LISTA DE EXERCÍCIOS2o Informática / 2º Colégio

Professor: Maurício Ruv Lemes

1> Responda de maneira correta cada questão abaixo:(a) Quando analisamos a pressão que um líquido exerce sobre um corpo pensamos um pouco diferente de quando analisamos a pressão de um corpo sólido sobre o chão. Explique essa diferença.R – No sólido levamos em consideração a área da base, quanto maior a área menor a pressão, já no líquido verificamos a altura do mesmo, quanto maior a altura, maior será a pressão.

(b) Converta: (i) 2 atm em Pa; (ii) 2 g/cm3 em kg/l.R – 2 atm = 2 x 105 PaR – 2 g/cm3 = 2 kg/l

(c) Utilizando o conceito de empuxo explique a flutuação do navio.R – Um navio flutua quando o seu empuxo (força exercida pela água no mesmo) se iguala ao peso do navio.

(d) Explique a função da camada de ozônio e quais elementos são os maiores inimigos desta camada.R – A camada de ozônio filtra os raios ultravioletas quando entram na atmosfera. Os maiores inimigos do Ozônio são os CFCs.

(e) Como uma garrafa térmita procura evitar a propagação do calor?R – Ela evita a condução e a convecção, através do vácuo que existe entre suas paredes. Ela evita a irradiação, pois suas paredes são espelhadas.

(f) Diferencie Temperatura de Calor.R – Temperatura é o grau de agitação molecular de um corpo, já calor é energia térmica em trânsito que flui do corpo de maior agitação térmica para o corpo de menor agitação térmica.

(g) Com a destruição da camada de Ozônio muitos problemas poderão ocorrer. Analise a afirmação.R – O excesso de raios ultravioletas podem nos causar grandes problemas, o principal é o câncer de pele.

(h) Explique o Efeito Estufa que vem ocorrendo na Terra (utilize os meios de propagação do calor).R - Com a liberação de grande quantidade de CO2, principalmente por causa da poluição, tem-se formado uma espessa camada do mesmo na atmosfera. O dióxido de carbono é transparente ao ultravioleta, mas é opaco ao infravermelho, fazendo com que a temperatura ambiente da Terra aumente. Como o vidro do carro quando colocado no Sol.

(i) Desenhe e explique o funcionamento de uma prensa hidráulica.R – A prensa hidráulica é um multiplicador de Forças. A pressão exercida no êmbolo menor é igual à pressão exercida no êmbolo maior, mas a força aumenta proporcionalmente a área.

(j) Dois barcos estão flutuando na água, como devemos proceder (sem a utilização de fórmulas) para descobrir qual barco possui menor empuxo?R – Supondo que os dois barcos são iguais o que tiver maior parte imersa é o que possui maior Empuxo.

(k) Analise a frase: “A medida que a altitude aumenta a pressão absoluta de um corpo também aumenta.”R – A frase está errada, pois a medida que a altitude aumenta a pressão atmosférica diminui, logo a pressão absoluta também diminui.

(l) Um alfinete de ferro afunda ao ser colocado na água, mas um navio que é muito mais pesado flutua na mesma água. Como isto ocorre? Para responder esta questão utilize conceitos de Hidrostática.R – A densidade do navio é menor que a densidade do alfinete, pois o volume do navio é muito grande é boa parte deste volume é oco.

(m) Utilizando conceitos de Hidrostática, qual a vantagem de uma pessoa usar esqui na neve?R – O esqui aumenta a área, diminuindo a pressão.

2> (FUVEST-SP) Os chamados “Buracos Negros”, de elevada densidade, seriam regiões do Universo capazes de absorver matéria, que passaria a ter a densidade desses Buracos, Se a Terra, com massa da ordem de 1027 g, fosse absorvida por um “Buraco Negro” de densidade 1024

g/cm3, ocuparia um volume comparável ao:(a) de um nêutron.(b) de uma gota d’água.(c) de uma bola de futebol.(d) da Lua.(e) do Sol.

=> ou seja uma bola de futebol.

3> A caixa da figura abaixo tem peso 100 N e dimensões a = 5cm, b = 20 cm e c = 1 cm e apóia-se em uma superfície plana horizontal. Qual a pressão, em N/cm2 , que a caixa exerce no apoio, através se sua base, em cada uma das situações propostas ?I) II) III)

I =>

II =>

III =>

4> Um mergulhador pula numa piscina de 8 m de profundidade. Sabendo que a massa específica da água é 1 g/cm3, determine:(a) a pressão absoluta em 1 m;(b) a pressão hidrostática em 8 m;(c) qual deveria ser a profundidade da piscina para que no fundo da mesma a pressão fosse de 2 atm?

(a) pabs = patm + phidro

patm = 1 atm

phidro => 10 m – 1atm

1 m - x atm

10 x = 1 => x = 1/10 => x = 0,1 atm

Portanto: pabs = 1 + 0,1 = 1,1 atm

(b) 10 m – 1 atm8 m – x atm

10 x = 8 => x = 8/10 = 0,8 atm

(c) 1 atm é do ar logo para água sobra 1 atm, portanto 10 m de profundidade.

5> Um líquido X foi colocado juntamente com uma grande quantidade de água, Sabendo que a = 5 cm, b = 2 cm e c = 8 cm, determine a densidade do líquido X.

a altura é 3 devido o fato de ser a – b

6> A intensidade da força que age sobre o êmbolo menor de uma prensa hidráulica é 10 N, deslocando-o 0,60 m. A relação entre o êmbolo maior e o êmbolo menor é de 200:50. Determine:(a) a intensidade da força que vai agir no êmbolo maior;(b) o deslocamento sofrido pelo êmbolo maior, durante o processo.

(a)

F2 = 40 N

(b)

h2 = 0,15 m

7> Um corpo sólido flutua em um líquido de densidade 1,2 g/cm3 com um terço do seu volume emerso. Determine a densidade do corpo sólido.

8> Um corpo sólido flutua em um líquido de densidade 4,2 g/cm3 com 20% do seu volume imerso. Determine a densidade do corpo sólido.

9> Um bloco de madeira, de densidade igual a 600 kg/m3, é ancorado, totalmente imerso em água, por meio de um fio, num local onde g = 10 m/s2. Sabendo que o volume do bloco é de 0,002 m3, calcule:(a) o Peso do bloco de madeira;(b) o empuxo exercido sobre o bloco;(c) a tração exercida no fio.

(a) P = m . g = . V . g = 600 . 0,002 . 10 = 12 N

(b) E = L . VI . g = 1000 . 0,002 . 10 = 20 N

(c) E = T + P => 20 = T + 12 => 20 – 12 = T => T = 8 N

10> Um objeto com massa 1000 g e volume 0,002 m3 é completamente mergulhado em água. Considere g = 10 m/s2.(a) Qual é o valor do peso do objeto?(b) Qual a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto?(c) Qual é o valor do peso aparente do objeto?(d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.

(a) P = m . g = 1 . 10 = 10 N

(b) E = L . VI . g = 1000 . 0,002 . 10 = 20 N

(c) Pap = 0

(d) R = m . a => E – P = m . a => 20 – 10 = 1 . a => 10 = a => a = 10 m/s2.

11> Uma escala termométrica X relaciona-se com a escala Celsius através do gráfico apresentado, onde ordenadas se representam os valores de tx e as abscissas os valores de tC.(a) Estabeleça a fórmula de conversão entre as duas escalas.(b) Determine a temperatura registrada por um termômetro graduado na escala X a temperatura de 50 oC.(c) Determine que temperatura registra um termômetro graduado na escala Celsius para um sistema em que o termômetro na escala X registra 10 oX.(d) Há uma temperatura em que os dois termômetros registram valores que coincidem numericamente, Qual é essa temperatura?

(a)

(b)

(c)

(d)

12> Um cientista criou uma escala arbitrária e denomino oMau, sabendo que no ponto de gelo essa escala marca – 20 oMau e no ponto de vapor marca 280 oMau. Para essa escala determine:(a) a equação termométrica de conversão entre essa escala e a escala Celsius;(b) a temperatura na escala Celsius para 10 oMau;(c) a temperatura na escala Mau para 20oC;(d) a temperatura na escala Mau que corresponde a um valor dobrado na escala Celsius;

(a)

(b) => tc = 10o C

(c)

(d)2. tM = tc

13> Penélope Charmosa está preocupada, pois o Calor pode derreter sua maquiagem. Para auxiliar seus cuidados pessoais Penélope criou uma escala que possui ponto de vapor igual a 64 oP e ponto de gelo igual a 14 oP. Determine:(a) relação de conversão entre a escala Celsius e Penélope;(b) a temperatura que na escala Celsius corresponde a 100oP;(c) qual temperatura possui valor numérico idêntico nas duas escalas?

(a)

(b)

(c)

14> O Cupê Mal Assombrado (foto ao lado) utiliza a fonte de calor do dragão para produzir energia. Determine a quantidade de calor necessária para transformar 100 g de gelo a – 10 oC para Vapor a 100 oC. Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g oC; calor latente de Fusão = 80 cal/g; calor latente de vaporização = 540 cal/g

Gelo (- 10o C) => Gelo (0o C) => Água (0o C) => Água (100o C) => Vapor (100o C)

Q1 = m c Q1 = 100 . 0,5 . (0 – (-10)) = 500 cal

Q2 = m LQ2 = 100 . 80 = 8000 cal

Q3 = m c Q2 = 100 . 1 . (100 – 0) = 10000 cal

Q4 = m . LQ4 = 100 . 540 = 54000 cal

Q = Q1+Q2+Q3+Q4 = 72500 cal

15> Num recipiente com capacidade térmica desprezível são colocados 200 g de água a 10 oC e uma peça de ferro (c = 0,10 cal/goC) de 1000 g a 200 oC. Determine a temperatura de equilíbrio do conjunto.

Q(água) + Q (ferro) = 0

m c + m c = 0

200 . 1 . (x – 10) + 1000 . 0,1 . (x – 200) = 0

200x – 2000 + 100x – 20000 = 0

300 x – 22000 = 0

300 x = 22000

x = 22000/300 = 73,3o C

16> Morticia pediu para Tropeço buscar o carro, pois ela gostaria de ir a uma festa. Quando Tropeço foi ligar o carro viu que o mesmo estava fervendo. Resolveu colocar sobre o motor 500 g de pedras de gelo a – 20oC. As pedras derreteram e se tornaram vapor rapidamente. Determine a quantidade de calor que transformaram 300 g de gelo em 300 g de vapor a 100 oC. Dados: c(gelo) = 0,5 cal/goC; L(fusão) = 80 cal/g; L(vaporização) = 540 cal/g.

Gelo (- 20o C) => Gelo (0o C) => Água (0o C) => Água (100o C) => Vapor (100o C)

Q1 = m c Q1 = 300 . 0,5 . (0 – (-20)) = 3000 cal

Q2 = m LQ2 = 300 . 80 = 24000 cal

Q3 = m c Q2 = 300 . 1 . (100 – 0) = 30000 cal

Q4 = m . LQ4 = 300 . 540 = 162000 cal

Q = Q1+Q2+Q3+Q4 = 219000 cal

17> Um recipiente possui capacidade térmica de 100 cal/oC. Neste recipiente são introduzidos 100 g de água e 120 g de ferro (c = 0,1 cal/goC).Sabendo que a temperatura inicial desses elementos (recipiente, água e ferro) é igual a 10oC, determine:(a) a quantidade de calor que deve ser fornecida ao ferro para atingir 90oC;(b) a quantidade de calor que deve ser fornecida ao recipiente para atingir 90oC;

(c) a quantidade de calor total fornecida ao sistema (recipiente + água + ferro).

(a) Q(ferro) = m c = 120 . 0,1 . (90 – 10) = 960 cal

(b) Q(recipiente) = C = 100 . (90 – 10) = 8000 cal

(c) Q(água) = m c = 100 . 1 . (90 – 10) = 8000 cal

Q = 8000 + 8000 + 960 = 16960 cal

18> Qual a quantidade de calor necessária para transformar 10 g de gelo a – 2 oC em 10 g de água a 80oC. Dados: Calor latente de Fusão: 80 cal/g e c(gelo) = 0,5 cal/g oC.

Gelo (- 2o C) => Gelo (0o C) => Água (0o C) => Água (80o C)

Q1 = m c Q1 = 10 . 0,5 . (0 – (-2)) = 10 cal

Q2 = m LQ2 = 10 . 80 = 800 cal

Q3 = m c Q2 = 10 . 1 . (80 – 0) = 800 cal

Q = Q1+Q2+Q3 = 1610 cal