PET DE FÍSICA VOLUME 3, 2º ANO RESOLVIDO

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 SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS 
PLANO DE ESTUDO TUTORADO 
COMPONENTE CURRICULAR: FÍSICA 
ANO DE ESCOLARIDADE: 2º ANO – EM 
PET COMPLEMENTAR VOLUME: 03/2021 
NOME DA ESCOLA: 
ESTUDANTE: 
TURMA: 
BIMESTRE: 3º 
NÚMERO DE AULAS POR SEMANA: 
TURNO: 
TOTAL DE SEMANAS: 
NÚMERO DE AULAS POR MÊS: 
96 
 
 
 
 SEMANA 1 
 
EIXO TEMÁTICO: 
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia. 
TEMA/TÓPICO: 
13. Trabalho e Calor. 
HABILIDADE(S): 
13.1 Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo aquecimento 
de um corpo por meio de trabalho. 
13.1.3 Compreender que a aplicação de uma força em um corpo, realizando um trabalho, pode produzir aque- 
cimento, como, por exemplo: atritando dois corpos, comprimindo o ar numa bomba, etc. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Gás ideal – Conversão de energia em um sistema. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 
 
 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
 
1 - (UEM 2007) No famoso experimento de Joule, de 1843, as pás eram movimentadas por pesos que 
caíam de uma certa altura. Sobre esse experimento, assinale a alternativa correta. 
a) Os pesos forneciam energia potencial às pás. 
b) A energia potencial gravitacional é transformada em energia térmica. 
c) À medida que os pesos caem, a energia térmica decai, segundo a lei do inverso do quadrado da 
altura. 
d) A energia potencial gravitacional gera um momento de força nas moléculas de água. 
e) A energia rotacional é sempre igual à energia cinética de movimento. 
 
 RESPOSTA: b) a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética (movimento) que se 
transforma em energia térmica posteriormente. 
 
2 - No experimento de Joule, ocorreram várias transformações de energia. Cite os tipos de energia 
envolvidos nesse experimento e as conversões de energia verificadas por ele: 
 Energia potencial gravitacional: energia associada a energia acumulada por ser armazenada a uma 
certa altura; 
 Energia cinética: energia associada ao movimento; 
 Energia térmica: energia na forma de calor. 
Os tipos de transformações que ocorreram foram: Energia potencial gravitacional para energia cinética e 
energia cinética para energia térmica. 
ATIVIDADES 
97 
 
3 - Algumas esferas de aço são inseridas dentro de um cilindro hermeticamente fechado, feito de um 
material isolante térmico, que não permite trocas de calor entre o meio interno e o meio externo. O cilindro 
é virado, provocando uma queda nas esferas. Esse episódio se repete por várias vezes consecutivas. 
Após algum tempo verifica-se que a temperatura das esferas . Isso se dá 
porque as esferas energia com o meio na forma de calor e a energia 
das esferas se transformou em energia . 
Assinale a alternativa que completa corretamente a afirmativa acima. 
a) aumenta / trocam / mecânica / térmica. 
b) aumenta / não trocam / térmica / mecânica. 
c) aumenta / não trocam / mecânica / térmica. 
d) diminui / trocam / térmica / mecânica. 
e) diminui / não trocam / mecânica / térmica. 
 RESPOSTA: c 
 
4 - Segundo a OMS (Organização Mundial de Saúde), um ser humano adulto deve consumir diariamente 
2500 kcal para que o seu organismo funcione bem. Sabendo que 1 kcal equivale a 1000 cal e considerando 
1,0 cal = 4,2 J, calcule a quantidade de energia, em joules, que deve ser ingerida diariamente para que 
o organismo de um adulto funcione bem. (Deixe todos os seus cálculos na resposta enviada para o seu 
professor). 
 
Q= 2500 kcal 
k= 1000 
Q=2500000 cal 
 
 1 Cal= 4,2J 
2500000Cal = xJ 
Multiplicando cruzado temos x=10500000 J ou 10500 kJ 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
BONJORNO, J. R. Física: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
GONÇALVES FILHO, A. TOSCANO, C. Física: interação e tecnologia. Volume 2, 2ª Ed. São Paulo: Leya, 
2016. 
MÁXIMO, A., ALVARENGA B. Curso de Física. Volume 2, 1ª Ed. São Paulo: Scipione, 2010. 
SILVA, Domiciano Correa Marques da. Equivalência entre joule e caloria. Disponível em: <https:// 
mundoeducacao.uol.com.br/fisica/equivalencia-entre-joule-caloria.htm>. Acesso em: 21 mai. 2021. 
98 
 
 SEMANA 2 
 
EIXO TEMÁTICO: 
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia. 
TEMA/TÓPICO: 
13. Trabalho e Calor. 
HABILIDADE(S): 
13.1 Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo aquecimento 
de um corpo por meio de trabalho. 
13.1.4 Compreender que um corpo pode ser aquecido por dois processos: fornecendo calor a ele ou reali- 
zando trabalho sobre o corpo. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Trabalho realizado por um gás – Energia interna. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 ATIVIDADES 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
1 - Certo gás sofreu uma expansão sob pressão constante igual a 4,0 . 106 N/m², deslocando o pistão, 
cuja área é de 9,0 cm², variando seu volume de 500 cm³ para 800 cm³. 
Sabendo que: 1 cm³ = 1 . 10–6 m³, 1 cm² = 1 . 10–4 m² e 1 cm = 1 . 10–2 m, responda: 
a) Qual é o valor da força exercida pelo gás sobre o pistão? 
b) Qual é o trabalho realizado nessa expansão? 
c) O gás realizou trabalho sobre o meio ou o meio realizou trabalho sobre o gás? Justifique. 
 
a) F = P . A 
A= 9,0 x (10-2m)²=9 x 10-4 m² 
F= 4,0 . 106 N/m² x 9 x 10-4 m² 
F= 36.10²= 3600 N 
 
b) T=P.∆V 
Vi=500 cm³=500 x (10-2m)³=500 x 10-6 m²=5 x 10-4 m² 
Vf=800 cm³=800 x (10-2m)³=800 x 10-6 m²=8 x 10-4 m² 
T=4,0 . 106 N/m² (8-5) x 10-4 m²= 12.10² Nm= 1200 J 
 
c) Como o trabalho foi positivo, então o gás realizou trabalho sobre o meio. 
 
 
99 
 
2 - Um gás ideal sofre uma expansão isobárica, variando seu volume de 2 m³ até 5 m³. Se o trabalho 
realizado no processo foi de 30 J, a pressão mantida constante, em N/m², foi de: 
a) 10. b) 12. c) 14. d) 16. e) 18. 
RESPOSTA: a) 
 
T=P.∆V 
30 J=P (5-2)m³ 
P=
30𝑁𝑚
3𝑚³
= 10 𝑁/𝑚² 
 
 
3 - Considere uma massa gasosa de pressão p = 3 atm confinada em um cilindro com êmbolo móvel de 
área A = 5 cm² e volume 900 cm³. O gás ideal sofre uma transformação isobárica e seu volume passa a 
ser de 600 cm³. Sabendo que 1 cm² = 10–4 m², 1 cm³ = 10–6 m³ e que 1 atm = 105 N/m², calcule: 
a) o trabalho realizado por esse gás (em joules); 
b) a força, constante, exercida sobre o êmbolo; 
c) o gás realizou trabalho sobre o meio ou o meio realizou trabalho sobre o gás? Justifique. 
 
a) T=P.∆V 
Vi=900 cm³ =900 x (10-2m)³=900 x 10-6 m²=9 x 10-4 m² 
Vf=600 cm³=600 x (10-2m)³=600 x 10-6 m²=6 x 10-4 m² 
P=3.105 N/m² 
T=3. 105 N/m² (6-9) x 10-4 m²= -12.10² Nm= -1200 J 
 
b) F = P . A 
A= 5,0 x (10-2m)²=5 x 10-4 m² 
F= 3. 105 N/m² x 5 x 10-4 m² 
F= 15x10²= 1500 N 
 
c) Como o trabalho foi negativo, então o gás realizou trabalho sobre o gás. 
 
 
d) - Um gás ideal sofreu uma transformação e sua energia interna variou de 400 cal para 700 cal. O 
que aconteceu com a temperatura desse gás? Justifique. 
A temperatura aumentou pois ele aumentou a energia interna. 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
BONJORNO, J. R. Física: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
GONÇALVES FILHO, A. TOSCANO, C. Física: interação e tecnologia. Volume 2, 2ª Ed. São Paulo: Leya, 
2016. 
MÁXIMO, A., ALVARENGA B. Curso de Física. Volume 2, 1ª Ed. São Paulo: Scipione, 2010. 
100 
 
 SEMANA 3 
 
EIXO TEMÁTICO: 
III. Energia – Aplicações. 
TEMA/TÓPICO: 
19. Primeiro princípio da termodinâmica. 
HABILIDADE(S): 
19.1 Saber calcular a energia transferida por realização de trabalho e/ou por troca de calor. 
19.1.1 Compreender o primeiro princípio da termodinâmica: a quantidade de calor fornecida a um sistema é 
igual ao trabalho que ele realiza mais a variação de sua energia interna. 
19.1.2 Compreender que o Primeiro Princípio da Termodinâmica expressa quantitativamentea Lei de Conser- 
vação da Energia. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Primeiro Princípio da Termodinâmica. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 
 ATIVIDADES 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
 
1 - Um sistema adiabático é aquele em que: 
a) a temperatura permanece constante. 
b) a temperatura e o volume permanecem constantes. 
c) não há trocas de calor entre o sistema e o meio. 
d) há trocas de calor entre o sistema e o meio. 
e) não realiza trabalho. 
 
 RESPOSTA: c
101 
 
2 - (Acafe 2017) Considere o caso abaixo e responda: Qual é a transformação sofrida 
pelo gás ao sair do spray? 
As pessoas com asma, geralmente, utilizam broncodilatadores em forma de spray ou 
mais conhecidos como bombinhas de asma. Esses, por sua vez, precisam ser agitados 
antes da inalação para que a medicação seja diluída nos gases do aerossol, garantindo 
sua homogeneidade e uniformidade na hora da aplicação. 
Podemos considerar o gás que sai do aerossol como sendo um gás ideal, logo, sofre 
certa transformação em sua saída. 
a) O gás sofre uma compressão adiabática. b) O gás sofre uma expansão adiabática. 
c) O gás sofre uma expansão isotérmica. d) O gás sofre uma compressão isotérmica. 
e) O gás sofre uma expansão isovolumétrica. 
RESPOSTA: b) 
 
3 - Um sistema contendo uma massa de gás ideal recebe 600 cal de energia, na forma de calor, e realiza 
um trabalho de 420 J. Sabendo-se que 1,0 cal = 4,2 J, qual é, em calorias, sua variação da energia interna? 
 
T=420J 
1 cal= 4,2J 
T=100 Cal 
∆𝑈 = 𝑄 − 𝑇 = 600 𝑐𝑎𝑙 − 100 𝑐𝑎𝑙 =500 cal 
 
4 - Numa transformação isobárica um gás, sob pressão de 100 N/m², aumentou seu volume de 0,2 m³ 
para 0,8 m³. Durante esse processo o gás recebeu 850 J de calor do ambiente. Determine: 
a) O trabalho realizado pelo gás. 
b) A variação de energia interna do gás. 
c) A temperatura do gás aumentou, diminuiu ou permaneceu constante? Justifique. 
 
a) T=P.∆V=p.(𝑉𝑓 − 𝑉𝑖) 
T=100 N/m² (0,8-0,2) m³= 60 Nm= 60 J 
 
b) ∆𝑈 = 𝑄 − 𝑇 = 850𝐽 − 60 𝐽 = 790 𝐽 
c) Como o sistema recebeu calor então a temperatura aumentou. 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
BONJORNO, J. R. Física: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
GONÇALVES FILHO, A. TOSCANO, C. Física: interação e tecnologia. Volume 2, 2ª Ed. São Paulo: Leya, 
2016. 
MÁXIMO, A., ALVARENGA B. Curso de Física. Volume 2, 1ª Ed. São Paulo: Scipione, 2010. 
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 SEMANA 4 
 
EIXO TEMÁTICO: 
III. Energia – Aplicações. 
TEMA/TÓPICO: 
19. Primeiro princípio da termodinâmica. 
HABILIDADE(S): 
19.1 Saber calcular a energia transferida por realização de trabalho e/ou por troca de calor. 
19.1.3 Saber aplicar o Primeiro Princípio da Termodinâmica para resolver problemas envolvendo calor, traba- 
lho e energia interna de um sistema. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Primeiro Princípio da Termodinâmica. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 
 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
 
1 - Um gás ideal é submetido a uma compressão extremamente rápida, de tal forma que a troca de calor 
com o meio externo é insignificante e pode ser desconsiderada. As afirmações seguintes se referem à 
situação relatada. Assinale a que for correta: 
a) O volume do gás aumenta e a pressão diminui. 
b) O volume e a pressão do gás diminuem. 
c) A temperatura do gás diminui. 
d) A energia interna do gás aumenta. 
e) Há trabalho realizado pelo gás sobre o meio externo. 
 RESPOSTA: d) 
 
2 - A 1ª Lei da termodinâmica pode ser entendida como uma afirmação do princípio da conservação 
de energia. Sua expressão analítica é dada por ΔU = Q – T, onde ΔU corresponde à variação da energia 
interna do sistema, Q a quantidade de calor trocado e T ao trabalho realizado. Baseando-se nessa 
afirmação, um sistema pode receber trabalho sem fornecer ou receber uma quantidade de calor e sua 
energia interna aumentar? Explique. 
Sim, pois a variação da energia interna não depende apenas do calor. Se o gás for comprimido 
o sinal do trabalho é negativo e assim quando for substituido na equação de energia interna ele 
ficará positivo, logo a energia irá aumentar. 
 
 3 - Suponha que um gás, a volume constante, liberasse 480 cal de calor para a sua vizinhança. 
a) Qual o trabalho realizado pelo gás? 
b) Qual foi, em calorias, a variação da energia interna do gás? 
c) A temperatura do gás aumentou, diminuiu ou não variou? Justifique. 
ATIVIDADES 
103 
 
 
a) T=0 J (não há realização de trabalho se o volume é constante.) 
b) ∆U=Q-T= 480 cal – 0= 480 cal 
c) Como a variação de energia interna é positiva, então a temperatura aumentou. 
4- Um botijão contém gás sob alta pressão. Ao abrir a válvula desse botijão, o gás escapa rapidamente 
para a atmosfera. Considerando a situação descrita: 
a) Explique por que, nessa situação, o processo pode ser considerado adiabático. 
b) O trabalho realizado pelo gás foi positivo, negativo ou nulo? Justifique. 
c) Durante todo o processo, a temperatura do gás que permanece dentro do botijão aumenta, 
diminui ou permanece a mesma? Justifique. 
a) Nas transformações adiabáticas as trocas de calor com o meio externo são 
desprezíveis. Q = 0 
b) Como está sendo realizada uma expansão (a vávula foi aberta) então o trabalho 
realizado pelo gás é positivo. 
c) Como o trabalho é positivo a energia interna será negativa, quando a energia interna é 
negativa a temperatura deve diminuir. 
 
 
REFERÊNCIAS: 
BONJORNO, J. R. Física: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
GONÇALVES FILHO, A. TOSCANO, C. Física: interação e tecnologia. Volume 2, 2ª Ed. São Paulo: Leya, 
2016. 
MÁXIMO, A., ALVARENGA B. Curso de Física. Volume 2, 1ª Ed. São Paulo: Scipione, 2010. 
O APARENTE paradoxo do ar quente. Disponível em: <https://fep.if.usp.br/~diaadia/Ar%20quen- 
te%20sobe.htm#:~:text=Quando%20enchemos%20um%20pneu%20de,a%20bomba%20ap%- 
C3%B3s%20algumas%20pressionadas.>. Acesso em: 23 mai. 2021 
104 
 
 SEMANA 5 
 
EIXO TEMÁTICO: 
IV. Som, Luz e Calor. 
TEMA/TÓPICO: 
29. Mudanças de Fase. 
HABILIDADE(S): 
29.1 Compreender as mudanças de fase da matéria. 
29.1.1 Compreender as diferentes fases da matéria do ponto de vista do modelo microscópico. 
29.1.3 Resolver problemas envolvendo mudanças de fase. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Estados de agregação da matéria. Mudanças de fase. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 
 
 ATIVIDADES 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
 
1 - (MED. POUSO ALEGRE - MG) Observe os seguintes fatos: 
I - Uma pedra de naftalina deixada no armário. 
II - Uma vasilha com água deixada no freezer. 
III - Uma vasilha com água deixada no fogo. 
IV - O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido. 
Nesses fatos, estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos: 
a) I. sublimação, II. solidificação, III. evaporação, IV. fusão; 
b) I. sublimação, II. solidificação, III. fusão, IV. evaporação; 
c) I. fusão, II. sublimação, III. evaporação, IV. solidificação; 
d) I. evaporação, II. solidificação, III. fusão, IV. sublimação; 
e) I. evaporação, II. sublimação, III. fusão, IV. solidificação. 
 RESPOSTA: a) 
I – Passagem do sólido diretamente para o gasoso: sublimação 
II – Passagem do líquido para o sólido: solidificação 
III – Passagem do líquido para o gasoso: evaporação 
IV – Passagem do sólido para o líquido: fusão 
 
2 - Observe na tabela a seguir o ponto de ebulição e de fusão de algumas substâncias: 
 
105 
 
Substância Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C) 
Metano –183 –162 
Mercúrio –38,8 356,6 
Álcool –114 78 
Água 0 100 
Chumbo 327 1749 
Ácido acético 16,6 118 
Identifique quais dessas substâncias são encontradas no estado líquido em temperatura ambiente 
(aproximadamente 25 °C).a) Chumbo, metano, água e mercúrio; b) Ácido acético, álcool, mercúrio e água; 
c) Metano, álcool, água e mercúrio; d) Álcool, água, metano e chumbo; 
e) Ácido acético, metano, chumbo e água. 
 
 
RESPOSTA:b) Encontram-se no estado líquido as substâncias que apresentam ponto de fusão inferior 
a 25ºC e ponto de ebulição superior a 25ºC. Analisando a tabela, vemos que essas substâncias são o 
ácido acético, o álcool, o mercúrio e a água. 
 
3- O ponto de fusão do bromo é –7,2 °C, já o seu ponto de ebulição é 58,8 °C. Identifique o estado físico 
dessa substância nas seguintes temperaturas: 
a) –30 °C Sólido 
c) 35 °C Líquido 
e) 110 °C Gasoso 
b) 0 °C Líquido 
d) 80 °C Gasoso 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS: 
BARRETO FILHO, B., SILVA, C. X. Física aula por aula: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª 
Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
BONJORNO, J. R. Física: termologia, óptica, ondulatória. Volume 2, 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016. 
FERREIRA, Nathan Augusto. Mudança de estado físico. Disponível em: <https://mundoeducacao. 
uol.com.br/fisica/mudanca-estado-fisico.htm>. Acesso em: 25 mai. 2021. 
GONÇALVES FILHO, A., TOSCANO, C. Física: interação e tecnologia. Volume 2, 2ª Ed. São Paulo: 
Leya, 2016. 
MÁXIMO, A., ALVARENGA B. Curso de Física. Volume 2, 1ª Ed. São Paulo: Scipione, 2010. 
106 
 
 SEMANA 6 
 
EIXO TEMÁTICO: 
IV. Som, Luz e Calor. 
TEMA/TÓPICO: 
29. Mudanças de Fase. 
HABILIDADE(S): 
29.1 Compreender as mudanças de fase da matéria. 
29.1.4 Saber que a pressão altera os pontos de fusão e ebulição das substâncias. 
29.1.5 Compreender o conceito de ponto triplo através dos diagramas de fase. 
CONTEÚDOS RELACIONADOS: 
Diagrama de fases. 
INTERDISCIPLINARIDADE: 
Química. 
 
 
 ATIVIDADES 
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu 
essa semana. 
 
1 - (Fatec 2003) Considere o diagrama de fases adiante, em que P representa a pressão e θ a temperatura 
absoluta da substância. É correto afirmar que 
a) a curva TC representa a solidificação da substância. 
b) acima de 
C 
o sistema é tetrafásico. 
c) gás é um estado da substância que se consegue liq- 
uefazer por compressão isotérmica. 
d) gás é um estado da substância que não pode se tor- 
nar líquido por compressão isotérmica. 
e) no diagrama está representada uma isoterma. 
 RESPOSTA: d 
 
2 - (UFPR 2017) Entre as grandezas físicas que influenciam os estados físicos das substâncias, estão 
o volume, a temperatura e a pressão. O gráfico a seguir representa o comportamento da água com 
relação aos estados físicos que ela pode ter. Nesse gráfico é possível representar os estados físicos 
sólido, líquido e gasoso. 
Assinale a alternativa que apresenta as grandezas físicas correspon- 
dentes aos eixos das abscissas e das ordenadas, respectivamente. 
a) Pressão e volume. b) Volume e temperatura. 
c) Volume e pressão. d) Temperatura e pressão. 
e) Temperatura e volume. 
 
107 
 
 RESPOSTA: d) 
 
3- (Ufu 2017) A água, substância comum e indispensável à nossa sobrevivência, em condições 
cotidianas normais, pode se apresentar em três estados físicos diferentes: sólido, líquido e vapor. A 
figura representa de forma simplificada, e fora de escala, o diagrama de fases da água, com os eixos 
representando temperatura e pressão. As linhas do diagrama representam a pressão de mudança de 
fase em função da temperatura. Com base no diagrama de fases explique, do ponto de vista da Física, 
como a panela de pressão consegue cozinhar alimentos mais rapidamente quando comparada a uma 
panela comum. 
 
 
 
RESPOSTA: Durante o cozimento dos alimentos, uma 
panela comum fica sujeita a pressão atmosférica local, 
podendo atingir no máximo uma pressão de 1 atm ao nível 
do mar, enquanto a panela de pressão consegue elevar 
sua pressão interna e, consequentemente, elevar a 
temperatura de ebulição (segundo o diagrama de fases) 
aumentando a troca de calor com os alimentos dentro da 
panela e acelerando o tempo de cozimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARABÉNS! 
 
Você está terminando mais uma etapa letiva. 
Com seu esforço e determinação seus estudos tiveram continuidade. 
Até o próximo PET.