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Ensino Médio –Prova de Física – 2ª. série – 3º. Bimestre 13. Diagrama de fases 01. A respeito do diagrama de fases, analise as afirmativasabaixo e assinalecomoverdadeiro(V) oufalso(F) as sentenças a seguir: (V) (F) O diagrama de fasesrelaciona as características de determinadasubstâncialevandoemconta a pressão e a temperatura. Dessa forma, ficapossívelidentificar a fase da substância. (V) (F) O pontocrítico é o pontonaqual a substânciacoexistenastrêsfases: sólida, líquida e gasosa (V) (F) Gás e vapor, emboranalinguagemcoloquialsejamconsideradossinônimos, no ponto de vista da ciência, apresentamcaracterísticasdistintas. Enquanto o gáspodeserliquefeito, o vapor podesercondensado. (V) (F) Na curva de sublimaçãocoexistemosestadossólido e líquido. (V) (F) No diagrama de fases da água, a curva de fusãoaparecedeslocadaemrelaçãoaodiagrama de fases da maioria das substâncias.. 02. A respeito do diagrama de fases, analise as afirmativasabaixo e assinalecomoverdadeiro(V) oufalso (F) as sentenças a seguir: (V) (F) O diagrama de fasesrelaciona as características de determinadasubstâncialevandoemconta a pressão e a temperatura. Dessa forma, ficapossívelidentificar a fase da substância. (V) (F) O pontocrítico é o pontonaqual a substânciacoexistenastrêsfases: sólida, líquida e gasosa. (V) (F) Gás e vapor, emboranalinguagemcoloquialsejamconsideradossinônimos, no ponto de vista da ciência, apresentamcaracterísticasdistintas. Enquanto o gáspodeserliquefeito, o vapor podesercondensado. (V) (F) Na curva de sublimação, coexistemosestadossólido e líquido. (V) (F) No diagrama de fases da água, a curva de fusãoaparecedeslocadaemrelaçãoaodiagrama de fases da maioria das substâncias. 03. Observeodiagramadefasesaseguirecompleteas lacunas: a) OpontoTrepresentao ponto . b) AcurvaTRchama-securvade . c) OeixocartesianoIéo eixoda . d) Naestrela,asubstânciaestánafase . 04. Observeodiagramadefasesaseguirecompleteas lacunas e) OpontoSrepresentao ponto . f) AcurvaHT chama-securvade . g) Nocírculo,afasedasubstânciaé . h) Naestrela,asubstânciaestánafase . 14. Transmissão de calor 05. (UFSCAR)QuandosecolocaaoSolumcopocomáguafria,astemperaturasdaáguaedocopoaumentam. Issoocorreprincipalmenteporcausadocalorprovenientedo Sol,queétransmitidoàáguaeaocopo,por: i) condução,eastemperaturasdeambossobematéqueaáguaentreemebulição. j) condução,eastemperaturasdeambossobemcontinuamenteenquantoaáguaeo copocontinuaremaosol. k) convecção,eastemperaturasde ambossobematéqueocopoeaáguaentrememequilíbriotérmicocom o ambiente. l) irradiação,eastemperaturasdeambossobematéqueocalorabsorvidosejaigualao calorporelesemitido. m) irradiação,eastemperaturasdeambossobemcontinuamenteenquantoaáguaeo copocontinuarema absorvercalorprovenientedosol. 06. (PUC-MG)AssinaleaopçãoINCORRETA: n) Atransferênciadecalorporconduçãosó ocorrenossólidos. o) AenergiageradanoSolalcançaaTerraporradiação. p) Natransferênciadecalorporconvecção,ocorretransportedematéria. q) Atransferênciadecalorporconvecçãoocorrenos gaseselíquidos. r) Umabarradealumínioconduzmelhoro calordo queumabarrademadeira 07. Calculeofluxodecaloratravésde umobjetomaciçodesecçãocircularconstante,queabsorve100calem 5segundos. 08. (UFPE– adaptada)Deseja-seisolartermicamenteumasalademodoqueasparedesdevempermitirumatransmissãomáxima decalor,porunidade deárea, de10 W/m2.Sabendo-sequeointeriordasalaémantido à temperaturade20°Ceoexterioratingeumatemperaturamáximade35°C,calculeaespessuramínimadelã, emcentímetros,quedeveserusadanasparedes.Ocoeficientedecondutividadetérmica da lãé k=0,04W/m ⋅ × K 09. (Enem–adaptada)Apadronizaçãoinsuficienteeaausênciadecontrolenafabricaçãoderefrigeradorespodemtambémresultaremperdassignificativasdeenergiaatravésdasparedesdageladeira.Essasperdas, emfunçãoda espessuradasparedes,parageladeirasecondiçõesde usotípicas,sãoapresentadasnatabela. Espessuradasparedes(cm) Perdatérmicamensal(kWh) 4 35 10 15 Considerando uma família típica, com consumo médio mensal de 200 kWh, a perda térmica pelas paredes de uma geladeira com 4 cm de espessura, relativamente a outra de 10 cm, corresponde a qual porcentagem do consumo total de eletricidade? 10. (IME –adaptada)Umvidroplanocom coeficientede condutividadetérmica Zk= 0,00183cal/s ⋅ × cm ⋅ × oC,temumaáreade1000cm2eespessura 0,366cm. Sendoofluxodecalorporconduçãoatravésdovidrode2000cal/s, determineadiferençadetemperaturaentresuasfaces. 11. Uma barra metálica sujeita a um fluxo de calor φ possui um coeficiente de condutibilidade K, área de secção transversal A e comprimento L, sujeita a uma diferença de temperatura ∆θ entre as suas duas extremidades. Se triplicarmos a área e reduzirmos o comprimento pela metade, qual será o novo fluxo de calor a que estará sujeita a nova barra metálica? Expresse a resposta em função de φ 15. Estudo dos gases 12. (MACKENZIE – SP) Certa massa de gás sofre uma transformação na qual a sua energia interna não varia.Esta transformação é: s) Isobárica. t) Isométrica. u) Isotérmica. v) Adiabática. w) Isocórica. 13. (FATEC) Haverá trabalho realizado sempre que uma massa gasosa: x) sofrer variação em sua pressão; y) sofrer variação em seu volume; z) sofrer variação em sua temperatura; aa) receber calor de uma fonte externa; ab) ceder calor para uma fonte externa. 14. (PUC – PR) Na compressão adiabática de um gás: ac) a pressão aumenta e a temperatura diminui. ad) a pressão diminui e a temperatura não se altera. ae) a pressão permanece constante e a temperatura aumenta. af) a pressão e a temperatura aumentam. ag) a pressão e a temperatura permanecem constante. 15. Sobre um gás ideal que sofre uma transformação isométrica, podemos afirmar que: ah) a temperatura permanece constante. ai) a pressão permanece constante. aj) a energia interna permanece constante. ak) o volume não se altera. al) não há troca de calor. 16. Certamassa de gás consideradoperfeito, contidoem um recipiente, sofreumatransformaçãotermodinâmicarepresentada no gráficoabaixo. Calcule o trabalhorealizadopelogás. 16. 1ª Lei da Termodinâmica 17. Em uma compressão isotérmica de um gás ideal, o sistema: am) não troca calor com o meio; an) cede calor menor que o trabalho que recebe; ao) recebe trabalho que é integralmente transformado em calor; ap) cede trabalho e recebe calor; aq) não troca trabalho com o meio. 18. (UCMG) Em uma transformação adiabática, o trabalho realizado por um sistema gasoso é: ar) proporcional ao calor absorvido pelo sistema; as) proporcional ao calor cedido pelo sistema; at) sempre igual à energia final do sistema; au) sempre igual à energia final do sistema; av) igual, em valor absoluto, à variação da energia interna. 19. Durante uma compressão isotérmica, um trabalho de 1000 J é recebido por um gás. Para este caso, determine a quantidade de calor (do gás) envolvida no processo. 20. (PUC-RS – Adaptada) Certa quantidade de ar contida em um cilindro com pistão é comprimida adiabaticamente, realizando-se um trabalho de 1500 J. Calcule o valor da variação de energia interna do ar nesse processo. 21. Um gás perfeito ao sofrer uma transformação isobárica sob pressão de 1 ⋅ × 105 N/m², tem seu volume aumentado de 2 m³ para 6 m³. Calcule o trabalho termodinâmico informando se ele é realizado ou recebido pelo gás. 22. Numa transformação isobárica, cuja pressão exercida pelo gás é de 10 N/m2, ocorre um aumento de volume de 10 m3. Durante esse processo, considere que o gás ganhou 25 joules de energia na forma de calor. Calcule a variação de energia interna do gás. 23. Uma determinada massa gasosa passa por uma transformação durante a qual recebe do meio externo500 J de energia sob a forma de calor, enquanto se expande e realiza um trabalho de 200 J. Calcule a variação na Energia Interna dessa massa gasosa. aw) 0 J ax) 150 J ay) 170 J az) 210 J ba) 300 J 24. (Coperve-BA) Ao ser aquecido, um gás se expande realizando um trabalho de 42 J, enquanto sua energia internaaumenta de 5 cal. Determine, em calorias, a quantidade de calor fornecida ao gás. (Considere 1 cal = 4,2 J) bb) 2,0 bc) 8,0 bd) 15,0 be) 18,0 bf) 20,0 25. Uma determinada massa gasosa passa por uma transformação durante a qual recebe do meio externo500 J de energia sob a forma de calor, enquanto se expande e realiza um trabalho de 200 J. Calcule a variação na Energia Interna dessa massa gasosa. 26. Um gás ideal evolui de um estado A para um estado B, de acordo com o gráfico a seguir. Sabendo que durante o processo o gás cedeu sob a forma de calor 100 J de energia para o meio externo, determine a variação sofrida emsuaenergiainterna,emmódulo. Expresse o resultadoemunidades do SI. Dados: 1 atm = 105 N/m2 ; 1 litro = 10-3 m3 27. Um gás ideal realiza o ciclo ABCDA representado na figura a seguir. A partir do gráfico e baseado em seus conhecimentos sobre Termodinâmica, calcule o trabalho realizado durante a transformação cíclica. 28. (UFPel) Um sistema realiza o ciclo ABCDA representado na figura a seguir. A partir do gráfico e baseado emseus conhecimentos sobre Termodinâmica, calcule otrabalho realizado durante atransformação cíclica. Expresse o resultado em notação científica. 17. 2ª Lei da Termodinâmica 29. Sobre as 1ª.e 2ª. Leis da Termodinâmica, analise as afirmativas abaixo e assinale como verdadeiro ( V )ou falso ( F ) as sentenças a seguir: ( ) Pelo Princípio da Conservação de Energia, podemos afirmar que a variação da energia interna de um gás pode ocorrer somente através da transferência de calor. ( ) Existem três grandezas físicas envolvidas: o trabalho, a energia interna do sistema gasoso e a quantidade de calor recebida ou fornecida pelo gás. ( ) O rendimento de uma máquina no ciclo de Carnot é denominado como máximo teórico. ( ) No ciclo de Carnot, um fluido de trabalho sofre 4 transformações intercaladas entre si, sendo duas delas adiabáticas e outras duas isobáricas. 30. Um motor térmico funciona segundo o ciclo de Carnot. A temperatura da fonte quente é 500 K e da fonte fria é 300 K. Calcule o rendimento desse motor. O enunciado a seguir refere-se as questões 31 e 32: Um motor térmico funciona segundo o ciclo de Carnot. A temperatura da fonte quente é 400 K e da fonte fria é200 K. Em cada ciclo o motor recebe 100 J da fonte quente. 31. Calcule o rendimento desse motor: 32. Calcule a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria em cada ciclo: Formulário: Tud nãocons cons u T 2 C pg 2 pel AT el R ot ot ototot ot m FC Fm Fp F ot ot mv E 2 Emgh kx E 2 FN Fkx Fma Pmg PFvcos E P t PPP P t s v t E E E Fscos P P 1kW1000W 1HP746W 1CV735W × = =×× × = =m× =× =× =× =××q D = D =+ t = D D = D t=D t=D t=-D t=×D×a h= = = = ENSINO MÉDIO Prova de Física 2ª. Série 3º.Bimestre Data: Aluno: Turma: Número de chamada: Nota: PAGE 10
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