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Centro Educacional Juscelino Kubitschek
Unidades Taguatinga/Guará/Valparaíso – 3º Bimestre/2012
Lista de Hábitos de Estudos (LHE) – Mensal
F Í S I C A
2ª Série do Ensino Médio
ESTUDANTE: ______________________________________________________________ TURMA: ____________
1
1. O Brasil competirá nos Jogos Olímpicos de Verão
de 2012, em Londres, no Reino Unido, que acontece
de 27 de julho a 12 de agosto desse ano. Essa será a
vigésima primeira participação do país nas
Olimpíadas de Verão, sendo a décima nona
consecutiva. Após todas as seletivas, a delegação
brasileira fechou em duzentos e cinquenta e nove
atletas, sendo cento e trinta e seis homens e cento e
vinte e três mulheres, conquistadas em torneios
classificatórios de trinta e duas modalidades.Se um
atleta fosse considerado uma máquina térmica e se
considerasse fisicamente 100%, ele estaria
contrariando as leis
1. ( ) da Mecânica.
2. ( ) da Termodinâmica. xx
3. ( ) da Gravitação.
4. ( ) da Estática.
5. ( ) da Eletrodinâmica.
2. (CEFET-PR) O 2° princípio da Termodinâmica pode
ser enunciado da seguinte forma: "É impossível
construir uma máquina térmica operando em ciclos,
cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte
e convertê-lo integralmente em trabalho." Por
extensão, esse princípio nos leva a concluir que:
1. ( ) Sempre se pode construir máquinas térmicas cujo
rendimento seja 100%;
2. ( ) Qualquer máquina térmica necessita apenas de uma
fonte quente;
3. ( ) Calor e trabalho não são grandezas homogêneas;
4. ( ) Qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte
quente e rejeita parte desse calor para uma fonte
fria;
5. ( ) Somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C,
seria possível a uma certa máquina térmica
converter integralmente calor em trabalho. xxxx
3. (PUC-SP-09) Um automóvel com motor 1.0 (volume
de 1,0 litro), conhecido pelo seu menor consumo de
combustível, opera com pressão média de 8atm e
3300 rpm (rotações por minuto), quando movido a
gasolina. O rendimento desse motor, que consome,
nestas condições, 4,0 g/s (gramas por segundo) de
combustível, é de aproximadamente
1. ( ) 18%
2. ( ) 21%
3. ( ) 25% XXXX
4. ( ) 27%
5. ( ) 30%
4. (PUCCAMP-SP) O esquema a seguir representa
trocas de calor e realização de trabalho em uma
máquina térmica.
Os valores de T1 e Q2 não foram indicados mas
deverão ser calculados durante a solução desta questão.
Considerando os dados indicados no esquema, se essa
máquina operasse segundo um ciclo de Carnot, a temperatura
T1, da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a:
1. ( ) a) 375 XXXX
2. ( ) b) 400
3. ( ) c) 525
4. ( ) d) 1200
5. ( ) e) 1500
5. (ENEM-MEC) A refrigeração e o congelamento de
alimentos são responsáveis por uma parte significativa
do consumo de energia elétrica numa residência
típica. Para diminuir as perdas térmicas de uma
geladeira, podem ser tomados alguns cuidados
operacionais:
I. Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando
espaços vazios entre eles, para que ocorra a circulação
do ar frio para baixo e do quente para cima.
II. Manter as paredes do congelador com camada bem
espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo
aumente a troca de calor no congelador.
III. Limpar o radiador ("grade" na parte de trás)
periodicamente, para que a gordura e a poeira que
nele se depositam não reduzam a transferência de
calor para o ambiente.
Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas,
1. ( ) a operação I
2. ( ) a operação II.
3. ( ) as operações I e II. xxxx
4. ( ) as operações I e III.
5. ( ) as operações II e III.
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6. (Uem) Sobre o consumo e a transformação da
energia, assinale o que for correto.
01)Ao realizar exercícios físicos, é possível sentir a
temperatura do corpo aumentar. Isso ocorre porque as
células musculares estão se contraindo e, para isso, estão
realizando várias reações exergônicas (exotérmicas).
02)Durante o processo de combustão biológica, a energia é
liberada de uma só vez, na forma de calor, que é
entendido como uma forma de energia em trânsito.
04)Os organismos autótrofos, como algas e plantas,
conseguem transformar a energia química do ATP em
energia luminosa, obedecendo à lei da conservação da
energia.
08)A transformação da energia química do ATP em energia
mecânica, como na contração muscular em um
mamífero, obedece à primeira lei da termodinâmica.
16)De acordo com a primeira lei da termodinâmica, pode-se
dizer que o princípio da conservação da energia é válido
para qualquer sistema físico isolado.
7. (Ufes) Uma massa de 20,0 g de um gás ideal com
massa molar de M=4,00 g/mol é aquecido de sua
temperatura inicial Ti= 300 K para uma temperatura
final de Tf=700 K, fazendo com que seu volume
inicial aumente de Vi= 0,300 m3 para um volume final
de Vf= 0,900 m3, sob uma mesma pressão externa
fixa. Sabendo que o processo foi quase-estático,
determine
1. ( ) a pressão sob a qual se realiza o processo;
2. ( ) a variação da energia interna sofrida pelo gás;
3. ( ) o trabalho realizado pelo gás nessa expansão;
4. ( ) a quantidade de calor que o gás recebe durante o
processo.
Dados: cp = 1,25 cal/g.K é o calor específico do gás sob
pressão constante e 1 cal = 4,18 J.
8. (Uem) Um cilindro com pistão, contendo uma
amostra de gás ideal, comprime a amostra de maneira
que a temperatura, tanto do cilindro com pistão
quanto da amostra de gás ideal, não varia. O valor
absoluto do trabalho realizado nessa compressão é de
400 J. Sobre o exposto, assinale o que for correto.
01)O trabalho é positivo, pois foi realizado sobre o gás.
02)A transformação é denominada adiabática.
04)A energia interna do gás aumentou, pois este teve seu
volume diminuído.
08)O gás ideal cedeu uma certa quantidade de calor à
vizinhança.
16)A quantidade de calor envolvida na compressão de gás foi
de 200 J.
9. (Ufpa)Um técnico de manutenção de máquinas pôs
para funcionar um motor térmico que executa 20
ciclos por segundo. Considerando-se que, em cada
ciclo, o motor retira uma quantidade de calor de 1200
J de uma fonte quente e cede 800 J a uma fonte fria, é
correto afirmar que o rendimento de cada ciclo é
a) 13,3%
b) 23,3%
c) 33,3%
d) 43,3%
e) 53,3%
10. (Uem) Sobre as transformações termodinâmicas que
podem ocorrer com um gás ideal confinado em um
cilindro com pistão, assinale o que for correto.
01)Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir, empurrando
o pistão contra uma pressão externa.
02)Em uma transformação adiabática ocorre troca de calor
com a vizinhança.
04)A energia interna de uma amostra de gás ideal não varia,
quando este sofre uma transformação isovolumétrica.
08)Quando o gás ideal sofre uma compressão, o trabalho é
realizado por um agente externo sobre o gás ideal.
16)O gás ideal não realiza trabalho em uma transformação
isovolumétrica.
11. (Uff)O ciclo de Stirling é um ciclo termodinâmico
reversível utilizado em algumas máquinas térmicas.
Considere o ciclo de Stirling para 1 mol de um gás ideal
monoatônicoilustrado no diagrama PV.
Os processos AB e CD são isotérmicos e os
processos BC e DA são isocóricos.
a) Preencha a tabela para a pressão, volume e temperatura
nos pontos A, B, C, D. Escreva as suas respostas em
função de A A C CP , V , P , V e de R (constante universal
dos gases).
Justifique o preenchimento das colunas P e T.
P V T
A
B
C
D
b) Complete a tabela com os valores do calor absorvido pelo
gás Q , da variação da sua energia interna U e do
trabalho realizado pelo gás W , medidos em joules, em
cada um dos trechos AB, BC, CD e DA, representados
no diagrama PV.
Justifique o preenchimento das colunas para Q e U.
São dados:
AB CD DAW 300 J; W 150 J e U 750 J.
Q(J) U(J) W(J)
AB
BC
CD
DA
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12. (Fuvest) Uma certa massa de gás ideal, inicialmente à
pressão p0, volume V0 e temperatura T0, é submetida à
seguinte sequência de transformações:
1) É aquecida a pressão constante até que a temperatura
atinja o valor 2T0.
2) É resfriada a volume constante até que a temperatura
atinja o valor inicial T0.
3) É comprimida a temperatura constante até que atinja a
pressão inicial p0.
a) Calcule os valores da pressão, temperatura e volume
no final de cada transformação.
b) Represente as transformações num diagrama pressão
x volume.
13. (Unicamp)Um mol de gás ideal sofre a transformação
A B C indicada no diagrama pressão × volume
da figura a seguir.
a) Qual é a temperatura do gás no estado A?
b) Qual é o trabalho realizado pelo gás na expansão A
B?
c) Qual é a temperatura do gás no estado C?
Dado: R (constante dos gases) = 0,082 atm.ℓ/mol K = 8,3
J/mol K
14. (Cesgranrio)O diagrama P-V mostra a evolução de
uma determinada quantidade de um gás ideal, desde
um estado I, passando por um estado II e chegando,
finalmente, a um estado III. Esta evolução foi
realizada muito lentamente, de forma tal que em todos
os estados intermediários entre I e III pode-se
considerar que o gás esteve em equilíbrio
termodinâmico. Sejam T1, T2 e T3 as temperaturas
absolutas do gás quando, respectivamente, nos estados
I, II e III. Assim, pode-se afirmar que:
1. ( ) T1 = T2 = T3
2. ( ) T1> T2 = T3
3. ( ) T1> T2> T3
4. ( ) T1< T2< T3
5. ( ) T1< T2 = T3
15. (Fuvest) Um raio rasante, de luz monocromática,
passa de um meio transparente para outro, através de
uma interface plana, e se retrata num ângulo de 30°
com a normal, como mostra a figura adiante. Se o
ângulo de incidência for reduzido para 30° com a
normal, o raio refratado fará com a normal um ângulo
de, aproximadamente:
1. ( ) 90
°
2. ( ) 60°
3. ( ) 30°
4. ( ) 15°
5. ( ) 10°
16. (Cesgranrio)Sobre uma lente semiesférica de vidro
incide um raio de luz, cuja direção é paralela ao eixo
óptico da lente. Qual dos raios (I, II, III, IV ou V)
indicados na figura a seguir que melhor representa a
trajetória, no interior da lente, do raio refratado que
corresponde a este raio incidente?
1. ( ) I 2. ( ) II 3. ( ) III 4. ( ) IV
5. ( ) V
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17. (Unicamp)O índice de refração n de uma lâmina de
faces paralelas depende do comprimento de onda da
luz que a atravessa segundo a relação:
n = A + (B/λ2) onde A e B são constantes positivas. Um
feixe, contendo uma mistura de luz vermelha (λ = 6500.10-10
m) e azul (λ = 4500.10-10
m), incide sobre esta lâmina,
conforme a figura a seguir.
Desenhe a mesma figura, e trace as trajetórias de cada cor ao
atravessar e sair da lâmina. Indique na figura os possíveis
ângulos iguais.
18. (Unesp) Um pincel de luz emerge de um bloco de
vidro comum para o ar na direção e sentido indicados
na figura a seguir. Assinale a alternativa que melhor
representa o percurso da luz no interior do vidro.
1. ( ) A
2. ( ) B
3. ( ) C
4. ( ) D
5. ( ) E
19. (Fuvest-gv) Um raio luminoso proveniente do ar
atinge perpendicularmente uma esfera oca de vidro de
30 cm de diâmetro. As paredes da esfera têm 6,0 cm
de espessura. Considerando-se que o índice de
refração do vidro em relação ao ar é 1,5 e que a
velocidade de propagação da luz no ar é 300 000
km/s:
a) Esboce o gráfico da velocidade de propagação da luz, em
função do tempo, desde momentos antes da luz atingir a
esfera até instantes após ela deixar a esfera.
b) Qual o tempo que o raio leva para atravessar
completamente esta esfera?
20. (Cesgranrio)Um feixe de luz monocromática passa de
um meio de índice de refração n1 para outro, de índice
de refração n2. A velocidade de propagação da luz no
primeiro meio é v1 e, no segundo, v2. Assim, a razão
1
2
n
né igual a:
1. ( )
2
1
2
v
v
2. ( )
2
2
1
v
v
3. ( ) 1
2
v
v
4. ( ) 2
1
v
v
5. ( ) 1
2
v
v
21. (Cesgranrio)Um raio luminoso atravessa a superfície
de separação entre um meio 1 e um meio 2, conforme
a figura. Pode-se afirmar que:
1. ( ) a velocidade na luz no meio 2 é igual a do meio 1;
2. ( ) a frequência da onda no meio 2 é maior que no meio
1;
3. ( ) a frequência da onda no meio 2 é menor que no
meio 1;
4. ( ) o índice de refração do meio 2 é menor que no meio
1;
5. ( ) o índice de refração do meio 2 é maior que no meio
1.
22. (Cesgranrio)O ângulo de reflexão total entre os dois
meios é 60°. A razão entre os índices de refração é de
aproximadamente:
1. ( ) 1;
2. ( ) 2;
3. ( ) 3;
4. ( ) 4;
5. ( ) 5.
23. (Unesp) Um sistema termodinâmico, constituído por
um gás ideal que pode expandir-se, contrair-se,
produzir ou receber trabalho, receber ou fornecer
calor, descreve um ciclo que pode ser representado
por ABCDA ou ABEFA.
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a) Considere a evolução da energia interna do sistema em
cada trecho dos ciclos. Indique com um X, no quadro, o
resultado esperado.
b) Qual foi a lei ou princípio físico que você usou na
questão anterior?
c) No ciclo ABCDA, calcule o rendimento do ciclo em
termos do calor Q1 recebido e Q2 fornecido pelo
sistema.
24. (Fuvest) Um pássaro sobrevoa em linha reta e a baixa
altitude uma piscina em cujo fundo se encontra uma
pedra. Podemos afirmar que:
1. ( ) com a piscina cheia o pássaro poderá ver a pedra
durante um intervalo de tempo maior do que se a
piscina estivesse vazia.
2. ( ) com a piscina cheia ou vazia o pássaro poderá ver a
pedra durante o mesmo intervalo de tempo.
3. ( ) o pássaro somente poderá ver a pedra enquanto
estiver voando sobre a superfície da água.
4. ( ) o pássaro, ao passar sobre a piscina, verá a pedra
numa posição mais profunda do que aquela em que
ela realmente se encontra.
5. ( ) o pássaro nunca poderá ver a pedra.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
g = 10 m/s2
1,0 cal = 4,0 J
densidade d’água: 1,0 g/cm3 = 10
3 kg/m
3
velocidade da luz no ar: 300.000 km/s
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
pressão atmosférica: 105 N/m
2
25. (Fuvest) Um raio luminoso proveniente do ar atinge
uma lâmina de vidro de faces paralelas com 8,0 cm de
espessura e 1,5 de índice de refração. Este raio sofre
refração e reflexão ao atingir a primeira superfície;
refração e reflexão ao atingir a segunda superfície
(interna).
a) Trace as trajetórias dos raios: incidente, refratados e
refletidos.
b) Determine o tempo para o raio refrato atravessar a
lâmina, sendo o seno do ângulo de incidência 0,9.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
01 + 08 + 16 = 25.
Resposta da questão 2:
a) Aplicando a equação de Clapeyron nas situações final e
inicial:
4 2p 2,77 10 N / m .
b) Aplicando a expressão da variação da energia interna ( U)
para um gás ideal:
4U 2,49 10 J.Δ
c) Aplicando a expressão do trabalho para uma
transformação isobárica:
4U 1,66 10 J.Δ
d)
4Q 4,18 10 J.
Resposta da questão 3:
08.
Resposta da questão 4:
[C]
Resposta da questão 5:
01 + 08 + 16 = 25.
Resposta da questão 6:
Q (J) U (J) W (J)
AB 300 0 300
BC -750 -750 0
CD -150 0 -150
DA 750 750 0
Resposta da questão 7:
a) 1o - P0, 2V0, 2T0
2o - P0/2, 2V0, T0
3o - P0, V0, T0
b) Observe a figura a seguir:
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Resposta da questão 8:
a) TA ≈ 293 K.
b) 6,1 . 102 J.
c) TC ≈ 293 K.
Resposta da questão 9:
[B]
Resposta da questão 10:
[D]
Resposta da questão 11:
[C]
Resposta da questão 12:
Observe a figura a seguir:
Resposta da questão 13:
[C]
Resposta da questão 14:
Observe a figura a seguir:
b) 1,2 . 10
9 s.
Resposta da questão 15:
[D]
Resposta da questão 16:
[D]
Resposta da questão 17:
[A]
Resposta da questão 18:
Observe a figura a seguir:
Resposta da questão 19:
[A]
Resposta da questão 20:
Observe a figura a seguir:
b) 3,3 × 10
10 s
