PROVA DE FÍSICA 2º ANO - 2ª MENSAL - 1º TRIMESTRE

TIPO A 01) Os rios, lagos e oceanos localizados em regiões de clima frio congelam da superfície para as regiões mais profundas. A camada de gelo formada funciona como um isolante térmico evitando a perda de calor da água para o ambiente, o que preserva a vida aquática da maneira que a humanidade conhece. Caso esse congelamento ocorresse em regiões mais profundas, a vida aquática não seria a mesma que conhecemos, se é que existiria vida aquática. O congelamento dos ambientes aquáticos da superfície para as regiões mais profundas deve-se à dilatação anômala da água. A respeito desse fenômeno anormal que ocorre com a água (considere que a água esteja submetida à pressão atmosférica normal (1 atm)), é correto afirmar: a) Devido à diminuição do volume de uma determinada porção de água, quando ela é resfriada de 4 °C até 0 °C, a densidade dessa quantidade de água aumenta. Essa porção de água, por ser mais densa, mantém-se na superfície, onde se iniciará o congelamento. b) Devido ao aumento do volume de uma determinada porção de água, quando ela é resfriada de 4 °C até 0 °C, a densidade dessa quantidade de água diminui. Essa porção de água, por ser menos densa, mantém-se na superfície, onde se iniciará o congelamento. c) A massa de uma determinada porção de água aumenta, quando esta é resfriada de 4 °C até 0 °C, tornando-a mais densa. Essa quantidade de água, por ser mais densa, mantém-se na superfície, onde ocorrerá o congelamento. d) A massa de uma determinada porção de água diminui quando esta é resfriada de 4 °C até 0 °C, tornando-a menos densa. Essa quantidade de água, por ser menos densa, mantém-se na superfície, onde ocorrerá o congelamento. e) Todo e qualquer material, quando passa do estado líquido para o estado sólido, inicia o seu congelamento de cima para baixo. 02) Assinale verdadeiro (V) ou falso (F). (V) O fluxo de calor através de um sólido depende de três parâmetros: diferença de temperatura, geometria do condutor e material que compõem o condutor. (V) As prateleiras de uma geladeira são gradeadas para facilitar a convecção do ar em seu interior, pois, naturalmente, o ar quente, por ser menos denso, sobe, e o ar frio, por ser mais denso, desce. (V) No deserto costuma-se usar roupas grossas, pois elas funcionam como um isolante térmico que impede que o calor penetre através delas até o nosso corpo durante o dia. (V) O ar quente, por ser menos denso, sobe, e o ar frio, por ser mais denso, desce. Por esse motivo, o congelador é posicionado na parte superior da geladeira para que retire energia do ar mais aquecido, que se encontra na parte superior desse aparelho, resfriando-o. O ar, por estar agora mais frio, desce e resfria os alimentos que se encontram na geladeira. (F) Na condução térmica, o calor é transmitido juntamente com os átomos que compõem o sólido. 03) Analise as afirmativas abaixo. I. Um balde de isopor mantém a cerveja gelada, porque impede a saída do frio. II. Se a temperatura de uma escova de dentes é maior que a temperatura da água da pia, ao mergulharmos a escova na água, ocorrerá uma transferência de calor por condução térmica da escova para a água. III. Se tivermos a sensação de frio ao tocar um objeto com a mão, isso significa que esse objeto possui uma condutividade térmica muito baixa. IV. O agasalho, que usamos em dias frios para nos mantermos aquecidos, é um bom condutor de calor. V. Os esquimós, para se proteger do frio intenso, constroem abrigos de gelo, porque o gelo é um isolante térmico. Estão corretas: a) II, III e V. b) I, II e IV. c) II e V. d) Todas estão incorretas. e) Todas estão corretas.

04) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, a qual provoca o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, que causa um deslocamento de ar do continente para o mar. b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. c) O ar que está sobre o mar se esfria e se dissolve na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar qu ente do continente. d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão, que atrai massas de ar continental. e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. 05) Uma placa de isolante térmico possui 100 cm2 de secção transversal e 2 cm de espessura. Sua condutividade térmica é de 4.10-4 cal/s.cm.°C. Se a diferença de temperatura entre as faces opostas é de 100 °C, determine quantas calorias atravessam a placa por segundo.

2

4

100100º

?24.10 / . .º

S cmT C

L cmC cal s cm C

φ∆

−

==

==

=

4

4 4

. .

4.10 .100.1002

4.10 .1.102

422 /

C S TL

cal s

φ

φ

φ

φ

φ

∆

−

−

=

=

=

=

=

06) Um frasco de vidro de coeficiente de dilatação linear 9.10-6 °C-1, possui uma capacidade de 50 cm3 a uma temperatura de 0°C. Nessa temperatura, o frasco contém 50cm3 de mercúrio, cujo coeficiente de dilatação é 180.10-6 °C-1. O conjunto então é aquecido até atingir 200 °C. Calcule a quantidade de mercúrio que irá entornar do frasco.

30

0

6 1

6 1

300º200º

?

9.10 º

180.10 º

ap

vidro

Hg

V cmT CT CV

C

C

α

γ

∆− −

− −

===

=

=

=

6 6

6 1

3

180.10 27.10

153.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ γ

γ γ α

γ

γ

− −

− −

= −

= −

= −

=

0

6

3

. .

50.153.10 .200

1,53

ap ap

ap

ap

V V T

V

V cm

γ∆ ∆

∆

∆

−

=

=

=

07) Num frasco de vidro, de coeficiente de dilatação linear 5.10-6 °C-1, é colocado um líquido, de coeficiente de dilatação volumétrica igual a 1,8.10-4 °C-1, enchendo-o completamente. Sabendo que extravasa 0,33 cm3 desse líquido, determine o volume inicial de líquido antes da temperatura variar de 100 °C.

0

3

6 1

4 1

?100º

0,33

5.10 º

1,8.10 º

ap

vidro

Hg

VT CV cm

C

C

α

γ

∆

∆− −

− −

==

=

=

=

4 6

4 1

3

1,8.10 15.10

1,65.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ γ

γ γ α

γ

γ

− −

− −

= −

= −

= −

=

0

40

0 2

30

. .

0,33 .1,65.10 .1000,33

1,65.10

20

ap apV V T

V

V

V cm

γ∆ ∆−

−

=

=

=

=

PROVA DE FÍSICA 2º ANO - 2ª MENSAL - 1º TRIMESTRE

TIPO B 01) Assinale verdadeiro (V) ou falso (F). (V) O fluxo de calor através de um sólido depende de três parâmetros: diferença de temperatura, geometria do condutor e material que compõem o condutor. (F) As prateleiras de uma geladeira são gradeadas para facilitar a convecção do ar em seu interior, pois, naturalmente, o ar quente, por ser menos denso, desce, e o ar frio, por ser mais denso, sobe. (V) No deserto costuma-se usar roupas grossas, pois elas funcionam como um isolante térmico que impede que o calor penetre através delas até o nosso corpo durante o dia. (V) O ar quente, por ser menos denso, sobe, e o ar frio, por ser mais denso, desce. Por esse motivo, o congelador é posicionado na parte superior da geladeira para que retire energia do ar mais aquecido, que se encontra na parte superior desse aparelho, resfriando-o. O ar, por estar agora mais frio, desce e resfria os alimentos que se encontram na geladeira. (V) Na convecção térmica, o calor é transmitido juntamente com os átomos que compõem o fluido. 02) Baseado na dilatação anômala da água, assinale a alternativa correta. a) Em locais onde o inverno atinge baixíssimas temperaturas, observamos apenas que uma determinada espessura de gelo forma-se sobre os rios e lagos. A água não se congela completamente porque sua densidade mínima é atingida a 4 °C, o que evita que o restante do líquido congele devido ao fato de o gelo ser um mau isolante térmico. b) Durante a dilatação de líquidos, percebemos uma variação no volume destes em relação aos recipientes que os contêm. Essa variação de volume observada independe do recipiente em que o líquido está contido. c) A água é a única substância que sofre anomalia na dilatação. d) Um recipiente contém certa massa de água na temperatura inicial de 2 °C, na pressão normal; quando aquecida, sofre um aumento de temperatura de 3 °C. Observando esse fenômeno, percebemos que o volume da água diminui e depois aumenta durante o aquecimento. e) Um tanque possui um certo volume de água à temperatura ambiente. Se aquecermos o conjunto até uma temperatura T, podemos afirmar que a variação da altura do líquido não dependerá dos valores dos coeficientes de dilatação do tanque e do líquido. 03) Um tanque de cobre cheio de mercúrio (cujo volume desse líquido é 2000 cm3) é aquecido em 100ºC. Considerando o coeficiente de dilatação do mercúrio igual a 1,82.10-4 ºC-1, calcule quantos cm3 de mercúrio transbordarão após o aquecimento. (Dado: =1,4.10-5 ºC-1)

5 1

30

4 1

1, 4.10 º

2000100º

1,82.10 º?

r

l

ap

C

V cmT C

CV

α

γ

∆

∆

− −

− −

=

==

==

4 5

4 1

3

1,82.10 4,2.10

1,4.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ γ

γ γ α

γ

γ

− −

− −

= −

= −

= −

=

0

4

5 4

3

. .

2000.1,4.10 .100

2.10 .1,4.10

28

ap ap

ap

ap

ap

V V T

V

V

V cm

γ∆ ∆

∆

∆

∆

−

−

=

=

=

=

04) A figura a seguir, que representa, esquematicamente, um corte transversal de uma garrafa térmica, mostra as principais características desse objeto: parede dupla de vidro (com vácuo entre as duas partes), superfícies interna e externa espelhadas, tampa de material isolante térmico e revestimento externo protetor. A garrafa térmica mantém a temperatura de seu conteúdo praticamente constante por algum tempo. Isso ocorre porque: a) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes, e as trocas de calor por convecção são reduzidas por causa das superfícies espelhadas. b) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são reduzidas devido às superfícies espelhadas, e as trocas de calor por radiação são reduzidas por causa do vácuo entre as paredes. c) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são reduzidas pelas superfícies espelhadas, e as trocas de calor por convecção são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes. d) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são reduzidas por causa do vácuo entre as paredes, e as trocas de calor por radiação são reduzidas pelas superfícies espelhadas.

05) Analise as afirmativas abaixo. I. Um balde de isopor mantém a cerveja gelada, porque impede a saída do frio. II. Se temperatura de uma escova de dentes é maior que a temperatura da água da pia, ao mergulharmos a escova na água, ocorrerá uma transferência de calor por condução térmica da escova para a água. III. Se tivermos a sensação de frio ao tocar um objeto com a mão, isso significa que esse objeto possui uma condutividade térmica alta. IV. O agasalho, que usamos em dias frios para nos mantermos aquecidos, é um bom condutor de calor. V. Os esquimós, para se proteger do frio intenso, constroem abrigos de gelo, porque o gelo é um isolante térmico. Estão corretas: a) II, III e V. b) I, II e IV. c) II e V. d) Todas estão incorretas. e) Todas estão corretas. 06) Em um béquer de 200 mL, encontramos a mesma quantidade de mercúrio a uma temperatura de 0 °C. Aquecendo o conjunto, um volume de 3,3 mL de mercúrio transborda. Considerando o coeficiente de dilatação linear do vidro igual a 9. 10-6 °C-1 e o coeficiente de dilatação do mercúrio 177.10-6 °C-1, determine a que temperatura deve-se aquecer o conjunto béquer–mercúrio para que o volume citado do mercúrio transborde.

0

0

6 1

6 1

2000º

3,3

9.10 º

177.10 º?

ap

vidro

Hg

V mLT CV mL

C

CT

α

γ

∆− −

− −

===

=

=

=

6 6

6 1

3

177.10 27.10

150.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ γ

γ γ α

γ

γ

− −

− −

= −

= −

= −

=

0

6

4 6

2

. .

3,3 200.150.10 .3,3

3.10 .101,1

10110º

110º

ap apV V T

T

T

T

T C

T C

γ∆ ∆

∆

∆

∆

∆

−

−

−

=

=

=

=

=

=

2 4 2

2

1

4 4.1010º40º?100,0015 / . .º

S m cmT CT C

L cmC cal s cm C

φ

= ======

4

. .

0,0015.4.10 .3010

60.3

180 /

C S TL

cal s

φ

φ

φ

φ

∆=

=

=

=

07) Um reservatório de água quente tem paredes de tijolo isolante de 10 cm de espessura. Sabendo que a área total da parede em contato com a água é de 4 m2, e que num dia de inverno a água está a 40 °C e o ambiente externo está a 10 °C, determine o fluxo de calor pelas paredes do reservatório. (Dado: K tijolo = 0,0015 cal/cm.s.°C)

PROVA DE FÍSICA 2º ANO - 2ª MENSAL - 1º TRIMESTRE

TIPO C 01) Assinale a alternativa falsa. a) O calor se propaga no vácuo por radiação. b) Um corpo escuro absorve maior quantidade de radiação térmica do que um corpo claro. c) Se o congelador fosse colocado na parte inferior de uma geladeira, não haveria a formação das correntes de convecção. d) Uma pessoa sente frio quando ela perde calor rapidamente para o meio ambiente. e) Nos corpos sólidos, o calor se propaga por condução e por convecção. 02) Assinale V na(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F na(s) falsa(s). (F) A radiação é um processo térmico de transmissão de calor de um corpo para outro desde que ocorra contato entre eles. (V) Uma moeda enegrecida absorve mais calor do que uma moeda bem polida, tendo ambas as moedas a mesma massa quando expostas ao Sol. (V) Os processos de transmissão de calor por condução e por irradiação podem acontecer simultaneamente em um mesmo corpo. (F) Não é possível que entre dois corpos distantes um do outro existam trocas de calor. (V) Quanto mais refletor for um corpo, pior absorvente e emissor de calor ele será. 03) Uma placa de vidro, de coeficiente de condutibilidade térmica igual a 0,0015 cal/s.cm.°C, tem espessura de 2 cm e área de cada face igual a 300 cm2. Essa placa está submetida a uma diferença de temperatura de 10°C entre suas faces. Determine o fluxo de calor através da placa e qual a quantidade de calor conduzida por ela em 20 minutos.

230010º20min 1200

?20,0015 / . .º

S cmT Ct sQL cmC cal s cm C

∆∆

=== ====

. .

0,0015.300.102

2,25 /

C S TL

cal s

φ

φ

φ

∆=

=

=

.2, 25.1200

2700

Qt

Q tQ

Q cal

φ

φ∆∆

=

==

=

30

3

5 1

2500

25

100º?

1,5.10 º

ap

l

r

V cm

V cm

T C

C

γ

α

∆

∆

− −

=

=

==

=

0

4 1

. .

25 2500. .100

252500001.10 º

ap ap

ap

ap

ap

V V T

C

γ

γ

γ

γ

∆ ∆

− −

=

=

=

=

4 5

4 1

1.10 4,5.10

1,45.10 º

ap l r

l ap r

l

l C

γ γ γ

γ γ γ

γ

γ

− −

− −

= −

= +

= +

=

04) Uma pessoa anda descalça no interior de uma casa onde as paredes, o piso e o ar estão em equilíbrio térmico. Essa pessoa sente o piso de ladrilho mais frio que o piso de madeira devido: a) a efeitos psicológicos. b) à diferença de propriedades de condução de calor do ladrilho e da madeira. c) à diferença de temperatura entre o ladrilho e a madeira. d) à diferença entre os calores específicos do ladrilho e da madeira. e) à diferença de propriedades de radiação do ladrilho e da madeira. 05) Um recipiente de cobre de coeficiente de dilatação linear 1,5.10-5 °C-1, está a 100°C e completamente cheio de um líquido cujo volume é 2500cm3. Ao aquecer o conjunto a 200°C, transbordam 25cm3 desse líquido. Determine o coeficiente de dilatação do líquido.

06) Analise as afirmativas abaixo. I. A mínima densidade da água se verifica a 4 ºC, e o gelo nessa temperatura é mais denso que a água. II. Na dilatação de líquidos, a dilatação do frasco influi na dilatação aparente. III. Ferro, bismuto e antimônio apresentam também uma dilatação irregular na sua fase líquida. IV. As pontes de hidrogênio, na molécula da água, rompem-se durante o aquecimento da água. V. O volume real de um líquido pode ser calculado pela diferença do volume aparente e o volume do frasco. Estão corretas: a) I e II. b) II e III. c) IV e V. d) I, II e IV. e) III, IV e V. 07) Num frasco de vidro, de coeficiente de dilatação linear 9.10-6 °C-1, é colocado um líquido de coeficiente de dilatação volumétrica igual a 1,8.10-4 °C-1, enchendo-o completamente. Sabendo que extravasam 0,765 cm3 desse líquido, determine o volume inicial do líquido antes da temperatura variar 100 °C.

0

3

6 1

4 1

?100º

0,765

9.10 º

1,8.10 º

ap

vidro

l

VT CV cm

C

C

α

γ

∆

∆− −

− −

==

=

=

=

4 6

4 1

3

1,8.10 27.10

1,53.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ γ

γ γ α

γ − −

− −

= −

= −

= −

=

0

40

0 2

30

. .

0,76533 .1,53.10 .1000,765

1,53.10

50

ap apV V T

V

V

V cm

γ∆ ∆−

−

=

=

=

=

γ

PROVA DE FÍSICA 2º ANO - 2ª MENSAL - 1º TRIMESTRE

TIPO D 1)Assinale V na(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F na(s) falsa(s). (F) O calor pode se propagar no vácuo por radiação e por convecção. (F) Um corpo escuro absorve menor quantidade de radiação térmica do que um corpo claro. (V) Se o congelador fosse colocado na parte inferior de uma geladeira, não haveria a formação das correntes de convecção. (V) Uma pessoa sente calor quando ela não perde calor para o meio ambiente devido ao fato de a pessoa e o ambiente estarem com temperaturas próximas. (F) Nos líquidos, o calor se propaga por condução e por convecção. 02) Das afirmações abaixo, assinale a errada. a) A radiação é um processo térmico de transmissão de calor de um corpo para outro desde que ocorra contato entre eles. b) Uma moeda enegrecida absorve mais calor do que uma moeda bem polida, tendo ambas as moedas a mesma massa quando expostas ao Sol. c) Os processos de transmissão de calor por condução e por irradiação podem acontecer simultaneamente em um mesmo corpo. d) É possível que entre dois corpos distantes um do outro existam trocas de calor. e) Quanto mais refletor for um corpo, pior absorvente e emissor de calor ele será. 03) Em noites frias, preferimos usar cobertores de lã para nos cobrirmos. No entanto, antes de deitarmos, mesmo que existam vários cobertores sobre a cama, percebemos que ela está fria, e somente nos aquecemos depois que estivemos sob os cobertores por algum tempo. Isso se explica porque: a) o cobertor de lã não é um bom absorvedor de frio, mas nosso corpo sim. b) o cobertor de lã só produz calor quando está em contato com o nosso corpo. c) o cobertor de lã não é um aquecedor, mas apenas um isolante térmico. d) enquanto não nos deitamos, existe muito frio na cama, que será absorvido pelo nosso corpo. e) a cama, por não ser de lã, produz muito frio, e a produção de calor pelo cobertor não é suficiente para seu aquecimento sem a presença humana. 04) Uma pessoa dorme sob um cobertor de 3,0 cm de espessura e de condutibilidade térmica 3,5.10-4 cal/s.cm.°C. Sua pele está à temperatura de 36 °C, e o ambiente a 0 °C. Determine o fluxo de calor que atravessa o cobertor por metro quadrado de superfície.

2 4 2

4

1 1036º

33,5.10 / . .º?

S m cmT CL cmC cal s cm Cφ

∆

−

= ==

=

==

4 4

. .

3,5.10 .10 .363

42 /

C S TL

cal s

φ

φ

φ

∆

−

=

=

=

30

3

5 1

200

25

100º?

2.10 º

ap

l

r

V cm

V cm

T C

C

γ

α

∆

∆

− −

=

=

==

=

0

3 1

. .

25 200. .100

25200001,25.10 º

ap ap

ap

ap

ap

V V T

C

γ

γ

γ

γ

∆ ∆

− −

=

=

=

=

3 5

3 1

1, 25.10 6.10

1,31.10 º

ap l r

l ap r

l

l C

γ γ γ

γ γ γ

γ

γ

− −

− −

= −

= +

= +

=

05) Um frasco de alumínio, de coeficiente de dilatação linear 2,0.10-5 °C-1, está a 50 ºC e completamente cheio de um líquido cujo volume é 200 cm3. Ao aquecer o conjunto a 150 ºC, transbordam 25 cm3 desse líquido. Determine o coeficiente de dilatação do líquido.

06) Analise as afirmativas abaixo. I. A máxima densidade da água se verifica a 4 ºC. II. Na dilatação de líquidos, a dilatação do frasco influi na dilatação aparente. III. Ferro, bismuto e antimônio apresentam também uma dilatação irregular na sua fase sólida. IV. As pontes de hidrogênio, na molécula da água, rompem-se durante o resfriamento da água. V. O volume real de um líquido pode ser calculado pela adição entre o volume aparente e o volume final do frasco. Estão corretas: a) I e II. b) II e III. c) IV e V. d) I, II e IV. e) III, IV e V. 07) Num tambor de lata, de coeficiente de dilatação linear 2,0.10-5 °C-1, é colocado um álcool etílico, de coeficiente de dilatação volumétrica igual a 7,6.10-4 °C-1, enchendo-o completamente. Sabendo que extravasam 70 cm3 desse líquido, determine o volume inicial do líquido antes de temperatura variar 50 °C.

0

3

6 1

4 1

?50º

70

2.10 º

7,6.10 º

ap

r

l

VT CV cm

C

C

α

γ

∆

∆− −

− −

==

=

=

=

4 6

4 1

3

7,6.10 6.10

7.10 º

ap l r

ap l r

ap

ap C

γ γ

γ γ α

γ

− −

− −

= −

= −

= −

=

0

40

0 4

30

. .

70 .7.10 .5070

350.102000

ap apV V T

V

V

V cm

γ∆ ∆−

−

=

=

=

=

γ

γ