatura de equilíbrio entre os corpos.
R = 25 ºC.
9 - Através de uma placa de aço carbono (k = 60,5 W/m.K ) de 50 por 75 cm, com 2 cm de espessura, existe uma taxa de transferência de calor da ordem de 2500 W. A temperatura de uma face da placa é 250 °C. Calcule a temperatura da outra face da placa. 
R = 247,8 ºC.
10 - Considere que no interior de uma casa a temperatura vale 25ºC e no exterior vale 5ºC. A perda de calor, através de uma janela (kvidro = 0,2 cal/s.m.ºC) de espessura 2 mm e área 0,5 m2, em uma 3600 s vale aproximadamente: 
R = 3.600 Kcal
11 - O motor de um avião recebe um calor de 9000 J e rejeita 6400 J em cada ciclo. Qual é o trabalho realizado pela máquina em cada ciclo e qual é a eficiência térmica da máquina?
R: 2600 J e 29%
12 - Temos 20 litros de uma amostra de um gás à baixa pressão, contidos em um recipiente, que foram aquecidos recebendo 2 x102 cal sem variar o seu volume.
Os valores do trabalho (W) realizado no processo e da correspondente variação de energia interna (U) do gás são, em cal, respectivamente:
R: 0 e 200
13 - Uma certa escala de temperatura X, a água evapora a 70ºX e congela a –20º X. Quanto vale a temperatura de 40ºC na escala X? (Sabendo que ponto de fusão da água 0ºC e ponto de ebulição 100ºC).
R: 16,04ºC
14 -Considere uma placa de vidro plano, com coeficiente de condutibilidade térmica 0,00183 cal/s * cm * °C, que possui uma área de 1000 cm² e espessura de 3,66mm. Sabendo que o fluxo de calor por condução através do vidro vale 2000 calorias por segundo, calcule aproximadamente a diferença de temperatura entre suas faces.
R: 400°C
15 - A transmissão de calor por convecção só é possível:
R: nos fluidos em geral
16 - Um mol de um gás ideal monoatômico é aquecido, a volume constante, de 300 a 600 K.  Calcule aproximadamente o calor adicionado, o trabalho realizado pelo gás. Considere R = 8,3145 J/mol.K
R: W = 0, e Q = 3735 J
17 - Determine em J, a variação de energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 90 J durante uma compressão isotérmica.
R: 0
18 - Uma carteira escolar é construída com partes de ferro e partes de madeira. Quando você toca a parte de madeira com a mão direita e a parte de ferro com a mão esquerda, embora todo o conjunto esteja em equilíbrio térmico:
R: a mão direita sente menos frio que a esquerda, porque o ferro conduz melhor o calor;
19 - Considere que as superfícies internas de um prédio de uma cidade que são mantidas a 20 oC, enquanto que a temperatura na superfície externa é -20 oC.  Sabendo que as paredes medem 25 cm de espessura, e foram construídas com tijolos de condutividade térmica de 0,6 kcal/h m oC. Determine aproximadamente a perda de calor para cada metro quadrado de superfície por hora.
R: 96 kcal/h 
20 - Uma cozinha de uma casa tem uma parede de concreto com 9 m2 de área e 10cm de espessura sabendo que coeficiente de condutibilidade térmica do concreto vale K = 2.10-3 cal/s.cm.0C.  Sabendo-se que, em um determinado momento, a diferença de temperatura entre suas faces é de 5°C, a quantidade de calor que flui, no regime estacionário, através da parede durante 600 s, em calorias, vale aproximadamente.
R: 54000
21 - Nos estudos da Óptica vimos que sistema óptico é qualquer superfície ou conjunto de superfícies que interagem com a luz. Em relação à reflexão da luz, podemos defini-la como sendo:
R: O fenômeno no qual a luz, ao se propagar-se em um meio, incide em uma superfície de separação com outro meio e retorna, para o meio em que se propagava originalmente.
22 - Um objeto tem 1,0 cm de altura e é colocado 6,0 cm na frente de um espelho esférico côncavo, com um raio de curvatura igual a 20 cm. Encontre a altura da imagem.
R: 2,5 cm
23 - Uma máquina térmica tem um rendimento de 35%.  Qual o trabalho efetuado por ciclo, considerando que a máquina recebe 150 J de energia térmica de um reservatório quente em cada ciclo? 
R: 52,5 J 
24 - A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 50 kJ de calor da sua fonte quente e descarrega 20 kJ de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de:
R: 60%
25 - Uma barra de alumínio (K = 0,5 cal/s.cm.°C) está em contato numa extremidade com gelo em fusão (0 °C) e na outra com vapor de água em ebulição (100 °C) sob pressão normal. Seu comprimento é 25 cm e a secção transversal tem 5 cm2 de área. Sendo a barra isolada lateralmente e dados os calores latentes de fusão do gelo e de vaporização da água (LF = 80 cal/g; LV = 540 cal/g) determine:
a) A massa de gelo que se funde em meia hora;
b) A massa de vapor que se condensa no mesmo tempo.
R: 225 g e 33,3 g
26 - Determine a variação de energia interna em j, de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 180J durante uma compressão isotérmica.
R: 0
27 - Os espelhos convexos como os utilizados em pequenos supermercados, para que se tenha um campo maior de visibilidade. A imagem de um objeto real conjugada neste tipo é uma imagem direita...
R: virtual e menor que o objeto.
28 - Um recipiente cilíndrico munido de um pistão contém um gás ideal à temperatura ambiente, pressão de 1.105 N/m2 e volume de 2.10– 2 m3. Uma força externa F atua sobre o pistão, reduzindo o volume do gás para 1,5.10– 2 m3. A pressão se mantém constante durante o processo. O trabalho realizado sobre o gás foi de:
R: -500 J
29 - Um motor a diesel produz 2200 J de trabalho mecânico e rejeita 4300 J de calor em cada ciclo. Qual deve ser a quantidade de calor a ser fornecida para a máquina em cada ciclo e qual é a eficiência térmica da máquina?
R: 6500 J e 34%
30 - Um objeto com 1,0 cm de altura é colocado 6 cm na frente de um espelho esférico côncavo com um raio decurvatura igual a 10,0 cm. Calcule a distância e a altura da imagem respectivamente.
R: 30 cm e -5
31 - O corpo humano normal, apresenta uma temperatura não superior a 37 oC. Qual o limite máximo de temperatura de uma pessoa sadia nas escalas Fahrenheit
R: 98,6o F
32 - Calcular a massa de ferro a 180ºC que se deve colocar em um recipiente contendo 200g de gelo a -15ºC para que o equilíbrio térmico seja estabelecido a 30ºC. Dados: cgelo = 0,5 cal/gºC, Lf = 80cal/g, cágua = 1cal/gºC e cferro = 0,114cal/gºc.
R: 1374,27 gramas
33 - A parede de um forno industrial é construída de um tijolo de 0,15 m de espessura, com condutividade térmica de 1,7 W/m.K. As temperaturas nas faces interna e externa da parede são respectivamente 1400 e 1150 K. Qual é a perda de calor através de uma parede de 0,5 m por 3 m?
R:4250 W
34 - Uma máquina térmica tem um rendimento de 35%, considerando que a máquina recebe 150 J de energia térmica de um reservatório quente em cada ciclo que quantidade de energia térmica é descarregada no reservatório frio por ciclo?
R: 97,5 J
35 - Dois moles de um gás ideal são aquecidos sob pressão constante de T = 27 ºC até 107 ºC. Calcule o trabalho realizado pelo gás. (Considerar R = 8,3145 J/mol.K)
R: 1330 J
36 - Um objeto é colocado 8,0 cm na frente de um espelho côncavo com um raio de curvatura de 10 cm. Calcule a distância da imagem e a ampliação da mesma respectivamente. 
R: 13 cm e 1,7 cm
37 - Um objeto de massa de 6 kg cai de uma altura de 50, 0 m e, por meio de uma engrenagem mecânica, gira uma roda que desloca 0, 600 kg de agua. A agua está inicialmente a 15  0C. Qual o aumento máximo da temperatura da agua? Considere o calor especifico da agua igual a (1, 0 cal/ g 0C e g = 9,8 m/s2)
R: 16, 17   0C
38 - Um gás no interior de um cilindro se expande de um volume igual a 0,110 m3 até um volume igual a 0,320 m3. O calor flui para dentro do sistema com uma taxa suficiente para manter a pressão constante e igual a 1,80x105 Pa durante a expansão. O calor total fornecido ao sistema é igual a 1,15x105 J. Calcule o trabalho realizado pelo gás e a variação da energia interna do gás. 
R: 3,78x104 J; 7,72x104 J
39 - Uma vela de 6 cm de altura está colocado a 40 cm de uma lente divergente cuja distância focal é 40 cm. Determine a posição de sua imagem.
R: 0,2 m
40 - Uma lente convergente possui distancia focal igual a 20 cm, determine a posição da imagem para quando o objeto estiver numa distância de 50 cm da lente.
R: p, = 33,33cm
41 - Uma onda sonora com frequência de 500 Hz, desloca-se a uma velocidade de 1260 km/h, determine o comprimento de onda em cm, para essa onda. 
R: 70
Uma onda produzida numa corda se propaga com frequência de 40 Hz. O gráfico a seguir representa a corda num dado instante.
 
A velocidade de propagação da onda na corda em m/s é de:
R: 8
42 - O ângulo de incidência, em um espelho plano, é de 40º. Qual o valor do ângulo formado entre o raio refletido e a superfície?
R: 50º
43 - O ângulo de incidência, em um espelho plano, é de 20º. Qual o valor do ângulo formado entre o raio refletido e a superfície?
R: 70º
44 - Uma onda se propaga por um fio, com velocidade de 0,1 m/s. Determine a intensidade da frequência em Hz dessa onda sabendo que o comprimento dessa onda vale 50 mm.
R: 2
45 - O osciloscópio é um instrumento de medida eletrônico que cria um gráfico bidimensional. O eixo horizontal do monitor normalmente representa o tempo, tornando o instrumento útil para mostrar sinais periódicos. O eixo vertical comumente mostra uma grandeza física que varia com o tempo. O filho de um técnico de televisão observa o pai, que está utilizando um osciloscópio, e percebe que uma onda ali gerada avança e passa por um ponto por ele observado. Considerando que o intervalo de tempo entre a passagem de duas cristas sucessivas é de 0,4 s, calcule a frequência dessa onda para essa situação
R: 2,5 Hz
46 - Um objeto oscila com um MHS ao longo do eixo dos x. O seu deslocamento varia com o tempo de acordo com a equação
,considere x em m e t em s.
Calcule a velocidade angular em radianos por segundo.
R:   rad/s
47 - Um feixe de luz desloca-se no quartzo com velocidade 1,94 108. Qual é o índice de refração do quartzo para esse comprimento de onda?
R: 1,54
48 - Um objeto oscila com um MHS ao longo do eixo dos x. O seu deslocamento varia com o tempo de acordo com a equação:
Determine a amplitude do movimento
R: 4,0 m
49 - Sabendo que uma onda viaja com a velocidade constante de 720 km/h. e este movimento e representado no gráfico abaixo:
Determine para essa onda sua amplitude (A).
R: 1,2 cm
50 - Emitindo-se determinadas notas musicais através de um violino, é possível trincar-se uma taça de cristal. O fenômeno que melhor se relaciona com o fato é:
R: ressonância
51 - Determinada onda eletromagnética possui uma frequência de 40 MHz. Sendo a velocidade de propagação dessa onda igual a 3.108 m/s , determine o comprimento de onda dessa onda eletromagnética em cm.
R: 750cm
52 - O fenômeno que explica o fato de pontes como a de Tacoma, nos Estados Unidos, ao receberem impulsos periódicos do vento, entrarem em vibração e serem totalmente destruídas podem ser explicados fisicamente por:
R: ressonância
53 - o desvio sofrido por ondas ao passarem por um obstáculo, tal como as ondas possuem de contornar 
obstáculos , de acordo com a figura abaixo:
Este fenômeno físico e caracterizado como:
R: difração
54 - Um objeto linear situa-se a 30 cm de uma lente delgada convergente de distância focal 5 cm. Determine a posição da imagem 
R: 6cm
55 - Em uma locomotiva a vapor a fonte quente fornece 80000 J de energia na forma de calor, enquanto uma fonte fria descarrega uma certa quantidade de calor para o meio ambiente. Sabendo que  o rendimento desta locomotiva a vapor vale 25 %. Determine em J a quantidade de calor jogada para a fonte fria.
R: 6000 J
56 - Numa garrafa térmica ideal que contém 500 cm3 de café a 90 ºC, acrescentamos 200 cm3 de café a 20 °C. Admitindo-se que só haja trocas de calor entre as massas de café, a temperatura final dessa mistura será:
R: 70ºC
57 - Mediu-se a temperatura de um corpo com dois termômetros: um, graduado na escala Celsius, e outro, na escala Fahrenheit. Verificou-se que as indicações nas duas escalas eram iguais em valor. Um possível valor para a temperatura do corpo, na escala Celsius, é
R: -40
Uma lente conjuga de uma vela, uma imagem real, invertida e de mesmo tamanho. Essa vela encontra-se
sobre o ponto anti-principal objeto.
1)O supercondutor a "alta temperatura" YBa2Cu307 se torna supercondutor quando a temperatura é reduzida para 92K. Calcule a temperatura-limite de supercondutividade em graus Fahrenheit.  
a)- 294
2) O corpo humano normal apresenta uma temperatura não superior a 37 °C. Qual o limite máximo de temperatura de uma pessoa sadia nas escalas Fahrenheit
a)98,6° F
3) A transmissão de calor por convecção só é possível:
a) nos fluidos em geral
4) A parede de um forno industrial é construída de um tijolo de 0,15 m de espessura, com condutividade térmica de 1,7 W/m.K. As temperaturas nas faces interna e externa da parede são respectivamente 1400 e 1150 K. Qual é a perda de calor através de uma parede de 0,5 m por 3 m?
a) 4250 W
5) Um mol de um gás ideal monoatômico é aquecido, a volume constante, de 300 a 600 K.  Calcule aproximadamente o calor adicionado, o trabalho realizado pelo gás. Considere R = 8,3145 J/mol.K
a) W = 0,  e Q = 3735 J
6) Uma máquina térmica tem um rendimento de 35% , considerando que a máquina recebe 150 J de energia térmica de um reservatório quente em cada ciclo que quantidade de energia térmica é descarregada no reservatório frio por ciclo?
a) 97,5J
7) “O raio incidente (RI), o raio refletido (RR) e a reta normal à superfície 
(N) no ponto de reflexão, P, são coplanares, ou seja, pertencem ao 
Mesmo plano. O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são 
Congruentes, isto é, têm medidas iguais (i = r) ”. Segundo esse enunciado 
Estamos nos referindoàs: 
Leis da reflexão 
8) Um feixe de luz desloca-se no quartzo com velocidade 1,94 108. Qual é 
o índice de refração do quartzo para esse comprimento de onda?  
A)1,54 
9) uma lente convergente possui distancia focal igual a 20 cm, determine a posição da 
Imagem para quando o objeto estiver numa distância de 50 cm da lente
a) p`=33,33cm
10) uma onda produzida numa corda se propaga com frequência de 40 Hz. O gráfico a seguir representa a corda num dado instante.
a) 8
11) emitindo-se determinadas notas musicais através de um violino, é possível trincar-se uma taça de cristal. O fenômeno que melhor se relaciona com o fato é
a) ressonância
12) O índice de refração absoluta de um meio é igual a 2. Qual é a velocidade de propagação da luz nesse meio? A velocidade de propagação da luz no vácuo é igual a 3,0.10^8 m/s.
a)  v = 1,5.10^8 m/s
13) para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. O calor específico vale
a) 0,16  cal/g .ºC
	                                       FISICA III
Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 60 ºC, foram necessárias 4 000 calorias. A capacidade térmica desta substancia
vale:
	
	
	20 cal/ C
	
	
	100 cal/ C
	
	
	30 cal/ C
	
	
	50 cal/ C
	
	
	80 cal/ C
	 Questão 2
	A que temperatura o seguinte par de escalas terão mesma leitura, Fahrenheit e Celsius.
	
	
	 50 0C
	
	
	- 70 0C
	
	
	- 90 0C
	
	
	- 40 0C
	
	
	40 0C
	Uma fonte de potência constante igual a 100 W é utilizada para aumentar a temperatura de 100 g de mercúrio em 30 °C. Sendo o calor 
específico do mercúrio 0,033 cal/g.°C e 1 cal = 4,186 J, quanto tempo a fonte demora para realizar este aquecimento
	
	
	7,456 s
	
	
	7 s
	
	
	1 s
	
	
	4,144 s
	
	
	2,145 s
	 Questão 2
	Valor da questão: 1,00 sua pontuação é 1,00
	A parede de um forno industrial é construída de um tijolo de 0,15 m de espessura, com condutividade térmica de 1,7 W/m.K. 
As temperaturas nas faces interna e externa da parede são respectivamente 1400 e 1150 K. Qual é a perda de calor através de 
uma parede de 0,5 m por 3 m?
	
	
	950 W
	
	
	250 W
	
	
	550 W
	
	
	4250 W
	
	
	50 W
	Um mol de um gás ideal monoatômico é aquecido, a volume constante, de 300 a 600 K.  Calcule aproximadamente o calor adicionado, 
o trabalho realizado pelo gás. Considere R = 8,3145 J/mol.K
	
	
	W = 10,  e Q = 3735 J
	
	
	W = 50,  e Q = 3735 J
	
	
	W = 40,  e Q = 3735 J
	
	
	W = 20,  e Q = 3735 J
	
	
	W = 0,  e Q = 3735 J
 
	 Questão 2
	Valor da questão: 1,00 sua pontuação é 1,00
	Quando 20 cal de calor são absorvidas por um gás, o sistema realiza 30 J de trabalho. Qual a variação da energia interna do gás?
	
	
	90 J
	
	
	53,7 J
	
	
	96 J
	
	
	45 J
	
	
	85,2 J
	A que distância à frente de um espelho esférico côncavo, com um raio de curvatura igual a 20 cm, deve ser colocado um objeto
de 1,0 cm de altura para que seja formada uma imagem invertida de 5 cm de altura?
	
	
	20 cm
	
	
	58 cm
	
	
	35 cm8
	
	
	12 cm
	
	
	48 cm
 
	 Questão 2
	Valor da questão: 1,00 sua pontuação é 1,00
	Um objeto é colocado 8,0 cm na frente de um espelho côncavo com um raio de curvatura de 10 cm. Calcule a distância da imagem e 
a ampliação da mesma respectivamente. 
	
	
	19 cm e 18 cm
	
	
	10 cm e 1 cm
	
	
	10 cm e 18 cm
	
	
	13 cm e 1,7 cm
	
	
	18 cm e 18 cm
	Qual o volume ocupado por 1 mol de um gás ideal à temperatura de 0°C e pressão de 1 atm ?
	RESPOSTA DO ALUNO:
PV = nRT, onde 
P = pressão (atm) 
V = volume (litros) 
n = Número de mols do gás 
R = é a constante universal dos gases perfeitos = 0,082 (atm.l)/(mol.K) 
T = temperatura (K) ---> 0ºC = 273K 
 PV = nRT 
1 * V = 1 * 0,082 * 273 
V = 22,4 litros
	Um objeto  oscila com um MHS ao longo do eixo dos x. O seu deslocamento varia com o tempo de 
acordo com a equação:
Determine a amplitude do movimento
	
	
	6,0 m
	
	
	10,0 m
	
	
	9,0 m
	
	
	6,0 m
	
	
	4,0 m
	 Questão 2
	Valor da questão: 1,00 sua pontuação é 1,00
	Um feixe de luz cujo o comprimento de onda é 650 se propaga no vácuo, qual é a velocidade da luz 
desse feixe ao se propagar em um líquido cujo índice de refração para este comprimento de onda é 
igual a 1,47?
	
	
	𝑣 = 4,04 ∙ 108 𝑚/𝑠
	
	
	𝑣 = 1,52 ∙ 108 𝑚/𝑠
	
	
	𝑣 = 1,04 ∙ 108 𝑚/𝑠
	
	
	𝑣 = 2,04 ∙ 108 𝑚/𝑠
	
	
	𝑣 = 0,8 ∙ 108 𝑚/𝑠