Questões de Física: Termodinâmica, Ondas e Ótica

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INSTITUTO POLITÉCNICO - Centro Universitário UNA
	
	
	FÍSICA TERMODINÂMICA, ONDAS E ÓTICA
	Manhã - A 2-2013
Questão 2:
Um engenheiro projeta um protótipo de asa de avião no qual a fuselagem (feita de aço) é presa por rebites de outro material. Os rebites são instalados a temperatura ambiente e podemos considerar que tem aproximadamente o mesmo diâmetro dos furos na fuselagem onde são instalados. Quando o avião está voando em grandes altitudes, a temperatura externa é da ordem de -40 °C. 
Dentre os materiais apresentados na tabela de qual deve ser feito o rebite para que a fuselagem não se solte?
	(A) Alumínio.
(B) Latão.
(C) Cobre.
(D) Liga ferro-níquel.
		Material
	α (K-1)
	Aço
	1,2 x 10-5
	Alumínio
	2,4 x 10-5
	Latão
	2,0 x 10-5
	Cobre
	1,7 x 10-5
	Liga ferro-níquel
	0,09 x 10-5
Questão 3:
Na figura, um corpo de 1 kg está preso a uma mola de massa desprezível (k = 100 N/m). O referido corpo, em repouso na posição B de equilíbrio do conjunto, é puxado até a posição C e, em seguida, abandonado. 
O intervalo de tempo necessário para que este corpo passe por B pela primeira vez é:
	(A) 0,2 segundos.
(B) 0,05 segundos. 
(C) 20 segundos.
(D) 0,8 segundos.
	
Questão 4:
Sabe-se que a velocidade das ondas sonoras depende do meio de propagação. Seja Var, Vchumbo, Vágua a velocidade do som respectivamente no ar, chumbo e na água. 
Qual é a ordem crescente dessas velocidades?
(A) Var < Vchumbo < Vágua.
(B) Vágua < Vchumbo < Var.
(C) Vchumbo < Vágua < Var.
(D) Var < Vágua < Vchumbo.
Questão 5:
As dimensões dos sólidos aumentam quando se aumenta a temperatura. Esse fato tem consequências em outros parâmetros do sólido, por exemplo a densidade, que é calculada dividindo-se a massa (m) pelo volume (v).
O que ocorre com a densidade quando se aumenta a temperatura de um sólido?
(A) aumenta, pois a densidade é diretamente proporcional ao volume.
(B) aumenta, pois a densidade é inversamente proporcional ao volume.
(C) diminui, pois a densidade é inversamente proporcional ao volume.
(D) diminui, pois a densidade é diretamente proporcional ao volume.
Questão 6:
Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 x 10-2 m3 de um gás, que pode ser considerado ideal, à pressão de 2,0 x 105 Pa. O sistema recebe de uma fonte quente 5,0 x 103 J de calor. O êmbolo desloca-se de modo que o volume do gás seja duplicado num processo isobárico.
Ao final do processo:
(A) A pressão do gás foi reduzida à metade.
(B) O trabalho realizado pelo sistema sobre o meio foi de 3,0 x 103 J.
(C) A energia interna do sistema permaneceu inalterada.
(D) O aumento da energia interna do sistema foi de 3,0 x 103 J.
Questão 7:
Um pistão pneumático de um compressor de ar é acionado rapidamente, com a extremidade de saída do ar vedada. Consequentemente, o ar é comprimido, indo do estado 1 para o estado 2, conforme mostram as figuras. 
Nessas condições, o fenômeno termodinâmico verificado na passagem do estado 1 para o estado 2 aproxima-se mais de uma transformação
A) isotérmica, porque a temperatura do ar permanece inalterada.	
(B) adiabática, porque a troca de calor com o meio exterior é desprezível.
(C) isobárica, porque a pressão permanece inalterada.
(D) isométrica, porque o volume do ar se mantém constante.
Questão 8:
Num calorímetro ideal, são colocados três corpos A, B e C a temperaturas iniciais diferentes. Após certo tempo, quando os corpos atingiram o equilíbrio térmico, verifica-se que as temperaturas de A e B aumentaram. 
Assim, podemos concluir que o corpo C
(A) cedeu calor para A e B e teve sua temperatura diminuída.
(B) cedeu calor para o corpo A e recebeu calor do corpo B.
(C) permaneceu com a mesma temperatura que tinha no início.
(D) recebeu calor do corpo A e cedeu calor para o corpo B.
Questão 9:
É apresentada uma tabela de temperaturas de fusão e de ebulição de algumas substâncias:
Obs: Valores medidos ao nível do mar.
Qual é a relação correta entre o estado físico das substâncias e sua temperatura?
(A) O butano é sólido à temperatura de -35,0 °C.
(B) O heptano é gasoso à temperatura de -100,0 °C.
(C) O neopentano é líquido à temperatura de 0,0 °C.
(D) O Isopentano é líquido à temperatura de 30,0 °C.
Questão 10:
Um morcego utiliza um método de navegação que se assemelha a um sonar para descobrir a distância de objetos, tendo informações suficientes para evitar colisões. Esse sistema funciona emitindo uma onda sonora, em determinada direção, e analisando o tempo para que essa onda retorne após ser rebatida contra o obstáculo. Sabendo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, responda:
Qual fenômeno ondulatório é útil para a navegação do morcego por esse método?
Sabendo que há um paredão de rocha, a uma distância de 85 m de um determinado morcego. Quanto tempo após emitir determinado som o morcego recebe o seu eco?
Reflexão
D = 2 x 85m D = 170m t = v/d t = 340/170 t = 0,5s
Questão 11:
Um watt é a potência necessária para produzir a energia de um joule em um segundo. Uma caloria é a quantidade aproximada de energia necessária para elevar em 1,0 °C a temperatura de 1,0 grama de água.
Um aquecedor elétrico de potência 1 500 W e capacidade de 135 litros está totalmente cheio com água à temperatura ambiente (20 °C). Quanto tempo o aquecedor gasta para elevar a temperatura dessa água até 60 °C?
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C; densidade da água = 1,0 kg/L;
 1 caloria = 4 joules.
Pot = 1 500 W = 1 500 J/s= 375 cal/s
d = m/V ⇒ m = d V = 1,0 kg/L· 135 L = 135 kg = 135 000 g
Q = m c Δθ
Mas:
Pot = Q/Δt⇒ Pot Δt = Q
Então:
Pot Δt = m c Δθ
375 · Δt = 135 000 · 1,0 (60 – 20)
Δt = 14 400 s = 240 min = 4,0 h Δt = 4,0 h