PET COMPLEMENTAR 2º ANO MEDIO VOL 3 FISICA - fagner

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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 VOLUME: 03/2021
NOME DA ESCOLA:
PROFESSOR:
ESTUDANTE:
BIMESTRE: 3º
TURMA:	TURNO:
TOTAL DE SEMANAS:	NÚMERO DE AULAS POR MÊS:
 	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.
13.1.4 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.
TRABALHO REALIZADO POR UM GÁS
O trabalho de um gás em uma transformação isobárica pode ser calculado pelo produto entre a força e a variação de volume desse gás após ser submetido a uma fonte de calor.
T = F . d	A unidade de trabalho no SI (Sistema Internacional deUnidades) é o joule, cujo símbolo é J.
Considere um gás de massa m contido em um cilindro com área de base A, provido de um êmbolo.
Ao ser fornecida uma quantidade de calor Q ao sistema, este sofrerá uma expansão, sob pressão constante, como é garantido pela Lei de Gay-Lussac, e o êmbolo será deslocado.
Assim como para os sistemas mecânicos, o trabalho do sistema será dado pelo produto da força aplicada no êmbolo com o deslocamento do êmbolo no cilindro:
VARIAÇÃO DA ENERGIA INTERNA DO GÁS
A energia interna (U) de um sistema ou de um corpo está ligada à soma das energias das partículas que constituem esse sistema. Quando um sistema sofre uma transformação indo de um estado inicial i, com uma energia interna Ui, para um estado final f, passa a ter uma energia interna Uf.
A variação da energia interna do sistema é dada por:
ΔU = Uf – Ui
A unidade de energia interna no SI é o joule, cujo símbolo é J.
Observações:
· Se a energia interna final é maior que a energia interna inicial (Uf > Ui), a variação da energia interna é positiva (ΔU > 0), a temperatura do sistema aumenta.
· Se a energia interna final é menor que a energia interna inicial (Uf < Ui), a variação da energia interna é negativa (ΔU < 0), a temperatura do sistema diminui.
· Em uma transformação isotérmica não há variação da energia interna (ΔU = 0).
 	ATIVIDADES	
1 - Determine qual o trabalho realizado por um gás em expansão, que teve seu volume alterado de 5.10- 6 m3 para 10.10-6 m3, em uma transformação à pressão constante de 4.105 N/m2.
	
2 - Determine qual o trabalho realizado por um gás em expansão, que teve seu volume alterado de 5.10-6 m3 para 10.10-6 m3, em uma transformação à pressão constante de 4.105 N/m2.
	
3 - (Med. Taubaté-SP) Considere as afirmações abaixo:
l. Em uma transformação isobárica não varia a pressão. ll. Em uma transformação isocórica não varia o volume.
lll. Em uma transformação isométrica não varia a temperatura.
Com relação às três afirmações acima, podemos dizer que...
a) apenas l é verdadeira
b) apenas ll é verdadeira
c) apenas lll é verdadeira
d) l e ll são verdadeiras
e) todas são verdadeiras
4 - (FAM-SP) Se a energia cinética média das moléculas de um gás aumentar e o volume permanecer constante:
a) a pressão do gás aumentará e a sua temperatura permanecerá constante.
b) a pressão permanecerá constante e a temperatura aumentará.
c) a pressão e a temperatura aumentarão.
d) a pressão diminuirá e a temperatura aumentará.
e) a temperatura diminuirá e a pressão permanecerá constante.
 	SEMANA 2	
	EIXO TEMÁTICO:
III. Energia – Aplicações.
	TEMA/TÓPICO:
19. Primeiro princípio da termodinâmica.
	HABILIDADE(S):
Saber calcular a energia transferida por realização de trabalho e/ou por troca de calor.
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.
Compreender que o Primeiro Princípio da Termodinâmica expressa quantitativamente a Lei de Conser- vação da Energia.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Primeiro Princípio da Termodinâmica.
	INTERDISCIPLINARIDADE:
Química.
1ª LEI DA TERMODINÂMICA (CONSERVAÇÃO DA ENERGIA)
A quantidade de energia na forma de calor (Q) trocada entre o sistema e o meio pode ser utilizada para variar a energia interna do sistema (ΔU) e realizar trabalho (T):
 	Q = ΔU + T	
Sendo todas as unidades medidas em Joule (J).
Conhecendo esta lei, podemos observar seu comportamento para cada uma das grandezas apresentadas:
	Calor
	Trabalho
	Energia Interna
	Q/ /ΔU
	Recebe
	Realiza
	Aumenta
	>0
	Cede
	Recebe
	Diminui
	<0
	não troca
	não realiza e nem recebe
	não varia
	=0
 	ATIVIDADES	
1 - Um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático.
Considerando que a Primeira Lei da Termodinâmica é dada por ΔU = Q - W, onde ΔU é a variação da energia interna do gás, Q é a energia transferida na forma de calor e W é o trabalho realizado pelo gás, é correto afirmar que:
a) A pressão do gás aumentou e a temperatura diminuiu.
b) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás não variou.
c) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás diminuiu.
d) A pressão do gás aumentou e o trabalho realizado foi negativo.
2 - Uma amostra de um gás ideal se expande duplicando o seu volume durante uma transformação isobárica e adiabática. Considerando que a pressão experimentada pelo gás é 5.106 Pa e seu volume inicial 2.10-5 m³, podemos afirmar:
a) O calor absorvido pelo gás durante o processo é de 25 cal.
b) O trabalho efetuado pelo gás durante sua expansão é de 100 cal.
c) A variação de energia interna do gás é de –100 J.
d) A temperatura do gás se mantém constante.
e) Nenhuma das anteriores.
3 - Ao receber uma quantidade de calor Q=50J, um gás realiza um trabalho igual a 12J, sabendo que a Energia interna do sistema antes de receber calor era U=100J, qual será esta energia após o recebimento?
	
4 - Em um laboratório de física são realizados experimentos com um gás que, para fins de análises termodinâmicas, pode ser considerado um gás ideal. Da análise de um dos experimentos, em que o gás foi submetido a um processo termodinâmico, concluiu-se que todo calor fornecido ao gás foi convertido em trabalho.
Assinale a alternativa que representa corretamente o processo termodinâmico realizado no experimento.
a) processo isovolumétrico
b) processo isotérmico
c) processo isobárico
d) processo adiabático
e) processo composto: isobárico e isovolumétrico
 	SEMANA 3	
	EIXO TEMÁTICO:
IV. Som, Luz e Calor.
	TEMA/TÓPICO:
29. Mudanças de Fase.
	HABILIDADE(S):
Compreender as mudanças de fase da matéria.
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.
ESTADOS DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA
Existem três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.
Fase Sólida
A fase sólida possui grande força de atração entre as partículas, que é originada da força elétrica. Essa característica, faz com que a forma e o volume já sejam definidos, como por exemplo o gelo.
Fase Líquida
A fase líquida possui força entre as partículas, porém essa força é menor do que na fase sólida, então o volume é definido e a forma é variável, como por exemplo a água.
Fase Gasosa
A fase gasosa tem quase que uma força inexistente, pois a atração entre as partículas é tão fraca que o volume e as formas se tornam variáveis, como por exemplo o vapor.
Pressão e Temperatura
Pressão e temperatura são variáveis de estado, ou seja, conseguem influenciar no estado físico em que determinada substância se encontra e quando recebem ou perdem certa quantidade de calor ela sofrerá uma mudançadesse estado físico.
O que é fusão?
Fusão é a mudança de estado físico que vai da fase sólida até a fase líquida. Como por exemplo o gelo se transformando em água líquida.
O que é vaporização?
A vaporização é a mudança de estado físico que passa de líquido para gasosa. A água fervendo ao se transformar em vapor de água, é um exemplo de vaporização e normalmente ocorre em rios, mares, lagos, entre outros.
O que é solidificação?
A solidificação é a mudança de estado físico que passa de líquido para sólido. Um exemplo é a água líquida que passa a ser sólida, ou seja, vira gelo.
O que é condensação?
A condensação ou liquefação é a passagem da fase gasosa para a fase líquida, um exemplo disso é o vapor da água que se transforma em gotículas de água.
O que é sublimação?
A sublimação é a mudança de estado líquido da fase líquida direta para a fase gasosa, ou o inverso, como por exemplo a naftalina.
 	ATIVIDADES	
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu essa semana.
1 - A água pode ser encontrada na natureza nos estados sólido, líquido ou gasoso. Conforme as condições, a água pode passar de um estado para outro através de processos que recebem nomes específicos. Um desses casos é quando ela muda do estado gasoso para o líquido. Assinale a alternativa que apresenta o nome correto dessa transformação.
a) Sublimação
b) Vaporização
c) Solidificação d)Condensação
e) Fusão
2 - Considere a tabela de pontos de fusão e de ebulição das substâncias a seguir, a 1 atm de pressão.
A 50ºC, encontram-se no estado líquido:
a) cloro e flúor.
b) cloro e iodo.
c) mercúrio e iodo.
d) flúor e bromo.
e) bromo e mercúrio.
3 - Observe o diagrama das mudanças de estados físicos da matéria representado abaixo.
Assinale a opção que apresenta o fenômeno correspondente às letras A, B, C e D, nesta ordem
a) Sublimação, fusão, ebulição e solidificação
b) Solidificação, ebulição, liquefação e sublimação
c) Solidificação, condensação, fusão e vaporização
d) Condensação, liquefação, fusão e ressublimação
e) Ressublimação, condensação, liquefação e calefação
4 - Observa a sequência de quadrinhos abaixo:
De acordo com os quadrinhos acima, é correto afirmar que as mudanças de estados físicos apresentados na
sequência A--> B e B--> C são, respectivamente:
a) fusão e condensação
b) sublimação e liquefação
c) liquefação e vaporização
d) solidificação e condensação
e) fusão e vaporização
 	SEMANA 4	
	EIXO TEMÁTICO:
IV. Som, Luz e Calor.
	TEMA/TÓPICO:
29. Mudanças de Fase.
	HABILIDADE(S):
Compreender as mudanças de fase da matéria.
Saber que a pressão altera os pontos de fusão e ebulição das substâncias. Compreender o conceito de ponto triplo através dos diagramas de fase.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Diagrama de fases.
	INTERDISCIPLINARIDADE:
Química.
TEMA: Mudanças de Fase II
O diagrama de fases é um gráfico que permite definir em que estado físico uma substância se encontra num dado instante, conhecendo sua temperatura e pressão.
Medidas feitas em laboratório são utilizadas para construir o diagrama de fases de uma determinada substância.
O diagrama é dividido em três regiões, que representam o estado sólido, líquido e vapor.
Os pontos das linhas que delimitam essas regiões indicam os valores de temperatura e pressão que a substância pode estar em dois estados.
Um diagrama de fases apresenta os seguintes elementos:
· Curva de fusão: separa as áreas que correspondem aos estados sólido e líquido.
· Curva de vaporização: separa as áreas que correspondem as fases líquida e vapor.
· Curva de sublimação: separa as áreas que correspondem as fases sólida e vapor.
· Ponto triplo: ponto de interseção das três curvas (fusão, vaporização e sublimação). Este ponto indica os valores de temperatura e pressão que a substância pode simultaneamente estar nos três estados.
· Ponto crítico: indica a maior temperatura que a substância é vapor. A partir desse ponto não é mais possível diferenciar os estados líquido e vapor. Para temperaturas acima do ponto crítico a substância passa a ser um gás.
Na figura abaixo, apresentamos uma representação de um diagrama de fases:
 	ATIVIDADES	
Agora é a sua vez de exercitar. Releia o texto, procure outras fontes, mostre o que você aprendeu essa semana.
1 – Considere o diagrama de fases do CO2 (dióxido de carbono) representado abaixo e responda as questões:
a) Qual a fase o CO2 , quando a sua temperatura for de - 60 ºC e a pressão de 50 atm?
b) Uma certa quantidade de CO2 líquido é submetida a uma pressão de 56 atm, e está confinada em um recipiente. Se o líquido for aquecido, mantendo-se a pressão constante, qual o valor da temperatura em que irá ocorrer a vaporização?
c) Qual o valor da temperatura e da pressão do ponto triplo do CO2?
d) Uma pedra de gelo seco (CO2) está submetida a uma pressão de 2 atm. Ela é aquecida, mantendo-se a pressão constante. Em um determinado instante começa a ocorre uma mudança de fase. Qual o nome desta mudança?
2 - Considere o diagrama de fase hipotético representado esquematicamente na figura a seguir:
O que representam os pontos A, B, C, D e E?
3 - .O diagrama de estado físico para certa substância está representado a seguir.
A mudança de estado físico denominada sublimação pode ocorrer
a) somente no ponto H.
b) somente no ponto T.
c) em pontos da curva HT.
d) em pontos da curva TR.
e) em pontos da curva TS.
4 - Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque:
a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.