EN 2014 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Conforme mostra a figura abaixo, dois recipientes, A e B, termicamente isolados, de volumes iguais, estão ligados por um tubo delgado que pode conduzir gases, mas não transfere calor. Inicialmente, os recipientes são ocupados por uma amostra de um certo gás ideal na temperatura $T_0$ e na pressão $P_0$. Considere que a temperatura no recipiente A é triplicada, enquanto a do recipiente B se mantém constante. A razão entre a pressão final nos dois recipientes e a pressão inicial, $P/P_0$, é

Analise as afirmativas abaixo referentes à entropia.

I – Num dia úmido, o vapor de água se condensa sobre uma superfície fria. Na condensação, a entropia da água diminui.

II – Num processo adiabático reversível, a entropia do sistema se mantém constante.

III – A entropia de um sistema nunca pode diminuir.

IV – A entropia do universo nunca pode diminuir.

Assinale a opção que contém apenas as afirmativas corretas.

Uma máquina térmica, funcionando entre as temperaturas de $300\ \text{K}$ e $600\ \text{K}$, fornece uma potência útil, $P_u$, a partir de uma potência recebida, $P_r$. O rendimento dessa máquina corresponde a $4/5$ do rendimento máximo previsto pela máquina de Carnot. Sabendo que a potência recebida é de $1200\ \text{W}$, a potência útil, em watt, é

Considere que $0{,}40\ \text{gramas}$ de água vaporize isobaricamente à pressão atmosférica. Sabendo que, nesse processo, o volume ocupado pela água varia de $1{,}0\ \text{litro}$, pode-se afirmar que a variação da energia interna do sistema, em kJ, vale.

Dados: calor latente de vaporização da água $=2{,}3\cdot10^6\ \text{J/kg}$; conversão: $1{,}0\ \text{atm}=1{,}0\cdot10^5\ \text{Pa}$.

Considere um gás monoatômico ideal no interior de um cilindro dotado de um êmbolo, de massa desprezível, que pode deslizar livremente. Quando submetido a uma certa expansão isobárica, o volume do gás aumenta de $2{,}00\cdot10^{-3}\ \text{m}^3$ para $8{,}00\cdot10^{-3}\ \text{m}^3$. Sabendo-se que, durante o processo de expansão, a energia interna do gás sofre uma variação de $0{,}360\ \text{kJ}$, pode-se afirmar que o valor da pressão, em kPa, é de

Uma granada, que estava inicialmente com velocidade nula, explode, partindo-se em três pedaços. O primeiro pedaço, de massa $M_1=0{,}20\ \text{kg}$, é projetado com uma velocidade de módulo igual a $10\ \text{m/s}$. O segundo pedaço, de massa $M_2=0{,}10\ \text{kg}$, é projetado em uma direção perpendicular à direção do primeiro pedaço, com uma velocidade de módulo igual a $15\ \text{m/s}$. Sabendo-se que o módulo da velocidade do terceiro pedaço é igual a $5{,}0\ \text{m/s}$, a massa da granada, em kg, vale

Um pêndulo, composto de um fio ideal de comprimento $L=2{,}00\ \text{m}$ e uma massa $M=20{,}0\ \text{kg}$, executa um movimento vertical de tal forma que a massa $M$ atinge uma altura máxima de $0{,}400\ \text{m}$ em relação ao seu nível mais baixo. A força máxima, em newtons, que agirá no fio durante o movimento será.

Dado: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$.

Os gráficos abaixo foram obtidos da trajetória de um projétil, sendo $y$ a distância vertical e $x$ a distância horizontal percorrida pelo projétil. A componente vertical da velocidade, em m/s, do projétil no instante inicial vale:

Dado: $|\vec g|=10\ \text{m/s}^2$.

Considere uma força horizontal $F$ aplicada sobre a cunha 1, de massa $m_1=8{,}50\ \text{kg}$, conforme mostra a figura abaixo. Não há atrito entre a cunha e o chão, e o coeficiente de atrito estático entre a cunha e o bloco 2, de massa $m_2=8{,}50\ \text{kg}$, vale $0{,}200$. O maior valor de $F$, em newtons, que pode ser aplicado à cunha, sem que o bloco comece a subir a rampa é.

Dados: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$; $\operatorname{sen}\theta=0{,}600$; $\cos\theta=0{,}800$.

Conforme mostra a figura abaixo, em um jogo de futebol, no instante em que o jogador situado no ponto A faz um lançamento, o jogador situado no ponto B, que inicialmente estava parado, começa a correr com aceleração constante igual a $3{,}00\ \text{m/s}^2$, deslocando-se até o ponto C. Esse jogador chega em C no instante em que a bola toca o chão no ponto D. Todo o movimento se processa em um plano vertical, e a distância inicial entre A e B vale $25{,}0\ \text{m}$. Sabendo-se que a velocidade inicial da bola tem módulo igual a $20{,}0\ \text{m/s}$, e faz um ângulo de $45°$ com a horizontal, o valor da distância, $d$, entre os pontos C e D, em metros, é.

Dado: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$.

Um garoto atira uma pequena pedra verticalmente para cima, no instante $t=0$. Qual dos gráficos abaixo pode representar a relação velocidade $\times$ tempo?

A figura abaixo mostra uma mola ideal de constante elástica $k=200\ \text{N/m}$, inicialmente em repouso, sustentando uma esfera de massa $M=2{,}00\ \text{kg}$ na posição A. Em seguida, a esfera é deslocada de $15{,}0\ \text{cm}$ para baixo até a posição B, onde, no instante $t=0$, é liberada do repouso, passando a oscilar livremente. Desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que, no intervalo de tempo $0\leq t\leq2\pi/30\ \text{s}$, o deslocamento da esfera, em cm, é de

Uma fonte sonora, emitindo um ruído de frequência $f=450\ \text{Hz}$, move-se em um círculo de raio igual a $50{,}0\ \text{cm}$, com uma velocidade angular de $20{,}0\ \text{rad/s}$. Considere o módulo da velocidade do som igual a $340\ \text{m/s}$ em relação ao ar parado. A razão entre a menor e a maior frequência $(f_{menor}/f_{maior})$ percebida por um ouvinte posicionado a uma grande distância e, em repouso, em relação ao centro do círculo, é

A figura abaixo mostra um prisma triangular ACB no fundo de um aquário, contendo água, imersos no ar. O prisma e o aquário são feitos do mesmo material. Considere que um raio luminoso penetra na água de modo que o raio refratado incida perpendicularmente à face AB do prisma. Para que o raio incidente na face CB seja totalmente refletido, o valor mínimo do índice de refração do prisma deve ser.

Dados: $n_{ar}=1{,}00$; $\operatorname{sen}\theta_A=0{,}600$ e $\operatorname{sen}\theta_B=0{,}800$.

Analise a figura a seguir.

Considere duas fontes sonoras puntiformes, $F_1$ e $F_2$, que estão separadas por uma pequena distância $d$, conforme mostra a figura acima. As fontes estão inicialmente em fase e produzem ondas de comprimento de onda $\lambda$. As ondas provenientes das fontes $F_1$ e $F_2$ percorrem, respectivamente, os caminhos $L_1$ e $L_2$ até o ponto afastado $P$, onde há superposição das ondas. Sabendo que $\Delta L=|L_1-L_2|$ é a diferença de caminho entre as fontes e o ponto $P$, o gráfico que pode representar a variação da intensidade da onda resultante das duas fontes, $I$, em função da diferença de caminho $\Delta L$ é

Para uma certa onda estacionária transversal em uma corda longa ao longo do eixo $x$, existe um antinó localizado em $x=0$ seguido de um nó em $x=0{,}10\ \text{m}$. A figura abaixo mostra o gráfico do deslocamento transversal, $y$, em função do tempo, da partícula da corda localizada em $x=0$. Das opções a seguir, qual fornece uma função $y(x)$, em metros, para a onda estacionária no instante $0{,}50\ \text{s}$?

Analise a figura a seguir.

O gráfico da figura acima registra a variação do fluxo magnético, $\Phi$, através de uma bobina ao longo de $5$ segundos. Das opções a seguir, qual oferece o gráfico da f.e.m. induzida, $\varepsilon$, em função do tempo?

Na figura abaixo, $e_1$ e $e_2$ são duas espiras circulares, concêntricas e coplanares de raios $r_1=8{,}0\ \text{m}$ e $r_2=2{,}0\ \text{m}$, respectivamente. A espira $e_2$ é percorrida por uma corrente $i_2=4{,}0\ \text{A}$, no sentido anti-horário. Para que o vetor campo magnético resultante no centro das espiras seja nulo, a espira $e_1$ deve ser percorrida, no sentido horário, por uma corrente $i_1$, cujo valor, em amperes, é de

O circuito esquemático apresentado na figura abaixo mostra uma bateria de f.e.m. e resistência interna, entre as extremidades de um resistor que está ligado em paralelo a um capacitor de capacitância $C$ completamente carregado. Sabendo que a carga armazenada no capacitor é de $40\ \mu\text{C}$, os valores da capacitância $C$, em $\mu\text{F}$, e da energia potencial elétrica armazenada no capacitor, em mJ, são, respectivamente:

Considere que dois resistores, de resistências $R_1$ e $R_2$, quando ligados em paralelo e submetidos a uma d.d.p. de $150\ \text{V}$ durante $600\ \text{min}$, geram $225\ \text{kW h}$ de energia. Associando esses resistores em série e submetendo-os a uma d.d.p. de $400\ \text{V}$, a energia gerada, durante o mesmo intervalo de tempo, passa a ser de $400\ \text{kW h}$. Sobre os valores das resistências $R_1$ e $R_2$, em $\Omega$, pode-se afirmar que são, respectivamente: