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LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA 2 #VAMOCOMTUDO #VAIFLUIRLEGAL #PRAFÍSICA3EUVOUPARTIR QUESTÃO 1: Considere as seguintes afirmativas: I – A equação de Bernoulli pode ser aplicada a um líquido viscoso II – A equação de Bernoulli pode ser empregada para um líquido compressível III – Podemos aplicar a equação de Bernoulli a quaisquer dois pontos de um fluido, desde que esse fluido seja incompressível. Assinale as afirmativas INCORRETAS a) I e II b) Somente a II c) I e III d) Somente a I e) Somente a III f) Todas g) Nenhuma QUESTÃO 2: Um gás monoatômico encontra-se inicialmente à pressão Po, volume Vo e temperatura To. Ele é então submetido aos seguintes processos: I – Sua pressão é dobrada a volume constante II – Sua temperatura volta a ser To III – Processo isotérmico até que o volume dobre O que pode ser dito a respeito da entropia desse gás? a) Ela é negativa b) Ela é positiva c) Ela é igual a zero d) Nada pode ser afirmado a respeito. QUESTÃO 3: Duas barras A e B com coeficientes de dilatação linear αa e αb, respectivamente, apresentam comprimentos iniciais diferentes, a 0ºC, sendo o comprimento de A o dobro de B. Ao sofrerem igual aumento de temperatura, as barras apresentam uma mesma variação de comprimento. Pode-se afirmar que: a) αa = αb b) αa = 3αb c) 3αa = 2αb d) αb = 2αa e) αa = 2αb QUESTÃO 4: Qual ou quais das seguintes afirmações são verdadeiras: I – A fórmula dW = pdV representa o valor do trabalho realizado pelo gás durante uma variação infinitesimal e reversível de seu volume. II – Para a aumentarmos a temperatura devemos sempre fornecer calor. III – A equação dU = nCvdT representa a variação da energia interna de qualquer gás ideal devido a uma variação infinitesimal de temperatura T. a) Somente I b) Somente II c) Somente III d) I e II e) I e III f) II e III g) Todas h) Nenhuma QUESTÃO 5: A figura abaixo mostra as linhas de corrente do escoamento em regime estacionário de um fluido incompressível através de uma tubulação cilíndrica de seção reta de área constante. Baseado na figura considere as seguintes afirmações: I - Uma vez que as linhas de corrente estão mais concentradas na região central do cilindro, a pressão deve ser mínima próximo à superfície lateral da tubulação. II. As linhas de corrente na figura representam o escoamento estacionário de um fluido com viscosidade desprezível. III - A velocidade de escoamento do fluido é maior para as camadas de fluido mais próximas ao eixo do cilindro do que para as mais próximas à superfície lateral da tubulação. São VERDADEIRAS as afirmativas: a) somente I. b) somente II. c) somente III. d) somente I e II. e) somente I e III. f) somente II e III. g) todas são verdadeiras QUESTÃO 6: O medidor de Venturi é utilizado para obter a velocidade de escoamento estacionário de um fluido não viscoso em uma tubulação. Considere um fluido incompressível, de densidade ρf, que escoa em uma tubulação com área de seção transversal A1. Na região de estrangulamento, a área é reduzida para A2, e um tubo manométrico é instalado como mostrado abaixo (vide figura). Suponha que o l´ıquido do manômetro também seja incompressível e que possua densidade ρl. NÃO despreze termos com y2 − y1. a) Obtenha a diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 em termos dos dados e da velocidades no ponto 1 v1. b) Determine a altura h lida no medidor em função da diferença de pressão entre os pontos 1 e 2. c) Determine a velocidade de escoamento v1 em termos dos dados do problema e das respostas anteriores. QUESTÃO 7: Dois gases ideais idênticos, A e B, de mesmo volume inicial V0, se expandem, aumentando seu volume de uma mesma quantidade ∆V . O gás A expande- se livremente e em isolamento térmico, enquanto o gás B expande-se lentamente, realizando trabalho e sem que sua temperatura varie. Julgue as seguintes alternativas: I - O gás A não realiza trabalho ao se expandir. II - A variação de entropia é igual em ambos os casos. III - O gás A têm sua temperatura reduzida por conta da expansão. IV - A variação de entropia em A é maior do que a variação de entropia em B. V - A expansão de B não causa o aumento de sua entropia, pois o processo é reversível. a) Apenas I está correta. b) Apenas II está correta. c) Apenas I e II estão corretas. d) Apenas I e V estão corretas. e) Apenas IV e V estão corretas. f) Apenas III e IV estão corretas. g) Apenas III, IV e V estão corretas. QUESTÃO 8: Um recipiente de paredes rígidas e adiabáticas e com capacidade térmica desprezível contém n moles de um sal de capacidade térmica molar a volume constante dada por CV(T) = kT 3 , onde k ´e uma constante e T a temperatura. Inicialmente, o sal está em equilíbrio térmico à temperatura T0. Troca-se, então, uma das paredes adiabáticas do recipiente por uma diatérmica e coloca-se o sistema em contato térmico com um reservatório a temperatura 3T0. Observa-se que após algum tempo o sal e o reservatório atingem o equilíbrio térmico. Calcule, neste processo e apenas em termos dos dados do problema, a) O calor total Q fornecido pelo reservatório ao sal. b) As variações de entropia ∆SR do reservatório e ∆SS do sal. c) A variação da entropia ∆SU do universo. QUESTÃO 9: Considere um escoamento estacionário de um fluido numa canalização horizontal com área de seção reta constante, uma linha de corrente, também horizontal, e dois pontos distintos nesta linha, 1 e 2. Se a velocidade do fluido for a mesma nos dois pontos, marque a alternativa que relaciona corretamente a densidade e a pressão do fluido no ponto 1, ρ1 e p1, à densidade e à pressão do fluido no ponto 2, ρ2 e p2: a) ρ1 > ρ2, p1 > p2. b) ρ1 > ρ2, p1 = p2. c) ρ1 < ρ2, p1 = p2. d) ρ1 = ρ2, p1 = p2. e) ρ1 = ρ2, p1 < p2. f) ρ1 = ρ2, p1 > p2. QUESTÃO 10: Em um ciclo de Carnot, um gás sofre a expansão isotérmica em um reservatório térmico a 500K e a compressão isotérmica em um reservatório a 300K. Sabendo que o calor cedido a ela na expansão isotérmica é 400J, qual o valor do trabalho realizado pelo gás em um ciclo? Escolha uma: a) 240J b) 200J c) 160J d) 40J e) 100J QUESTÃO 11: Diga quais afirmativas são verdadeiras. I - No ciclo de Carnot, é retirado calor de uma fonte quente e, depois, parte dele é rejeitado para uma fonte fria. Como o calor não pode fluir de temperaturas mais baixas para mais altas, esse processo é irreversível. II - Qualquer sistema que produza ordem da desordem (isto é, ∆S<0) tem de ter uma influência externa, pois a variação de entropia do todo jamais pode ser menor que zero. III - A variação de entropia de dois processos (um reversível e o outro não), entre os mesmos estados inicial e final, nem sempre é a mesma. Escolha uma: a) Nenhuma está correta. b) Somente III c) Somente I e III d) Somente II e III e) Somente I e II f) Todas. g) Somente I h) Somente II. QUESTÃO 12: Considere um gás cuja energia cinética média das moléculas é E0. Se duplicarmos a pressão de modo a mantermos o volume constante, qual a nova energia cinética média das moléculas do gás? Escolha uma: a) 2E0. b) E0/2 c) 4E0. d) E0/4 QUESTÃO 13: Dados 1 mol de gás ideal monoatômico e um diatômico, após um determinado processo, a variação de energia interna de ambos os gases é igual, portanto é verdade dizer que: a) Os gases sofreram a mesma variação de temperatura b) Avariação de temperatura é maior no caso diatômico c) Nada pode ser afirmado, pois a energia interna irá depender da substância d) A variação de temperatura é maior no caso monoatômico. QUESTÃO 14: Quais das seguintes afirmativas são verdadeiras para um gás ideal? I - Os choques das partículas com as paredes do recipiente que o contém devem ser totalmente elásticos. II - Pode haver força de atração entre partículas. III - O volume total ocupado pelas partículas é aproximadamente igual ao volume ocupado pelo gás. Escolha uma: a) Nenhuma está correta. b) Somente II e III. c) Todas são corretas. d) Somente I e II e) Somente I e III f) Somente I g) Somente III h) Somente II QUESTÃO 15: Duas pequenas bolinhas ocas e idênticas estão presas no fundo de um recipiente por fios inextensíveis. Ao enchê-lo de água, elas flutuam esticando os fios que tem comprimentos la > lb >> raio das bolinhas. A opção correta sobre o empuxo E das bolinhas é: a) Ea > Eb b) Ea < Eb c) Ea = Eb d) O problema está incompleto e não permite concluir corretamente QUESTÃO 16: Um cubo de densidade D1 flutua em um líquido de densidade D2, tendo uma fração f de seu volume submerso. Se as densidades do cubo e do líquido forem alteradas para, respectivamente, D2 e 2D1, qual a nova fração submersa em função de f? Suponha que f seja maior do que 1/2.