AP3_20182_Fis2A

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3ª Avaliação Presencial de Física 2A 
2º Semestre de 2018 
 
15/12/2018 
	
	
	
	
	
Avisos:		
	
-		É	proibido	o	uso	de	calculadora.	
-		Respostas	sem	justificativas	não	serão	aceitas.	
	
	
1ª Questão (2,5) Julgue os itens abaixo quanto a sua veracidade. Em todos os itens suponha 
que o escoamento seja incompressível, invíscido e estacionário. Justifique tanto os itens 
verdadeiros quanto os itens falsos. 
 
( ) Em pontos do escoamento nos quais a velocidade é maior a pressão também é maior. 
 
( ) No escoamento abaixo a tampa superior do reservatório está aberta. A velocidade de 
escoamento no ponto P será tanto maior quanto maior for a densidade do fluido. 
 
 
 
 
Atenção:	As	questões	obrigatórias	para	os	alunos	que	
farão	AP3	de	duas	disciplinas	são	as	1ª	e	3ª	Questões.							
Este	fato	deve	ser	explicitado	na	prova!	
( ) Caso a área da seção transversa se mantenha constante ao longo do escoamento a única 
forma de um ponto A estar a uma pressão maior do que um ponto B é o ponto B estar a uma 
altura maior do que o ponto A. 
 
( ) Pontos a mesma altura têm a mesma pressão. 
 
( ) O escoamento abaixo é impossível pois o fluido em cinza deveria estar mais alto no 
ramo da esquerda do que no da direita. (Considere o fluido em cinza mais denso do que o 
outro). 
 
 
 
 
 
2ª Questão (2,5) Um copo completamente cheio de água é posto sobre uma balança. Em 
seguida o copo é retirado e cuidadosamente se coloca nele um cubo homogêneo que fica em 
equilíbrio com 3/5 de sua altura para fora do copo. 
 
(a) Ao colocarmos o copo com o cubo sobre a balança a marcação na balança indicará uma 
massa maior do que, menor do que ou igual a massa obtida na situação inicial? 
 
(b) Represente em um diagrama as forças que atuam no cubo e determine a razão entre a 
densidade do cubo e a densidade da água. 
 
(c) Se retira cuidadosamente o cubo do copo e o dividimos em duas metades iguais, as quais 
são novamente postas cuidadosamente dentro do copo. No equilíbrio hidrostático o nível da 
água será mais baixo do que no caso anterior, igual ao caso anterior ou transbordará água do 
copo? 
 
 
3ª Questão (2,5) Em um dado processo um sistema S perde um calor Q reversivelmente para 
a vizinhança a uma temperatura T que permanece constante durante todo o processo. 
 
(a) Determine a variação de entropia do sistema S, da vizinhança e do universo para este 
processo. 
 
(b) Suponha que o sistema S seja um gás ideal. Qual o trabalho realizado sobre o gás neste 
processo? 
 
(c) O volume do gás aumenta ou diminui neste processo? Sabendo que S é composto por um 
mol de gás ideal, determine a razão entre o volume final e o volume inicial de S neste 
processo. 
 
(d) Suponha, agora, que o sistema S retorne a seu estado inicial de forma irreversível. A 
variação de entropia será em módulo maior do que, menor do que ou igual a variação de 
entropia de S obtida no item (a)? 
 
(e) Suponha que o processo descrito no item anterior seja súbito de forma que o calor 
trocado seja nulo. Neste caso, determine o trabalho realizado pela vizinhança sobre o gás 
para retorná-lo ao estado inicial. 
 
 
4ª Questão (2,5) Em um dia quente com temperatura T1 deseja-se resfriar uma sala até uma 
temperatura T2 < T1 com o uso de um ar condicionado. Modelando o ar dentro da sala como 
um gás ideal monoatômico responda às seguintes perguntas: 
 
(a) Suponha que a pressão na sala seja P0 e o volume ocupado pelo ar seja V ao longo de 
todo o processo de resfriamento. Determine a energia interna inicial do gás em termos dos 
dados do problema. Esta energia aumenta, diminui ou fica constante ao longo do processo? 
 
(b) Mantendo as hipóteses do item anterior e supondo que inicialmente houvesse n1 moles 
do gás na sala, determine o número de moles ao final do processo de resfriamento. 
 
(c) Suponha o mesmo estado inicial para o processo. Nesta nova situação, contudo, a sala 
está perfeitamente vedada, não sendo possível troca de partículas com o exterior. Ao 
resfriarmos o gás para a temperatura T2 qual será a nova pressão do ar na sala? Suponha que 
o volume ocupado pelo gás permaneça constante. 
 
(d) Na situação do item (c) a energia interna do gás aumenta, diminui ou fica constante ao 
longo do processo?