Exercícios - Física B

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Física B 
 
 
 
1 
UNIDADE 1 
 
TERMOMETRIA 
 
Temperatura 
É a grandeza física que mede o estado de agitação das 
partículas de um corpo, caracterizando o seu estado 
térmico. 
 
Calor 
É o nome que a energia térmica recebe quando passa 
de um corpo de maior temperatura para outro de 
menor temperatura, ou seja, energia térmica em 
trânsito. 
 
Equilíbrio Térmico 
 
Dois ou mais corpos estão em equilíbrio 
térmicos quando possuem a mesma temperatura. 
 
Escalas Termométricas 
Escala Fahrenheit 
Escala Kelvin 
Escala Celsius 
 
Lembre-se: 
Ponto de Gelo – temperatura em que a água 
“congela” (pressão normal) 
Ponto de Vapor – temperatura em que a água 
“vaporiza” (pressão normal) 
 
 
Obs.: A escala Kelvin é também conhecida por escala 
absoluta ou escala termodinâmica, tem origem no zero 
absoluto e não existe temperatura inferior a esta. 
 
Conversão entre Escalas 
 
5
273
9
32
5




tktftc 
 
Variação de Temperatura (ΔT) 
 
ΔTC = ΔTK 
 
9. ΔTC = 5. ΔTF 
 
Exercícios de Sala  
 
1. Em relação à termometria, é certo dizer que: 
 
a) - 273 K representa a menor temperatura possível de 
ser atingida por qualquer substância. 
b) a quantidade de calor de uma substância equivale à 
sua temperatura. 
c) em uma porta de madeira, a maçaneta metálica está 
sempre mais fria que a porta. 
d) a escala Kelvin é conhecida como absoluta porque 
só admite valores positivos. 
e) o estado físico de uma substância depende 
exclusivamente da temperatura em que ela se 
encontra. 
 
2. Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo de 
vidro onde se faz vácuo. Suponha que o vácuo seja 
perfeito e que o termômetro esteja marcando a 
temperatura ambiente, 25°C. Depois de algum tempo, 
a temperatura ambiente se eleva a 30°C. Observa-se, 
então, que a marcação do termômetro: 
a) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio 
térmico com o ambiente. 
b) mantém-se a 25°C, qualquer que seja a temperatura 
ambiente. 
c) tende a reduzir-se continuamente, independente da 
temperatura ambiente. 
d) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio térmico 
com o ambiente. 
e) tende a atingir o valor mínimo da escala do 
termômetro. 
 
Tarefa Mínima  
 
3. Os termômetros são instrumentos utilizados para 
efetuarmos medidas de temperaturas. Os mais comuns 
se baseiam na variação de volume sofrida por um 
líquido considerado ideal, contido num tubo de vidro 
cuja dilatação é desprezada. Num termômetro em que 
se utiliza mercúrio, vemos que a coluna desse líquido 
"sobe" cerca de 2,7 cm para um aquecimento de 3,6°C. 
Se a escala termométrica fosse a Fahrenheit, para um 
aquecimento de 3,6°F, a coluna de mercúrio "subiria": 
 
a) 11,8 cm b) 3,6 cm c) 2,7 cm d) 1,8 cm e) 1,5 cm 
 
4. O gráfico a seguir relaciona as escalas 
termométricas Celsius e Fahrenheit. 
 
Um termômetro graduado na escala Celsius indica 
uma temperatura de 20°C. A Correspondente 
indicação de um termômetro graduado na escala 
Fahrenheit é: 
 
a) 22°F c) 68°F e) 222°F 
b) 50°F d) 80°F 
 
5. Com relação aos conceitos de calor, temperatura e 
energia interna, assinale a(s) proposição(ões) 
correta(s). 
01. Associa-se a existência de calor a qualquer corpo, 
pois todo corpo possui calor. 
02. Para se admitir a existência de calor são 
 Física B 
 
 
 
2 
necessários, pelo menos, dois sistemas. 
04. Calor é a energia contida em um corpo. 
08. Quando as extremidades de uma barra metálica 
estão a temperaturas diferentes, a extremidade 
submetida à temperatura maior contém mais calor 
do que a outra. 
16. Duas esferas de mesmo material e de massas 
diferentes, após ficarem durante muito tempo em 
um forno a 160 
o
C, são retiradas deste e 
imediatamente colocadas em contato. Logo em 
seguida, pode-se afirmar, o calor contido na esfera 
de maior massa passa para a de menor massa. 
32. Se colocarmos um termômetro, em um dia em que 
a temperatura está a 25 
o
C, em água a uma 
temperatura mais elevada, a energia interna do 
termômetro aumentará. 
 
6. Em um determinado dia, a temperatura mínima em 
Belo Horizonte foi de 15 °C e a máxima de 27 °C. A 
diferença entre essas temperaturas, na escala kelvin, é 
de: 
a) 12. b) 21. c) 263. d) 285. 
 
7. Um cientista criou uma escala termométrica D que 
adota como pontos fixos o ponto de ebulição do álcool 
(78 °C) e o ponto de ebulição do éter (34 °C). O 
gráfico a seguir relaciona esta escala D com a escala 
Celsius. 
 
A temperatura de ebulição da água vale, em °D: 
a) 44 b) 86 c) 112 d) 120 e) 160 
 
8. Uma escala termométrica arbitrária X atribui o 
valor -20°X para a temperatura de fusão do gelo e 
120°X para a temperatura de ebulição da água, sob 
pressão normal. A temperatura em que a escala X dá a 
mesma indicação que a Celsius é: 
a) 80 b) 70 c) 50 d) 30 e) 10 
 
9. Um menino inglês mediu sua temperatura com um 
termômetro graduado na escala Fahrenheit e encontrou 
96,8°F. Esse menino está: 
a) com temperatura de 38°C. 
b) com temperatura de 34,6°C. 
c) com febre alta, mais de 29°C. 
d) com temperatura menor que 36°C. 
e) com a temperatura normal de 36°C. 
 
10. Analise as seguintes afirmações sobre conceitos 
de termologia: 
I) Calor é uma forma de energia. 
II) Calor é o mesmo que temperatura. 
III) A grandeza que permite informar se dois corpos 
estão em equilíbrio térmico é a temperatura. 
 
 
Está(ão) correta(s) apenas: 
a) I. 
b) II. 
c) III. 
d) I e II. 
e) I e III. 
 
UNIDADE 2 
 
DILATAÇÃO TÉRMICA DOS SÓLIDOS E 
LÍQUIDOS 
Dilatação Linear 
É aquela em que predomina a variação em uma única 
dimensão, ou seja, o comprimento. Para estudarmos a 
dilatação linear, consideremos uma barra de 
comprimento inicial Li, à temperatura inicial ti. 
 Aumentando a temperatura da barra tf, seu 
comprimento passa a Lf. 
 
Em que L = Lf - Li é a variação de comprimento, isto 
é, a dilatação linear da barra, na variação de 
temperatura t = tf - ti. 
 
L = Li  t 
 
Dilatação Superficial 
 
É aquela em que predomina a variação em duas 
dimensões, ou seja, a área. Consideremos uma placa 
de área inicial Ai, à temperatura inicial ti. Aumentando 
a temperatura da placa para tf, sua área passa para Af. 
 
Em que: 
A = Af - Ai 
t = tf - ti 
 
 
A = Ai t 
 
O coeficiente de dilatação superficial para cada 
substância é igual ao dobro do coeficiente de dilatação 
linear, isto é: 
 
 = 2 
 
Dilatação Volumétrica 
É aquela em que ocorre quando existe variação das 
três dimensões de um corpo: comprimento, largura e 
espessura. Com o aumento da temperatura, o volume 
da figura sofre um aumento ΔV, tal que: 
 
V = Vf - Vi 
t = tf - ti 
 
 Física B 
 
 
 
3 
 
V = Vi.  . t 
 
Em que 
Vi = volume inicial. 
Vf = volume final. 
V = variação de volume (dilatação volumétrica). 
 Em que  é o coeficiente de dilatação 
volumétrica do material que constitui o corpo. 
 O coeficiente de dilatação volumétrica  é 
aproximadamente igual ao triplo do coeficiente de 
dilatação linear , isto é:  = 3 
 
Dilatação dos Líquidos 
Como os líquidos não apresentam forma própria, só 
tem significado o estudo de sua dilatação volumétrica. 
Ao estudar a dilatação dos líquidos precisa-se levar em 
conta a dilatação do recipiente sólido que o contém. 
 De maneira geral, os líquidos dilatam-se 
sempre mais que os sólidos ao serem igualmente 
aquecidos. 
 No aquecimento de um líquidocontido num 
recipiente, o líquido irá, ao dilatar-se juntamente com 
o recipiente, ocupar parte da dilatação sofrida pelo 
recipiente, além de mostrar uma dilatação própria, 
chamada dilatação aparente. 
A dilatação aparente é aquela diretamente 
observada e a dilatação real é aquela que o líquido 
sofre realmente. 
 Consideremos um recipiente totalmente cheio 
de um líquido à temperatura inicial ti. 
 Aumentando a temperatura do conjunto 
(recipiente + líquido) até uma temperatura tf, nota-se 
um extravasamento do líquido, pois este se dilata mais 
que o recipiente. 
 A dilatação aparente do líquido é igual ao 
volume que foi extravasado. 
A dilatação real do líquido é dada pela soma 
da dilatação aparente do líquido e da dilatação 
volumétrica sofrida pelo recipiente. 
 
 
 
 
Vreal = Vap + Vrecip  Vireal t = ViapT + Virecip. t 
 
real = ap + recip. 
Exercícios de Sala  
 
1. Você é convidado a projetar uma ponte metálica, 
cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os 
efeitos de contração e expansão térmica para 
temperaturas no intervalo de - 40 °F a 110 °F e que o 
coeficiente de dilatação linear do metal é de 12 × 10
-6
 
°C
-1
, qual a máxima variação esperada no 
comprimento da ponte? (O coeficiente de dilatação 
linear é constante no intervalo de temperatura 
considerado). 
a) 9,3 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 0,93 m e) 6,5 m 
 
2. Uma bobina contendo 2000 m de fio de cobre 
medido num dia em que a temperatura era de 35 °C, 
foi utilizada e o fio medido de novo a 10 °C. Esta nova 
medição indicou: 
a) 1,0 m a menos 
b) 1,0 m a mais 
c) 2000 m 
d) 20 m a menos 
e) 20 mm a mais 
 
Tarefa Mínima  
 
3. Uma barra de metal tem comprimento igual a 
10,000 m a uma temperatura de 10,0 °C e 
comprimento igual a 10,006 m a uma temperatura de 
40 °C. O coeficiente de dilatação linear do metal é: 
a) 1,5 × 10
-4
 °C
-1
 
b) 6,0 × 10
-4
 °C
-1
 
c) 2,0 × 10
-5
 °C
-1
 
d) 2,0 × 10
-6
 °C
-1 
e) 3,0 × 10
-6
 °C
-1 
 
4. A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. 
O coeficiente de dilatação linear do metal A é a 
metade do coeficiente de dilatação linear do metal B. 
À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. Se a 
temperatura for aumentada em 200 °C, a lâmina: 
 
a) continuará na vertical. 
b) curvará para a frente. 
c) curvará para trás. 
d) curvará para a direita. 
e) curvará para a esquerda. 
 
5. O gráfico a seguir representa a variação, em 
milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de 
tamanho inicial igual a 1 000 m, aquecida em um 
forno industrial. Qual é o valor do coeficiente de 
dilatação térmica linear do material de que é feita a 
barra, em unidades de 10
-6
/°C? 
 Física B 
 
 
 
4 
 
 
6. Ao se aquecer de 1 °C uma haste metálica de 1 m, o 
seu comprimento aumenta de 2.10
-2
 mm. O aumento 
do comprimento de outra haste do mesmo metal, de 
medida inicial 80 cm, quando a aquecemos de 20 °C, 
é: 
a) 0,23 mm. 
b) 0,32 mm. 
c) 0,56 mm. 
d) 0,65 mm. 
e) 0,76 mm. 
 
7. Uma placa de alumínio tem um grande orifício 
circular no qual foi colocado um pino, também de 
alumínio, com grande folga. O pino e a placa são 
aquecidos de 500 °C, simultaneamente. 
Podemos afirmar que: 
a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irá 
contrair-se. 
b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a 
área do orifício diminui. 
c) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais 
que o orifício. 
d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício 
aumenta mais que o diâmetro do pino. 
e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do 
orifício não se altera. 
 
8. O coeficiente de dilatação térmica do alumínio 
(AØ) é, aproximadamente, duas vezes o coeficiente de 
dilatação térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas 
peças onde um anel feito de um desses metais envolve 
um disco feito do outro. À temperatura ambiente, os 
discos estão presos aos anéis. 
 
Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é 
correto afirmar que: 
a) apenas o disco de AØ se soltará do anel de Fe. 
b) apenas o disco de Fe se soltará do anel de AØ. 
c) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis. 
d) os discos não se soltarão dos anéis. 
 
9. A figura a seguir ilustra um arame rígido de aço, 
cujas extremidades estão distanciadas de "L". 
 
 
Alterando-se sua temperatura, de 293K para 100°C, 
pode-se afirmar que a distância "L": 
a) diminui, pois o arame aumenta de comprimento, 
fazendo com que suas extremidades fiquem mais 
próximas. 
b) diminui, pois o arame contrai com a diminuição da 
temperatura. 
c) aumenta, pois o arame diminui de comprimento, 
fazendo com que suas extremidades fiquem mais 
afastadas. 
d) não varia, pois a dilatação linear do arame é 
compensada pelo aumento do raio "R". 
e) aumenta, pois a área do círculo de raio "R" aumenta 
com a temperatura. 
 
10. O volume de um bloco metálico sofre um aumento 
de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 °C. O 
coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em 
°C
-1
, vale: 
a) 1,0.10
-5 
b) 3,0.10
-5 
c) 1,0.10
-4 
d) 3,0.10
-4
 
e) 3,0.10
-3
 
 
11. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s) em 
relação a alguns fenômenos que envolvem os 
conceitos de temperatura, calor, mudança de estado e 
dilatação térmica. 
01. A temperatura de um corpo é uma grandeza física 
relacionada à densidade do corpo. 
02. Uma substância pura, ao receber, calor ficará 
submetida a variações de temperatura durante a 
fusão e a ebulição. 
04. A dilatação térmica é um fenômeno específico dos 
líquidos, não ocorrendo com os sólidos. 
08. Calor é uma forma de energia. 
16. O calor se propaga no vácuo. 
 
12. Em uma chapa metálica é feito um orifício 
circular do mesmo tamanho de uma moeda. O 
conjunto (chapa com a moeda no orifício), 
inicialmente a 25 °C, é levado a um forno e aquecido 
até 225 °C. Após o aquecimento, verifica-se que o 
orifício na chapa ficou maior do que a moeda. Dentre 
as afirmativas a seguir, indique a que está correta. 
 
a) O coeficiente de dilatação da moeda é maior do que 
o da chapa metálica. 
b) O coeficiente de dilatação da moeda é menor do que 
o da chapa metálica. 
c) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da 
chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais 
porque a chapa é maior que a moeda. 
d) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da 
chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais 
porque o seu interior é vazio. 
e) Nada se pode afirmar sobre os coeficientes de 
dilatação da moeda e da chapa, pois não é dado o 
tamanho inicial da chapa. 
 
 
 
 
 
 Física B 
 
 
 
5 
13. A respeito da dilatação térmica, fenômeno de 
expansão e contração que ocorre nas substâncias 
quando há variação de sua temperatura, assinale o que 
for correto. 
01. A variação do volume de uma substância é 
proporcional ao produto entre seu volume inicial e 
a variação de temperatura. 
02. O coeficiente de dilatação é uma grandeza 
adimensional. 
04. Em corpos que têm apenas uma dimensão, ocorre 
dilatação linear. 
08. Se uma placa que contém um orifício sofrer um 
aumento em sua temperatura, as dimensões do 
orifício aumentarão. 
 
14. Duas substâncias A e B têm seus gráficos de 
densidade × temperatura representados a seguir. As 
substâncias são colocadas a 4°C em garrafas de vidro 
distintas, ocupando todo o volume das garrafas. 
Considere o coeficiente de dilatação do vidro das 
garrafas muito menor que o das substâncias A e B. As 
garrafassão, então, fechadas e colocadas em um 
refrigerador a 0°C. Após um longo período de tempo, 
pode-se dizer que: 
 
 
a) a garrafa de A se quebra e a de B não. 
b) a garrafa de B se quebra e a de A não. 
c) as garrafas de A e B se quebram. 
d) as garrafas de A e B não se quebram. 
e) os dados fornecidos não são suficientes para se 
chegar a uma conclusão. 
 
UNIDADE 3 
 
CALORIMETRIA 
 
UNIDADES DE CALOR 
O calor é uma forma de energia que passa de um corpo 
para outro como consequência da diferença de 
temperatura entre os corpos. Sendo energia, sua 
unidade no Sistema Internacional é o joule (J). No 
entanto, por razões históricas, ainda hoje usamos uma 
unidade introduzida na época em que não se sabia a 
natureza do calor. Essa unidade é a caloria, cujo 
símbolo é cal. 
A relação entre a caloria e o joule é: 
 
1 cal = 4,186 joules 
 
CAPACIDADE TÉRMICA 
Suponhamos que uma quantidade de calor Q 
seja fornecida a um corpo. Supondo que não haja 
mudança de estado, esse calor provocará no corpo uma 
variação de temperatura Δt que é proporcional a Q, 
isto é, podemos escrever 
Q = C (Δt) 
onde C é uma constante chamada de capacidade 
térmica do corpo. 
C = 
 Q 
__________ 
 Δt 
CALOR ESPECÍFICO 
Quando um corpo é feito de uma única substância, sua 
capacidade térmica (C) é proporcional à sua massa 
(m), isto é, podemos escrever: 
 
C = m . c (II) 
 
onde c é uma constante que depende da substância e é 
chamada de calor específico da substância. 
 
CALOR SENSÍVEL 
O calor sensível é responsável pela variação da 
temperatura de um corpo. 
 
Q = m . c (Δt) (III) 
 
Dessa equação, tiramos: 
c = 
 Q 
-------- 
m . Δt 
 
A seguir, são fornecidos os calores específicos de 
algumas substâncias: 
 
TABELA - Calores específicos de 
algumas substâncias 
SUBSTÂNCIA 
CALOR 
ESPECÍFICO (c) 
(cal/g.°C) 
SÓLIDOS 
Alumínio 0,215 
Cobre 0,092 
Ouro 0,031 
Aço 0,107 
Prata 0,056 
Gelo 0,5 
LÍQUIDOS 
Água 1,0 
Álcool etílico 0,58 
Mercúrio 0,033 
 
TROCAS DE CALOR 
Dizemos que um conjunto de corpos está 
termicamente isolado quando ele não ganha nem 
perde calor para o meio externo. Um modo de fazer 
isso é colocar o conjunto em um recipiente de paredes 
isolantes, isto é, que não deixam passar o calor. Um 
recipiente como esse é chamado de calorímetro. 
 Física B 
 
 
 
6 
Suponhamos que coloquemos dentro de um 
calorímetro dois corpos que inicialmente tenham 
temperaturas diferentes. Durante algum tempo haverá 
passagem de calor do corpo mais quente para o corpo 
mais frio. Essa passagem de calor para no momento 
em que é atingido o equilíbrio térmico, isto é, quando 
os corpos ficam com a mesma temperatura. 
 
 Qrec + Qced = 0 
 
MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO 
 
TIPOS DE MUDANÇAS 
Quando uma substância passa do estado sólido para o 
estado líquido, essa transformação chama-se fusão. A 
transformação inversa (de líquido para sólido) chama 
solidificação. A passagem do estado líquido para o 
gasoso chama-se vaporização; a transformação inversa 
é chamada condensação. 
 
 
CALOR DE TRANSFORMAÇÃO 
Quando uma substância muda de estado de agregação, 
absorve (ou cede) uma quantidade de calor que é 
proporcional à massa (m). Assim, podemos escrever: 
 
Q = m L 
 
onde L é uma constante chamada calor de 
transformação. Quando se trata da fusão (ou 
solidificação), a constante L é chamada de calor de 
fusão; quando se trata da ebulição (ou liquefação), a 
constante L chama-se calor de vaporização. A 
constante L é também chamada de calor latente (daí o 
símbolo L). 
Da equação Q = m . L tiramos: 
 
Na tabela a seguir fornecemos os valores de L para 
algumas substâncias. 
TABELA 2 - Calores latentes de algumas 
substâncias 
Substância 
Calor de 
fusão 
(cal/g) 
Calor de 
vaporização 
(cal/g) 
Água 80 540 
Álcool 
etílico 
25 204 
Ouro 15 557 
Prata 21 558 
Cobre 32 1.210 
CURVA DE AQUECIMENTO 
Podemos fazer um gráfico da temperatura em função 
da quantidade de calor fornecido 
 
Exercícios de Sala  
 
1. Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g.°C 
Um bloco de massa 2,0 kg, ao receber toda energia 
térmica liberada por 1000 gramas de água que 
diminuem a sua temperatura de 1 °C, sofre um 
acréscimo de temperatura de 10 °C. O calor específico 
do bloco, em cal/g.°C, é: 
a) 0,2 b) 0,1 c) 0,15 d) 0,05 e) 0,01 
 
2. Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g°C 
Calor de combustão é a quantidade de calor liberada 
na queima de uma unidade de massa do combustível. 
O calor de combustão do gás de cozinha é 6000 
kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à 
temperatura de 20 °C podem ser aquecidos até a 
temperatura de 100 °C com um bujão de gás de 13 kg? 
Despreze perdas de calor: 
a) 1 litro 
b) 10 litros 
c) 100 litros 
d) 1000 litros 
e) 6000 litros 
 
Tarefa Mínima  
 
3. Um frasco contém 20 g de água a 0 °C. Em seu 
interior é colocado um objeto de 50 g de alumínio a 80 
°C. Os calores específicos da água e do alumínio são 
respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C. Supondo 
não haver trocas de calor com o frasco e com o meio 
ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura 
será 
a) 60 °C b) 16 °C c) 40 °C d) 32 °C e) 10 °C 
 
4. A temperatura de dois corpos M e N, de massas 
iguais a 100 g cada, varia com o calor recebido como 
indica o gráfico a seguir. Colocando N a 10 °C em 
contato com M a 80 °C e admitindo que a troca de 
calor ocorra somente entre eles, a temperatura final de 
equilíbrio, em °C, será 
 
a) 60 b) 50 c) 40 d) 30 e) 20 
 
 Física B 
 
 
 
7 
5. Uma fonte térmica, de potência constante e igual a 
20 cal/s, fornece calor a um corpo sólido de massa 100 
g. A variação de temperatura Ɵ do corpo em função do 
tempo t é dada pelo gráfico a seguir. 
 
O calor específico da substância que constitui o corpo, 
no estado líquido, em cal/g°C, vale 
a) 0,05 b) 0,10 c) 0,20 d) 0,30 e) 0,40 
 
6. Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão 
em contato e em equilíbrio térmico, e ambos isolados 
do meio ambiente, pode-se dizer que: 
a) o corpo maior é o mais quente. 
b) o corpo menor é o mais quente. 
c) não há troca de calor entre os corpos. 
d) o corpo maior cede calor para o corpo menor. 
e) o corpo menor cede calor para o corpo maior. 
 
7. Um certo volume de um líquido A, de massa M e 
que está inicialmente a 20 °C, é despejado no interior 
de uma garrafa térmica que contém uma massa 2M de 
um outro líquido, B, na temperatura de 80 °C. Se a 
temperatura final da mistura líquida resultante for de 
40 °C, podemos afirmar que a razão CA/CB entre os 
calores específicos das substâncias A e B vale: 
a) 6 b) 4 c) 3 d) ½ e) 1/3 
 
8. O gráfico a seguir representa o calor absorvido por 
dois corpos sólidos M e N em função da temperatura. 
 
A capacidade térmica do corpo M, em relação à do 
corpo N, vale 
a) 1,4 
b) 5,0 
c) 5,5 
d) 6,0 
e) 7,0 
 
9. A figura a seguir representa a temperatura de um 
líquido não-volátil em função da quantidade de calor 
por ele absorvida. Sendo a massa do líquido 100 g e 
seu calor específico 0,6 cal/g°C, qual o valor em °C da 
temperatura To? 
 
10. Analise as seguintes afirmações sobre conceitos 
de termologia: 
I) Calor é uma forma de energia. 
II) Calor é o mesmo que temperatura. 
III) A grandeza que permite informar sedois corpos 
estão em equilíbrio térmico é a temperatura. 
Está(ão) correta(s) apenas: 
a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) I e III. 
 
11. O gráfico a seguir representa a quantidade de calor 
absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, 
em função de suas temperaturas. 
 
Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) 
correta(s). 
01. A capacidade térmica do objeto A é maior que a do 
objeto B. 
02. A partir do gráfico é possível determinar as 
capacidades térmicas dos objetos A e B. 
04. Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A 
é maior que o do objeto B. 
08. A variação de temperatura do objeto B, por caloria 
absorvida, é maior que a variação de temperatura 
do objeto A, por caloria absorvida. 
16. Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor 
específico será 0,2 cal/g°C. 
 
12. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s) em 
relação a alguns fenômenos que envolvem os 
conceitos de temperatura, calor, mudança de estado e 
dilatação térmica. 
01. A temperatura de um corpo é uma grandeza física 
relacionada à densidade do corpo. 
02. Uma substância pura ao receber calor ficará 
submetida a variações de temperatura durante a 
fusão e a ebulição. 
04. A dilatação térmica é um fenômeno específico dos 
líquidos, não ocorrendo com os sólidos. 
08. Calor é uma forma de energia. 
16. O calor se propaga no vácuo. 
 
13. Determine a quantidade de calor necessária para 
transformar 100 g de gelo, inicialmente a 0 °C, em 100 
g de água a 30 °C. Sabe-se que o calor latente de fusão 
do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1 
cal/g°C. 
a) 6000 cal. 
b) 3000 cal. 
c) 11000 cal. 
d) 8000 cal. 
e) 10000 cal. 
 
14. Um aquecedor elétrico é mergulhado em um 
recipiente com água a 10 °C e, cinco minutos depois, a 
água começa a ferver a 100 °C. Se o aquecedor não for 
desligado, toda a água irá evaporar e o aquecedor será 
danificado. Considerando o momento em que a água 
 Física B 
 
 
 
8 
começa a ferver, a evaporação de toda a água ocorrerá 
em um intervalo de aproximadamente: 
* Calor específico da água = 1,0 cal/(g°C) 
* Calor de vaporização da água = 540 cal/g 
* Desconsidere perdas de calor para o recipiente, 
para o ambiente e para o próprio aquecedor. 
a) 5 minutos. 
b) 10 minutos. 
c) 12 minutos. 
d) 15 minutos. 
e) 30 minutos. 
 
UNIDADE 4 
 
TRANSMISSÃO DE CALOR 
 
CONDUÇÃO DE CALOR 
A condução é um processo pelo qual o calor se 
transmite ao longo de um meio material por meio da 
transmissão de vibração de suas moléculas. As 
moléculas mais energéticas (de maior temperatura) 
transmitem energia para as menos energéticas (menor 
temperatura). 
Existem materiais que conduzem o calor 
rapidamente, por exemplo, os metais. Tais materiais 
são chamados de bons condutores. Podemos perceber 
isso fazendo um experimento como o ilustrado na 
Fig.1. 
 
 Segurando uma barra de metal que tem uma 
extremidade sobre uma chama, rapidamente o calor é 
transmitido para nossa mão. Por outro lado, há 
materiais nos quais o calor se propaga muito 
lentamente. Tais materiais são chamados de isolantes. 
Como exemplos, podemos citar a borracha, a lã, o 
isopor e o amianto. 
O fato de a lã ser um bom isolante explica por 
que no inverno usamos agasalhos de lã: ela dificulta a 
perda do calor de nosso corpo para o meio externo. 
 
FLUXO DE CALOR 
Suponhamos que em um intervalo de tempo passe 
uma quantidade de calor Q por uma superfície S 
(Fig.2). 
 
Fig. 2 
O fluxo de calor através da superfície S é 
definido por: 
 
 
 
A experiência mostra que o fluxo de calor através da 
barra é dado por: 
 
onde k é uma constante cujo valor depende do material 
e é chamada condutividade térmica do material. 
 
CONVECÇÃO 
A convecção de calor é a transmissão de calor por 
meio do transporte de matéria. Ela ocorre no interior 
de fluidos (líquidos e gases) como consequência da 
diferença de densidades entre diferentes partes do 
fluido. Por exemplo, consideremos o caso ilustrado na 
Fig. 1 em que um recipiente contendo água é colocado 
sobre uma chama. Pelo aquecimento, a parte inferior 
da água se dilata e fica com densidade menor do que a 
parte superior. Com isso, ocorre uma corrente 
ascendente e outra descendente. Essas correntes são 
chamadas correntes de convecção. 
 
Fig. 1 
IRRADIAÇÃO 
No estudo da eletricidade apresentaremos o conceito 
de onda eletromagnética. Por enquanto vamos adiantar 
que todos os corpos emitem ondas eletromagnéticas 
cuja intensidade aumenta com a temperatura. Essas 
ondas se propagam no vácuo e é dessa maneira que a 
luz e o calor são transmitidos do Sol até a Terra. 
 
Fig.7 
Entre as ondas eletromagnéticas, a principal 
responsável pela transmissão do calor é a onda de 
infravermelho. 
Quando chegamos perto de uma fogueira, 
uma lâmpada incandescente ou um aquecedor elétrico, 
sentimos o calor emitido por eles. Uma parcela desse 
calor pode nos atingir por condução através do ar, 
porém essa parcela é pequena, pois o ar é mau 
condutor de calor. A maior parte do calor que 
recebemos dessas fontes vem por irradiação de ondas 
eletromagnéticas. 
 Física B 
 
 
 
9 
Exercícios de Sala  
 
1. Indique a alternativa que associa corretamente o 
tipo predominante de transferência de calor que ocorre 
nos fenômenos, na seguinte sequência: 
- Aquecimento de uma barra de ferro quando sua 
extremidade é colocada numa chama acesa. 
- Aquecimento do corpo humano quando exposto ao sol. 
- Vento que sopra da terra para o mar durante a noite. 
a) convecção - condução - radiação. 
b) convecção - radiação - condução. 
c) condução - convecção - radiação. 
d) condução - radiação - convecção. 
e) radiação - condução - convecção. 
 
2. Sabe-se que o calor específico da água é maior que 
o calor específico da terra e de seus constituintes 
(rocha, areia, etc.). Em face disso, pode-se afirmar 
que, nas regiões limítrofes entre a terra e o mar: 
a) durante o dia, há vento soprando do mar para a terra 
e, à noite, o vento sopra no sentido oposto. 
b) o vento sempre sopra sentido terra-mar. 
c) durante o dia, o vento sopra da terra para o mar e à 
noite o vento sopra do mar para a terra. 
d) o vento sempre sopra do mar para a terra. 
e) não há vento algum entre a terra e o mar. 
 
Tarefa Mínima 
 
3. Uma estufa para flores, construída em alvenaria, 
com cobertura de vidro, mantém a temperatura interior 
bem mais elevada do que a exterior. Das seguintes 
afirmações: 
I. O calor entra por condução e sai muito pouco por 
convecção 
II. O calor entra por radiação e sai muito pouco por 
convecção 
III. O calor entra por radiação e sai muito pouco por 
condução 
IV. O calor entra por condução e convecção e só pode 
sair por radiação 
 
A(s) alternativa(s) que pode(m) justificar a elevada 
temperatura do interior da estufa é (são): 
a) I, III b) I, II c) IV d) II, III e) II 
 
4. Calor é uma forma de energia que é transferida 
entre dois sistemas quando entre eles existe uma 
diferença de temperatura, e a transferência pode 
ocorrer por condução, convecção ou radiação. A 
respeito deste assunto, assinale o que for correto. 
01. Na condução, a transferência de calor ocorre de 
partícula a partícula, dentro de um corpo ou entre 
dois corpos em contato. 
02. A transferência de calor em um meio fluido ocorre 
por convecção. 
04. Na radiação, a transferência de calor entre dois 
sistemas ocorre através de ondas eletromagnéticas. 
08. O fluxo de caloratravés de um corpo é 
inversamente proporcional à sua espessura. 
 
5. Depois de assar um bolo em um forno a gás, 
Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no 
tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. 
Considerando-se essa situação, é correto afirmar que 
isso ocorre porque: 
a) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do 
bolo. 
b) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é 
mais rápida que entre o bolo e a mão. 
c) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, 
depois de os dois serem retirados do forno. 
d) o tabuleiro retém mais calor que o bolo. 
 
6. O uso mais popular de energia solar está associado 
ao fornecimento de água quente para fins domésticos. 
Na figura a seguir, é ilustrado um aquecedor de água 
constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa 
termicamente isolada e com cobertura de vidro, os 
quais absorvem energia solar. 
 
A. Hinrichs e M. Kleinbach. "Energia e meio ambiente". São Paulo: 
Thompson, 3 ed., 2004, p. 529 (com adaptações). 
 
Nesse sistema de aquecimento: 
a) os tanques, por serem de cor preta, são maus 
absorvedores de calor e reduzem as perdas de 
energia. 
b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa 
e reduz a perda de energia térmica utilizada para o 
aquecimento. 
c) a água circula devido à variação de energia 
luminosa existente entre os pontos X e Y. 
d) a camada refletiva tem como função armazenar 
energia luminosa. 
e) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se 
mantenha constante a temperatura no interior da 
caixa. 
 
7. Com relação aos processos de transferência de 
calor, considere as seguintes afirmativas: 
1. A condução e a convecção são processos que 
dependem das propriedades do meio material no 
qual ocorrem. 
2. A convecção é um processo de transmissão de calor 
que ocorre somente em metais. 
3. O processo de radiação está relacionado com a 
propagação de ondas eletromagnéticas. 
 
Assinale a alternativa correta. 
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. 
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. 
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. 
d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. 
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 
 
 Física B 
 
 
 
10 
8. Um resistor R é colocado dentro de um recipiente 
de parede metálica, no qual é feito vácuo e que possui 
um termômetro incrustado em sua parede externa. Para 
ligar o resistor a uma fonte externa ao recipiente foi 
utilizado um fio, com isolamento térmico que impede 
transferência de calor para as paredes do recipiente. 
Essa situação encontra-se ilustrada na figura a seguir. 
 
Ligando o resistor, nota-se que a temperatura indicada 
pelo termômetro aumenta, mostrando que há 
transferência de calor entre o resistor e o termômetro. 
Pode-se afirmar que os processos responsáveis por 
essa transferência de calor, na ordem correta, são: 
a) primeiro convecção e depois radiação. 
b) primeiro convecção e depois condução. 
c) primeiro radiação e depois convecção. 
d) primeiro radiação e depois condução. 
e) primeiro condução e depois convecção. 
 
UNIDADE 5 
 
GASES PERFEITOS 
 
Variáveis do estado de um gás 
Pressão  resultado dos choques consecutivos das 
moléculas nas paredes do recipiente. 
Volume É dado pelo volume do recipiente onde o 
gás está contido. 
Temperatura  Mede a agitação das moléculas do 
gás. 
 
OBS.: No estudo dos gases deve-se usar a temperatura 
absoluta (em Kelvin). 
Equação de Clapeyron: nRTV.p  
 
Onde : n = m/M 
 
Kmol
Cal
Kmol
T
Kmol
latm
R
.
2
.
31,8
.
.
082,0 
 
 
N1 = N2 
Lei geral dos gases perfeitos 
2
22
1
11
T
V.P
T
VP

 
N1≠ N2 
Lei geral dos gases perfeitos 
2
.
1 2
22
1
11
nT
VP
nT
VP

 
 
 
 
Transformações Gasosas 
 
Isotérmica (Boyle – Mariotte) 
Características: 
 Temperatura permanece constante. 
 P e V são inversamente proporcionais 
 
Isobárica (Charles) 
Características: 
 Pressão permanece constante. 
 V e T são diretamente proporcionais. 
 
Isométrica, Isovolumétrica ou Isocórica (Gay 
Lussac) 
Características: 
 Volume, permanece constante. 
 P e T são diretamente proporcionais 
 
Adiabática 
Característica: Não ocorre troca de calor entre o 
sistema e o meio. 
 
Exercícios de Sala  
 
1. Antes de iniciar uma viagem, um motorista 
cuidadoso calibra os pneus de seu carro, que estão à 
temperatura ambiente de 27 °C, com uma pressão de 
30 lb/pol
2
. Ao final da viagem, para determinar a 
temperatura dos pneus, o motorista mede a pressão 
deles e descobre que aumentou para 32 lb/pol
2
. Se o 
volume dos pneus permanece inalterado e se o gás no 
interior é ideal, o motorista determinou a temperatura 
dos pneus como sendo: 
a) 17 °C b) 27 °C c) 37 °C d) 47 °C e) 57 °C 
 
Tarefa Mínima  
 
2. Quando o balão do capitão Stevens começou sua 
ascensão, tinha, no solo, à pressão de 1 atm, 75000 m
3
 
de hélio. A 22 km de altura, o volume do hélio era de 
1500000 m
3
. Se pudéssemos desprezar a variação de 
temperatura, a pressão (em atm) a esta altura valeria: 
a) 1/20 b) 1/5 c) 1/2 d) 1 e) 20 
 
3. Uma amostra de gás perfeito foi submetida às 
transformações indicadas no diagrama PV a seguir. 
 Nessa sequência de transformações, os estados de 
maior e de menor temperatura foram, respectivamente: 
 
 
 
 
 
 
 
a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3 d) 3 e 4 e) 3 e 5 
 
4. Um gás perfeito está sob pressão de 20 atm, na 
temperatura de 200 K e apresenta um volume de 40 
litros. Se o referido gás tiver sua pressão alterada para 
40 atm, na mesma temperatura, qual será o novo 
volume? 
 Física B 
 
 
 
11 
5. A respeito do funcionamento da panela de pressão, 
assinale o que for correto. 
01. De acordo com a lei dos gases, as variáveis 
envolvidas nos processos são: pressão, volume e 
temperatura. 
02. O aumento da pressão no interior da panela afeta o 
ponto de ebulição da água. 
04. A quantidade de calor doado ao sistema deve ser 
constante, para evitar que a panela venha a 
explodir. 
08. O tempo de cozimento dos alimentos dentro de 
uma panela de pressão é menor porque eles ficam 
submetidos a temperaturas superiores a 100 °C. 
 
6. Para se realizar uma determinada experiência, - 
coloca-se um pouco de água em uma lata, com uma 
abertura na parte superior, destampada, a qual é, em 
seguida, aquecida, como mostrado na Figura I; 
- depois que a água ferve e o interior da lata fica 
totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e 
retirada do fogo; 
- logo depois, despeja-se água fria sobre a lata e 
observa-se que ela se contrai bruscamente, como 
mostrado na Figura II. 
 
Com base nessas informações, é correto afirmar que, 
na situação descrita, a contração ocorre porque 
a) a água fria provoca uma contração do metal das 
paredes da lata. 
b) a lata fica mais frágil ao ser aquecida. 
c) a pressão atmosférica esmaga a lata. 
d) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes 
para dentro. 
 
7. Regina estaciona seu carro (movido a gás natural) 
ao Sol. Considere que o gás no reservatório do carro se 
comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa 
cujo gráfico melhor representa a pressão em função da 
temperatura do gás na situação descrita. 
 
 
 
8. Um "freezer" é programado para manter a 
temperatura em seu interior a -19°C. Ao ser instalado, 
suponha que a temperatura ambiente seja de 27°C. 
Considerandoque o sistema de fechamento da porta a 
mantém hermeticamente fechada, qual será a pressão 
no interior do "freezer" quando ele tiver atingido a 
temperatura para a qual foi programado? 
a) 0,72 atm 
b) 0,78 atm 
c) 0,85 atm 
d) 0,89 atm 
e) 0,94 atm 
 
9. Um gás ideal sofre uma compressão adiabática 
durante a qual sua temperatura absoluta passa de T 
para 4T. Sendo P a pressão inicial, podemos afirmar 
que a pressão final será 
a) menor do que P. 
b) igual a P. 
c) igual a 2 P. 
d) igual a 4 P. 
e) maior do que 4 P. 
 
10. Uma massa de gás perfeito a 17°C, que sofre uma 
transformação isotérmica, tem seu volume aumentado 
de 25%. A pressão final do gás, em relação à inicial 
será: 
a) 20% maior. 
b) 20% menor. 
c) 25% menor. 
d) 80% menor. 
e) 80% maior. 
 
11. Um extintor de incêndio cilíndrico, contendo CO2 
possui um medidor de pressão interna que, 
inicialmente, indica 200 atm. Com o tempo, parte do 
gás escapa, o extintor perde pressão e precisa ser 
recarregado. Quando a pressão interna for igual a 160 
atm, a porcentagem da massa inicial de gás que terá 
escapado corresponderá a: 
 
a) 10% b) 20% c) 40% d) 60% e) 75% 
 
Obs: Considere que a temperatura permanece 
constante e o CO2 nessas condições, comporta-se 
como um gás perfeito 
1 atm = 10
5
 N/m
2 
 
12. Um recipiente rígido contém gás perfeito sob 
pressão de 3 atm. Sem deixar variar a temperatura, são 
retirados 4 mols do gás, fazendo com que a pressão se 
reduza a 1 atm. O número de mols existente 
inicialmente no recipiente era: 
a) 6 b) 8 c) 10 d) 12 e) 16 
 
13. A quantidade de 2,0mols de um gás perfeito se 
expande isotermicamente. Sabendo que no estado 
inicial o volume era de 8,20L e a pressão de 6,0atm e 
que no estado final o volume passou a 24,6L, 
determine: 
a) a pressão final do gás; 
b) a temperatura, em °C, em que ocorreu a expansão. 
Dado: 
Constante universal dos gases perfeitos: 0,082atm.L/mol.K 
 
14. Num recipiente indeformável, provido de válvula 
especial, encontram-se confinados 2 mols de oxigênio 
(molécula - grama = 32 g) nas C. N. T. P.. Num dado 
instante, abre-se a válvula e permite-se que 8 g do gás 
escapem, mantendo-se, contudo a mesma temperatura. 
A nova pressão do gás é: 
 Física B 
 
 
 
12 
Dado: R = 0,082 atm.L/mol . K 
 
a) 15/16 atm 
b) 7/8 atm 
c) 1/4 atm 
d) 7/16 atm 
e) 1/8 atm 
 
UNIDADE 6 
 
TERMODINÂMICA 
 
Trabalho Termodinâmico (W) 
A equação (
VpW  .
) só pode ser usada 
quando a pressão se mantém constante. Quando a 
pressão varia (durante a variação de volume), o 
trabalho do gás deve ser calculado graficamente. É 
possível demonstrar que, em qualquer caso, o trabalho 
W do gás tem módulo numericamente igual à área da 
região sombreada no gráfico da Fig. 
AW 
 
 
 
1) Trabalho positivo = 
o gás realiza ou cede 
trabalho. 
 
2) Trabalho negativo = 
o gás sofre ou recebe 
trabalho. 
 
 
Energia interna de um gás ideal 
Verifica-se que a energia interna (U) de um gás ideal é 
proporcional à temperatura absoluta, isto é, 
TRnU ..
2
3

. 
No entanto, para analisarmos os valores energéticos é 
necessário conhecer a variação da energia interna 
(
U
) do gás. 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Quando fornecemos a um gás uma quantidade de calor 
Q, esse calor pode ser usado de dois modos: 
 
1º) uma parte pode ser usada para realizar um trabalho 
W. 
2°) outra parte pode se transformar em energia interna 
do gás. 
Assim: 
UWQ 
 onde 
U
 é a variação da 
energia interna do gás. A equação traduz a Primeira 
Lei da Termodinâmica que na realidade é uma 
consequência do Princípio da Conservação da Energia. 
OBS: Isotérmica: 
WQ 
 
 Adiabática ∆U = - W 
 Isocórica: 
UQ 
 
Transformação Cíclica 
É aquela em que o gás sofre diversas transformações 
retornando as suas condições iniciais. 
0
P
V
Área = w
A
B
C
 
Em um ciclo a variação da energia interna é zero 
(
0U
). 
 
Máquinas térmicas 
São dispositivos que 
convertem calor em 
trabalho e vice-versa: 
máquinas a vapor, motores 
à explosão, refrigerados 
etc. 
 
MÁQUINA
Q1
Q2
FONTE FRIA
FONTE QUENTE
Calor 
recebido
Trabalho 
realizado
W
Calor 
cedido
 
 
 2ª Lei da Termodinâmica: O calor flui 
espontaneamente do corpo de maior temperatura para 
o de menor temperatura. 
Não podemos ter uma maquina térmica com 
rendimento de 100%. 
 
1
Q
W
n 
 ou 
1
21
Q
Q
n 
 
 
Ciclo de Carnot 
 O ciclo de Carnot é o ciclo reversível constituído por 
dois processos isotérmicos (A-B e C-D) e dois 
processos adiabáticos (B-C e D-A). Por questões 
didáticas, a figura representa o ciclo de Carnot para 
um gás ideal, e percorrido em certo sentido, embora 
qualquer substância possa ser levada a executar um 
ciclo de Carnot e o sentido possa ser invertido. 
 
 
Exercícios de Sala  
 
1. Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma 
transformação a volume constante. É correto afirmar 
que: 
a) a transformação é isotérmica. 
b) a transformação é isobárica. 
c) o gás não realiza trabalho. 
d) sua pressão diminuirá se a temperatura do gás 
aumentar. 
e) a variação de temperatura do gás será a mesma em 
qualquer escala termométrica. 
 
 
 
 
 
N = 1- T2 / T1 
 
 
 Física B 
 
 
 
13 
Tarefa Mínima  
 
2. O biodiesel resulta da reação química desencadeada 
por uma mistura de óleo vegetal com álcool de cana. 
A utilização do biodiesel etílico como combustível no 
país permitiria uma redução sensível nas emissões de 
gases poluentes no ar, bem como uma ampliação da 
matriz energética brasileira. O combustível testado foi 
desenvolvido a partir da transformação química do 
óleo de soja. É também chamado de B-30 porque é 
constituído de uma proporção de 30% de biodiesel e 
70% de diesel metropolitano. O primeiro diagnóstico 
divulgado considerou performances dos veículos 
quanto ao desempenho, durabilidade e consumo. 
 
Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para 
realizar trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de 
biodiesel libera 5,0 × 10
3
 cal e o rendimento do motor 
é de 15%, o trabalho mecânico realizado, em joules, 
vale, aproximadamente, 
Dado: 1 cal = 4,2 joules 
a) 7,2 × 10
5
 
b) 1,0 × 10
6
 
c) 3,0 × 10
6
 
d) 9,0 × 10
6
 
e) 1,3 × 10
7 
 
 
3. A figura a seguir representa o gráfico pressão 
versus volume da expansão isotérmica de um gás 
perfeito. É correto afirmar que: 
 
 
 
a) a curva apresentada é uma isobárica 
b) a área sombreada do gráfico representa 
numericamente o trabalho realizado pelo gás ao se 
expandir 
c) a área sombreada é numericamente igual ao trabalho 
realizado sobre o gás para sua expansão 
d) a curva do gráfico é uma isocórica. 
 
4. Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCA 
representado a seguir: 
 
O trabalho realizado pelo sistema no ciclo vale, em 
joules: 
a) 2,5 × 10
5
 
b) 4,0 × 10
5 
c) 3,0 × 10
5
 
d) 5,0 × 10
5
 
e) 2,0 × 10
5
 
 
5. A primeira lei da termodinâmica diz respeito à: 
a) dilatação térmica 
b) conservação da massa 
c) conservação da quantidade de movimento 
d) conservação da energia 
e) irreversibilidade do tempo 
 
6. Considere as proposições a seguir sobre 
transformações gasosas. 
I. Numa expansão isotérmica de um gás perfeito, sua 
pressão aumenta. 
II. Numa compressãoisobárica de um gás perfeito, sua 
temperatura absoluta aumenta. 
III. Numa expansão adiabática de um gás perfeito, sua 
temperatura absoluta diminui. 
Pode-se afirmar que apenas: 
a) I é correta. 
b) II é correta. 
c) III é correta. 
d) I e II são corretas. 
e) II e III são corretas. 
 
7. Com relação às transformações sofridas por um gás 
perfeito, assinale a alternativa incorreta. 
a) Na transformação adiabática, a variação de energia 
cinética das moléculas é nula. 
b) Na transformação isobárica, não há variação da 
pressão do gás. 
c) Na transformação isotérmica, a energia cinética 
média das moléculas não se altera. 
d) Na transformação adiabática, não há troca de calor 
com o meio exterior. 
e) Na transformação isotérmica, há troca de calor com 
o meio exterior. 
 
8. Considere uma certa massa de um gás ideal em 
equilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, 
faz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a 
qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do 
meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gás 
sofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas 
condições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo 
trabalho W. 
Calcule a variação de energia interna ∆U do gás nessa 
expansão adiabática. 
 
9. Quando um gás ideal sofre uma expansão 
isotérmica: 
a) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual 
ao trabalho realizado pelo gás na expansão. 
b) não troca energia na forma de calor com o meio 
exterior. 
c) não troca energia na forma de trabalho com o meio 
exterior. 
d) a energia recebida pelo gás na forma de calor é 
igual à variação da energia interna do gás. 
e) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da 
energia interna do gás. 
 
 Física B 
 
 
 
14 
10. Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 
50cal de energia na forma de calor e expande-se 
realizando um trabalho de 300J. Considerando 1cal=4,2J, 
a variação da energia interna do gás é, em J, de 
a) 250 b) -250 c) 510 d) -90 e) 90 
 
11. A respeito de conceitos relacionados à 
Termodinâmica, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 
 
01. A energia interna de um gás ideal pode ser medida 
diretamente. 
02. Em algumas situações, calor é adicionado a uma 
substância e não ocorre nenhuma variação de 
temperatura. Tais situações não estão de acordo 
com a definição usual de calor como sendo uma 
forma de energia em trânsito devido a uma 
diferença de temperatura. 
04. É impossível a ocorrência de processos nos quais 
não se transfira e nem se retire calor de um sistema 
e nos quais a temperatura do sistema sofra 
variação. 
08. Durante uma transformação isotérmica de um gás 
ideal, existe equivalência entre o calor e o trabalho 
trocados entre o sistema e o exterior. 
16. A capacidade calorífica de um corpo representa a 
quantidade de calor que o corpo pode estocar à 
certa temperatura. 
32. Durante uma transformação cíclica de um gás 
ideal, existe equivalência entre o calor e o trabalho 
trocados entre o sistema e o exterior. 
64. Na passagem de um sistema no um estado inicial 1 
para um estado final 2, a variação da energia 
interna entre os dois estados depende do processo 
que provocou tal passagem. 
 
12. Os estudos científicos desenvolvidos pelo 
engenheiro francês Nicolas Sadi Carnot (1796-1832) 
na tentativa de melhorar o rendimento de máquinas 
térmicas serviram de base para a formulação da 
segunda lei da termodinâmica. 
Acerca do tema, considere as seguintes afirmativas: 
 
1. O rendimento de uma máquina térmica é a razão 
entre o trabalho realizado pela máquina num ciclo e o 
calor retirado do reservatório quente nesse ciclo. 
2. Os refrigeradores são máquinas térmicas que 
transferem calor de um sistema de menor temperatura 
para outro a uma temperatura mais elevada. 
3. É possível construir uma máquina, que opera em 
ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte 
e transformá-lo integralmente em trabalho. 
 
Assinale a alternativa correta. 
a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. 
b) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. 
c) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. 
d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. 
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 
 
13. A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de 
calor da sua fonte quente e descarrega 36 kJ de calor 
na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa 
máquina pode ter é de 
a) 20%. b) 25%. c) 75%. d) 80%. e) 100%. 
 
14. O uso de combustíveis não renováveis, como o 
petróleo, tem sérias implicações ambientais e 
econômicas. Uma alternativa energética em estudo 
para o litoral brasileiro é o uso da diferença de 
temperatura da água na superfície do mar (fonte 
quente) e de águas mais profundas (fonte fria) em uma 
máquina térmica para realizar trabalho. (Desconsidere 
a salinidade da água do mar para a análise das 
respostas). 
 
Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 
01. Supondo que a máquina térmica proposta opere em 
um ciclo de Carnot, teremos um rendimento de 
100%, pois o ciclo de Carnot corresponde a uma 
máquina térmica ideal. 
02. Uma máquina com rendimento igual a 20% de 
uma máquina ideal, operando entre 7 °C e 37 °C, 
terá um rendimento menor que 10%. 
04. Na situação apresentada, a temperatura mais baixa 
da água é de aproximadamente 4 °C pois, ao 
contrário da maioria dos líquidos, nesta 
temperatura a densidade da água é máxima. 
08. É impossível obter rendimento de 100% mesmo 
em uma máquina térmica ideal, pois o calor não 
pode ser transferido espontaneamente da fonte fria 
para a fonte quente. 
16. Não é possível obtermos 100% de rendimento, 
mesmo em uma máquina térmica ideal, pois isto 
viola o princípio da conservação da energia. 
 
UNIDADE 7 
 
ÓPTICA GEOMÉTRICA, ESPELHOS 
PLANOS E ESFÉRICOS 
 
Estuda os fenômenos luminosos 
Luz: Agente físico capaz de sensibilizar nossos órgãos 
visuais (retina). Propaga-se através de ondas 
eletromagnéticas, isto é, pode viajar no vácuo 
(ausência de matéria). 
 
Raio de Luz 
 
 
Feixes ou pinceis de luz 
 
Convergente 
 
 Física B 
 
 
 
15 
Divergente 
 
Paralelo 
 
FONTE DE LUZ 
Corpo luminoso: (Fonte Primária)- Emite luz própria. 
o Incandescente : Quente 
o Luminescente: Fria : Fluorescente e Fosforescente. 
o Ex: Sol, lâmpada acesa, etc... 
 
Corpo iluminado: (Fonte Secundária)- Reflete luz 
recebida de outras fontes. 
Ex: Lua, lâmpada apagada etc.. 
 
Luz policromática: possui várias cores. 
 
Luz monocromática: possui apenas uma cor 
 
Fenômenos Luminosos 
 
Reflexão da Luz 
Reflexão especular 
 
 Reflexão difusa 
 
 
 
 
Fenômeno que ocorre devido à propagação 
retilínea da luz 
Princípio da Óptica geométrica 
 
- Princípios de propagação da Luz 
 Propagação retilínea da luz em meios transparentes e 
homogêneos, a luz propaga-se em linha reta. 
 
- Câmara escura de orifício. 
 
 H - Altura do objeto 
 h - Altura da imagem na câmara 
 D - Distância do objeto a câmara 
 d - Comprimento da câmara. 
- Princípio de Reversibilidade da Luz. 
"A trajetória da luz independe do sentido da 
propagação" 
 
- Princípio da Independência dos Raios Luminosos. 
"Raios de luz que se cruzam não interferem entre si" 
 
ESPELHOS PLANOS 
 
Formação de Imagens em Espelhos planos 
 
1 - Imagens de um ponto 
 
 
2 - Imagens de um corpo extenso 
 
- Imagem Virtual (Atrás do espelho) 
 
Características da imagem no espelho plano 
1- Imagem virtual (Atrás do espelho)2- Mesmo tamanho do objeto 
3- Imagem e objeto são equidistantes (mesma 
distância) do espelho 
4 - Objeto e imagem são reversos (enantiomorfos) 
 
 
COMPOSIÇÃO DOS ESPELHOS PLANOS 
Dois espelhos podem formar várias imagens e o 
número de imagens depende do ângulo formado pelos 
espelhos. 
 Física B 
 
 
 
16 
 
1
360


N
 
 
Campo visual de um espelho plano 
 
C.V. - Campo Visual 
 
Espelhos Esféricos 
 
 
Elementos de um espelho esférico. 
 
 
Equações dos Espelhos Esféricos 
 
 R = Raio de curvatura 
 f = Distância focal 
 R = 2f 
 p = Distância do objeto ao espelho 
 p' = Distância da imagem ao espelho 
 Equação dos Pontos Conjugados (Eq. Gauss) 
`
111
ppf

 
pf
f
p
p
o
i
A


` 
 
Regra de sinais. 
P`(+) → Imagem real 
P`(-) → Imagem virtual 
f(+) → Espelho côncavo ou lente convergente 
f(-) → Espelho convexo ou lente divergente 
A(+) → Imagem virtual 
A(-) → Imagem real 
A > 1 → Imagem maior que o objeto 
A < 1 → Imagem menor que o objeto 
A = 1 → Imagem do mesmo tamanho do objeto 
 
Consideração: 
Se a imagem é projetada, ela será REAL. Sendo real 
ela será INVERTIDA. 
 
Elementos de um Espelho Esférico 
 
 Foco - C/2 
 (alfa)= ângulo de abertura 
 C = Raio de curvatura (R) 
 V - Vertice 
 EP- Eixo Principal 
 
Raios Incidentes Notáveis 
 
 
1. Todo raio de luz que incide paralelamente ao EP 
reflete na direção do foco. 
2. Todo raio de luz que incide na direção do foco 
reflete paralelamente ao EP. 
3. Todo raio de luz que incide na direção do C 
reflete na mesma direção. 
4. Todo raio de luz que incide no vértice do espelho 
reflete simetricamente em relação ao EP. 
Condição de Nitidez de Gauss 
Imagens nítidas para alfa < 10º 
Foco: Ponto de encontro dos raios refletidos (ou de 
seus prolongamentos) paralelamente ao eixo principal. 
 Côncavo 
 
 Convexo 
 
 
 
 Física B 
 
 
 
17 
Exercícios de Sala  
 
1. A figura adiante mostra uma vista superior de dois 
espelhos planos montados verticalmente, um 
perpendicular ao outro. Sobre o espelho OA incide um 
raio de luz horizontal, no plano do papel, mostrado na 
figura. Após reflexão nos dois espelhos, o raio emerge 
formando um ângulo θ com a normal ao espelho OB. 
O ângulo θ vale: 
 
a) 0° b) 10° c) 20° d) 30° e) 40° 
 
Tarefa Mínima  
 
2. Aproveitando materiais recicláveis, como latas de 
alumínio de refrigerantes e caixas de papelão de 
sapatos, pode-se construir uma máquina fotográfica 
utilizando uma técnica chamada "pin hole" (furo de 
agulha), que, no lugar de lentes, usa um único furo de 
agulha para captar a imagem num filme fotográfico. 
As máquinas fotográficas "pin hole" registram um 
mundo em imagens com um olhar diferente. Um poste 
com 4 m de altura é fotografado numa máquina "pin 
hole". No filme, a altura da imagem do poste, em 
centímetros, é: 
 
a) 12 b) 10 c) 8 d) 6 e) 4 
 
3. A velocidade da luz, no vácuo, vale 
aproximadamente 3,0.10
8
 m/s. Para percorrer a 
distância entre a Lua e a Terra, que é de 3,9.10
5
 km, a 
luz leva: 
a) 11,7 s b) 8,2 s c) 4,5 s d) 1,3 s e) 0,77 s 
 
4. Na figura a seguir, F é uma fonte de luz extensa e A 
um anteparo opaco. 
 
Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, 
regiões de: 
a) sombra, sombra e penumbra. 
b) sombra, sombra e sombra. 
c) penumbra, sombra e penumbra. 
d) sombra, penumbra e sombra. 
e) penumbra, penumbra e sombra. 
 
 
5. No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas. 
a) têm a mesma frequência. 
b) têm a mesma intensidade. 
c) se propagam com a mesma velocidade. 
d) se propagam com velocidades menores que a da luz. 
e) são polarizadas. 
 
6. Considere as seguintes afirmativas: 
I- A água pura é um meio translúcido. 
II- O vidro fosco é um meio opaco. 
III- O ar é um meio transparente. 
Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa 
correta. 
a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. 
b) Apenas a afirmativa II é verdadeira. 
c) Apenas a afirmativa III é verdadeira. 
d) Apenas as afirmativas I e a III são verdadeiras. 
e) Apenas as afirmativas II e a III são verdadeiras. 
 
7. Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios 
fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho 
recente, ela usou um vestido que apresentava cor 
vermelha quando iluminado pela luz do sol. 
Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo 
vestido. Sabendo-se que a passarela onde ela vai 
desfilar será iluminada agora com luz monocromática 
verde, podemos afirmar que o público perceberá seu 
vestido como sendo: 
a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido. 
b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha. 
c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das 
cores. 
d) vermelho, pois a cor do vestido independe da 
radiação incidente. 
 
8. Muitas vezes, ao examinar uma vitrina, é possível 
observar não só os objetos que se encontram em 
exposição atrás do vidro, como também a imagem de 
si próprio formada pelo vidro. A formação dessa 
imagem pode ser explicada pela. 
a) reflexão parcial da luz. 
b) reflexão total da luz. 
c) refração da luz. 
d) transmissão da luz. 
e) difração da luz. 
 
9. Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de 
um prédio, o qual se apresenta com altura de 5 cm. 
Aumentando-se de 100 m a distância do prédio à 
câmara, a imagem se reduz para 4 cm de altura. Qual é 
a distância entre o prédio e a câmara, na primeira 
posição? 
a) 100 m b) 200 m c) 300 m d) 400 m e) 500 m 
 
10. Em um dado instante, uma vara de 2,0 m de 
altura, vertical, projeta no solo, horizontal, uma 
sombra de 50 cm de comprimento. Se a sombra de um 
prédio próximo, no mesmo instante, tem comprimento 
de 15 m, qual a altura do prédio? 
 
 Física B 
 
 
 
18 
11. Um lápis encontra-se na frente de um pequeno 
espelho plano E, como mostra a figura. O lápis e a 
imagem estão corretamente representados na 
alternativa: 
 
12. Uma câmara escura de orifício fornece a imagem 
de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5cm. 
Aumentando-se de 100m a distância do prédio à 
câmara, a imagem se reduz para 4cm de altura. Qual é 
a distância entre o prédio e a câmara, na primeira 
posição? 
a) 100 m b) 200 m c) 300 m d) 400 m e) 500 m 
 
13. A luz solar se propaga e atravessa um meio 
translúcido. Qual das alternativas a seguir representa o 
que acontece com a propagação dos raios de luz? 
 
 
 
 
14. A luz solar penetra numa sala através de uma 
janela de vidro transparente. Abrindo-se a janela, a 
intensidade da radiação solar no interior da sala: 
a) permanece constante. 
b) diminui, graças à convecção que a radiação solar 
provoca. 
c) diminui, porque os raios solares são concentrados na 
sala pela janela de vidro. 
d) aumenta, porque a luz solar não sofre mais difração. 
e) aumenta, porque parte da luz solar não mais se 
reflete na janela. 
 
15. Admita que o sol subitamente "morresse", ou seja, 
sua luz deixasse de ser emitida. 24 horas após este 
evento, um eventual sobrevivente, olhando para o céu, 
sem nuvens, veria: 
a) a Lua e estrelas. 
b) somente a Lua. 
c) somente estrelas. 
d) uma completa escuridão. 
e) somente os planetas do sistema solar. 
 
16. A figura a seguir mostra um objeto A colocado a 
5m de um espelho plano, e um observador O, 
colocando a 7m deste mesmo espelho. 
Um raio de luz que partede A e atinge o observador O 
por reflexão no espelho percorrerá, neste trajeto de A 
para O: 
 
a) 9m b) 12m c) 15m d) 18m e) 21m 
 
17. Uma pessoa deseja usar um espelho plano vertical, 
a partir do chão, para ver-se de corpo inteiro, desde a 
cabeça até os pés. A altura do espelho: 
a) deve ser pelo menos igual à altura da pessoa. 
b) deve ser pelo menos igual à metade da altura da 
pessoa. 
c) depende da distância da pessoa ao espelho. 
d) depende da altura da pessoa e da sua distância ao 
espelho. 
 
18. Um menino, parado em relação ao solo, vê sua 
imagem em um espelho plano E colocado à parede 
traseira de um ônibus. Se o ônibus se afasta do menino 
com velocidade de 2m/s, o módulo da velocidade da 
imagem, em relação ao solo, é: 
 
 
a) 4 m/s b) 3 m/s c) 2 m/s d) 1 m/s 
 
19. Um raio de luz r incide sucessivamente em dois 
espelhos planos E1 e E2, que formam entre si um 
ângulo de 60°, conforme representado no esquema a 
seguir. Nesse esquema o ângulo é igual a 
 
a) 80° b) 70° c) 60° d) 50° e) 40° 
 
20. Quando colocamos um pequeno objeto real entre 
o foco principal e o centro de curvatura de um espelho 
esférico côncavo de Gauss, sua respectiva imagem 
conjugada será: 
a) real, invertida e maior que o objeto. 
b) real, invertida e menor que o objeto. 
c) real, direita e maior que o objeto. 
d) virtual, invertida e maior que o objeto. 
e) virtual, direita e menor que o objeto. 
 
 Física B 
 
 
 
19 
21. Um objeto colocado a 15 cm de um espelho 
côncavo forma uma imagem no infinito. Se for 
colocada uma lente de distância focal 15 cm, distante 
30 cm do espelho, aquela imagem formada no infinito 
agora estará: 
a) ainda no infinito. 
b) reduzida e a 15 cm do espelho. 
c) reduzida e a 30 cm do espelho. 
d) ampliada e a 45 cm do espelho. 
e) concentrada em um ponto distante 45 cm do 
espelho. 
 
 22. Se um espelho forma uma imagem real e 
ampliada de um objeto, então o espelho é: 
a) convexo e o objeto está além do foco. 
b) convexo e o objeto está entre o foco e o espelho. 
c) côncavo e o objeto está entre o foco e o centro do 
espelho. 
d) côncavo e o objeto está além do foco. 
e) côncavo ou convexo e com o objeto entre o foco e o 
centro do espelho. 
 
23. Um objeto real, representado pela seta, é colocado 
em frente a um espelho podendo ser plano ou esférico 
conforme as figuras. 
A imagem fornecida pelo espelho será virtual: 
 
a) apenas no caso I. 
b) apenas no caso II. 
c) apenas nos casos I e II. 
d) nos casos I e IV e V. 
e) nos casos I, II e III. 
 
 
 
 
24. Considere o esquema ótico a seguir, no qual V é o 
vértice do espelho côncavo, C seu centro de curvatura 
e F seu foco principal. 
 
 Associe as colunas a seguir: 
 
 POSIÇÃO DO 
OBJETO 
( ) à esquerda 
de C 
( ) sobre C 
( ) entre C e F 
( ) sobre F 
( ) entre F e V 
CARACTERÍSTICAS DA 
IMAGEM 
1. real, maior e invertida 
2. imagem imprópria 
3. real, menor e invertida 
4. real, igual e invertida 
5. virtual, maior e direita 
 
A sequência correta, de cima para baixo, será: 
a) 3, 4, 1, 5, 3. 
b) 1, 3, 4, 5, 2. 
c) 5, 4, 2, 1, 3. 
d) 1, 5, 4, 3, 2. 
e) 3, 4, 1, 2, 5. 
 
UNIDADE 8 
 
REFRAÇÃO DA LUZ 
 
Refração da Luz 
Variação da velocidade de propagação da luz quando 
ocorre mudança de meio. Esta variação quase sempre 
vem acompanhada de desvio do raio luminoso. 
 
Índice de Refração Absoluto de um meio (N): 
 
v
c
n 
 
 
N = meio, c = Velocidade da luz no vácuo, V = 
Velocidade da luz no meio; 
 
- Vácuo: c : N(vácuo) = 1 
- Ar: V(ar) : N(ar) = (aproximadamente) 1; 
- Água: V(água) : N(água) > 1; 
- Vidro: V(vidro) : N(vidro) > 1 ; 
 
- Conclusão: N ≥ 1 
Obs.: N mede a dificuldade que a luz encontra em 
viajar pelo meio. 
 
 Índice de Refração Relativo: 
 
NA,B = NA / NB = VB / VA 
 
Leis da Refração: 
 
o 1º - Raio Incidente (RI) , Reta Normal (N) e Raio 
Refratado (RR) são coplanares; 
 
o 2º - Snell Descartes: 
 
BBAA sennsenn  ..  
Refração Atmosférica 
1. A luz, ao entrar na atmosfera terrestre, sofre 
pequenas variações ao passar dentre as diversas 
camadas de ar. 
2. Pela refringência ser diretamente proporcional à 
densidade, a luz desvia do menos refringente para o 
mais refringente, aproximando-se da reta normal; 
3. Quando chega perto do chão existe um ar 
superaquecido, de menor densidade, que provoca um 
desvio do meio mais refringente para o mais 
refringente, provocando, às vezes, a reflexão total. Isso 
caracteriza as miragens e as impressões de asfalto 
molhado que temos; 
 
Reflexão Total 
 
- Fibras Ópticas; 
- Miragens. 
 Física B 
 
 
 
20 
 
 
 Condições: 
- A luz deve ir do mais refringente para o menos 
refringente; 
- O ângulo de incidência deve ser maior do que o 
ângulo limite(L). 
 
Cálculo do ângulo limite (L): 
 
 
 
Dioptro Plano 
Associação de dois meios com refringências 
diferentes, separados por uma superfície plana. 
 
Nobj
Nobs
P
P ,,

 
 
Prisma Óptico 
 
ai = i - r 
a = a1 + a2 
A = r + r' 
 Legenda: 
- A: Ângulo de abertura ou Refringência; 
- a1: Ângulo desvio (1º Face); 
- a2: Ângulo desvio (2º Face); 
- a : Ângulo desvio Total 
 
 Conclusão: 
a = i + i' - A 
 Obs.: Pode existir reflexão total em prismas 
ópticos. 
Exercícios de Sala  
 
1. Na figura adiante, um raio de luz monocromático se 
propaga pelo meio A, de índice de refração 2,0. 
 
Dados: sen 37° = 0,60, sen 53° = 0,80 
Devemos concluir que o índice de refração do meio B é: 
a) 0,5 b) 1,0 c) 1,2 d) 1,5 e) 2,0 
 
Tarefa Mínima  
 
2. Um raio luminoso incide sobre a superfície da água, 
conforme a figura a seguir. Qual alternativa representa 
o que acontece com o raio? 
 
 
 
3.Quando um raio de luz monocromático, 
proveniente de um meio homogêneo, transparente e 
isótropo, identificado por meio A, incide sobre a 
superfície de separação com um meio B, também 
homogêneo, transparente e isótropo, passa a se 
propagar nesse segundo meio, conforme mostra a 
figura. Sabendo-se que o ângulo é menor que o 
ângulo , podemos afirmar que: 
a) no meio A, a 
velocidade de 
propagação da luz é 
menor que no meio B. 
b) no meio A, a 
velocidade de 
propagação da luz é 
sempre igual à 
velocidade no meio B. 
c) no meio A, a velocidade de propagação da luz é 
maior que no meio B. 
d) no meio A, a velocidade de propagação da luz é 
maior que no meio B, somente se é o ângulo 
limite de incidência. 
e) no meio A, a velocidade de propagação da luz é 
maior que no meio B, somente se é o ângulo 
limite de refração. 
 
4. Amanda segura um copo de vidro cheio de água. 
Um raio luminoso monocromático vindo do ar, com 
velocidade de aproximadamente , atravessa 
todo o copo. Sobre este fenômeno, analise as 
afirmações a seguir: 
 Física B 
 
 
 
21 
I - Ao entrar no vidro, a velocidade da onda luminosa 
passa a ser maior do que . 
II - ao entrar na água, a velocidade da onda luminosa 
passa a ser menor do que . 
III - Ao sair do copo, a velocidade da onda luminosa 
volta a ser de . 
IV - Durante todo o fenômeno, a frequência da onda 
luminosa permanece constante. 
Assinale a única alternativa correta: 
a) I. 
b) Apenas II. 
c) Apenas III. 
d) II, III e IV. 
e) Apenas II e III. 
 
5. Um raio de luz monocromático, propagando-se num 
meio transparenteA, cujo índice de refração é nA, 
incide na superfície S de separação com outro meio 
transparente B, de índice de refração nB, e se refrata 
como mostra o esquema a seguir. 
 
 
 
Sendo i o ângulo de incidência e r o ângulo de 
refração, analise as afirmações que seguem. 
( ) Se i > r então nA > nB. 
( ) A reflexão total pode ocorrer desde que a luz 
esteja se propagando do meio mais refringente para o 
menos refringente. 
( ) O ângulo limite L para esse par de meios é tal que 
senL=nB/nA. 
( ) A lei de Snell-Descartes, da refração, para a 
situação mostrada no esquema é expressa por: nA sen 
i=nBsen(r). 
( ) Se nA> nB, a velocidade de propagação da luz é 
maior no meio A que no B. 
 
6. A figura a seguir mostra um lápis de comprimento AB 
parcialmente imerso na água e sendo observado por um 
estudante. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 
 
 
 
01. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-
água, porque o índice de refração da água é maior 
do que o do ar. 
02. O feixe luminoso proveniente do ponto B, ao 
passar da água para o ar se afasta da normal, 
sofrendo desvio. 
04. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-
água, sendo o fenômeno explicado pelas leis da 
reflexão. 
08. O observador vê o lápis "quebrado" na interface 
ar-água porque a luz sofre dispersão ao passar do 
ar para a água. 
16. O ponto B', visto pelo observador, é uma imagem 
virtual. 
 
7. Uma fibra óptica é uma estrutura cilíndrica feita de 
vidro, constituída, basicamente, de dois materiais 
diferentes, que compõem o núcleo e a casca, como 
pode ser visto em corte na figura a seguir. 
 
 
 
Sua propriedade de guiamento dos feixes de luz está 
baseada no mecanismo da reflexão interna total da luz 
que ocorre na interface núcleo-casca. Designando por 
n(núcleo) e n(casca) os índices de refração do núcleo e 
da casca, respectivamente, analise as afirmações a 
seguir, que discutem as condições para que ocorra a 
reflexão interna total da luz. 
 
 I. n(núcleo) > n(casca). 
II. Existe um ângulo L, de incidência na interface 
núcleo-casca, tal que sen(L)=n(casca)/n(núcleo). 
III. Raios de luz com ângulos de incidência > L 
sofrerão reflexão interna total, ficando presos 
dentro do núcleo da fibra. 
 Analisando as afirmações, podemos dizer que: 
 
a) somente I está correta. 
b) somente I e II estão corretas. 
c) todas estão corretas. 
d) somente I e III estão corretas. 
e) nenhuma se aplica ao fenômeno da reflexão interna 
total da luz em uma fibra óptica. 
 
8. Um pássaro sobrevoa em linha reta e à baixa 
altitude uma piscina em cujo fundo se encontra uma 
pedra. Podemos afirmar que: 
a) com a piscina cheia, o pássaro poderá ver a pedra 
durante um intervalo de tempo maior do que se a 
piscina estivesse vazia. 
b) com a piscina cheia ou vazia o pássaro poderá ver a 
pedra durante o mesmo intervalo de tempo. 
c) o pássaro somente poderá ver a pedra enquanto 
estiver voando sobre a superfície da água. 
d) o pássaro, ao passar sobre a piscina, verá a pedra 
numa posição mais profunda do que aquela em que 
ela realmente se encontra. 
e) o pássaro nunca poderá ver a pedra. 
 
9. Um raio de luz monocromático passa do meio 1 
para o meio 2 e deste para o meio 3. Sua velocidade de 
propagação relativa aos meios citados é v1, v2 e v3, 
respectivamente. 
 Física B 
 
 
 
22 
 
O gráfico representa a variação da velocidade de 
propagação da luz em função do tempo ao atravessar 
os meios mencionados, considerados homogêneos. 
Sabendo-se que os índices de refração do diamante, do 
vidro e do ar obedecem à desigualdade n(diam) > 
n(vidro) > n(ar), podemos afirmar que os meios 1, 2 e 
3 são, respectivamente: 
 
a) diamante, vidro, ar. 
b) diamante, ar, vidro. 
c) ar, diamante, vidro. 
d) ar, vidro, diamante. 
e) vidro, diamante, ar. 
 
 10. Uma folha de papel com um texto impresso está 
protegida por uma espessa placa de vidro. O índice de 
refração do ar é 1,0 e o do vidro 1,5. Se a placa tiver 
3cm de espessura, a distância do topo da placa à 
imagem de uma letra do texto, quando observada na 
vertical, é: 
 
a) 1 cm 
b) 2 cm 
c) 3 cm 
d) 4 cm 
 
UNIDADE 9 
 
LENTES ESFÉRICAS 
 
Lentes Esféricas: 
Associação de dois meios com refringências diferentes 
separados por duas superfícies curvas ou uma plana e 
outra curva. 
 Basicamente, é mais comum termos uma lente 
cujo índice de refração é maior que o índice do meio. 
Ex: Lentes de vidros imersas no ar. 
 
 Lentes de bordas Finas (Delgadas): 
 
 
- Se N(lente) > N(meio) 
- Lente Convergente 
- Fo>0 
- Representação: 
 
 
 Lentes de Bordas Grossas: 
 
- Se N(lente) > N(meio) 
- Lente Divergente 
- Fo<0 
- Representação: 
 
 
 
 
Lentes Esféricas: Construção de imagens em lentes 
convergentes 
 
1º - Objeto antes do Ao;(Olho humano) 
 
 Imagem: 
 - Real; 
 - Invertida; 
 - Menor. 
2º - Objeto no Ao; (Máquina de Xerox) 
 
 
 
Imagem: 
 - Real; 
 - Invertida; 
 - Igual. 
 
3º - Objeto entre Ao e Fo; 
 
 Física B 
 
 
 
23 
Imagem: 
 - Real; 
 - Invertida; 
 - Maior. 
 
4º - Objeto no Fo; 
 
Imagem: 
 - Imprópria. 
 
5º - Objeto entre Fo e O; 
 
Imagem: 
 - Virtual; 
 - Direita; 
 - Maior; 
 
Lentes Esféricas: Construção de imagens em lentes 
divergentes 
 
 Caso Único; 
 
 
 Imagem: 
- Virtual; 
- Direita; 
- Menor. 
 
Lentes Esféricas: Fórmulas 
 
`
111
ppf

pf
f
p
p
o
i
A


` 
 
Legenda: 
 - F = Foco Objeto; 
 - p’ = Distância Imagem à lente; 
 - p = Distância Objeto à lente; 
 - i = Tamanho da imagem; 
 - o = Tamanho do objeto; 
- A = Aumento. 
 
F > 0 = Lente Convergente; 
F < 0 = Lente Divergente; 
p’ > 0 - imagem real – invertida; 
p < 0 - imagem virtual – direita; 
i > 0 - imagem direita – virtual; 
i < 0 - imagem invertida – real; 
A > 0 - Imagem Direita; 
A < 0 - Imagem Invertida. 
 
Lentes Esféricas: Vergência 
 
f
V
1

 
Unidade para vergência: m-1 ou di (dioptria) 
 
Defeitos da Visão 
 
Miopia 
 É a condição em que os olhos podem ver objetos 
que estão perto, mas não é capaz de ver claramente 
objetos que estão longe. 
 Na miopia, o foco das imagens ocorre antes da 
retina. 
A miopia tem tendência familiar. Geralmente a miopia 
aumenta durante a fase de crescimento. 
Tratamento 
 Óculos, lentes de contato 
ou cirurgia refrativa. A cirurgia 
refrativa procura modificar a 
curvatura da córnea, 
provocando achatamento da 
parte central, para que a 
imagem se forme na retina. 
 
Hipermetropia 
 Nesta situação o olho é geralmente menor que o 
normal, dificultando para que o cristalino focalize na 
retina os objetos colocados próximo ao olho. 
Normalmente, as crianças são moderadamente 
hipermétropes, condição que diminui com a idade. 
Tratamento 
 A hipermetropia pode 
ser tratada com óculos e lentes 
de contato. 
 
 
Astigmatismo 
 O astigmatismo geralmente é causado por 
irregularidade da córnea, e seu efeito é a distorção da 
imagem. 
Tratamento 
 A correção do 
astigmatismo pode ser feita por 
óculos ou por lentes de contato. 
Existem algumas técnicas 
cirúrgicas para reduzir grandes 
astigmatismos (semelhantes as 
da cirurgia de miopia). 
 
 Física B 
 
 
 
24 
Presbiopia 
 Acompanhando o 
envelhecimento, o 
cristalino perde aos 
poucos