UFAM PSC 2024 | 2ª Etapa

A radiação proveniente do Sol — fonte principal de energia para o sistema Terra-atmosfera — é composta por um conjunto de radiações cujos comprimentos de onda variam de forma mais ou menos contínua desde $0{,}1\,\mu\text{m}$ até $3{,}0\,\mu\text{m}$. Determinados trechos do espectro solar apresentam características particulares como a radiação ultravioleta ($0{,}1\,\mu\text{m} \le \lambda \le 0{,}4\,\mu\text{m}$), com 9% do total de energia, a radiação visível ($0{,}4\,\mu\text{m} \le \lambda \le 0{,}7\,\mu\text{m}$), com 41% do total de energia e a radiação infravermelha ($0{,}7\,\mu\text{m} \le \lambda \le 3{,}0\,\mu\text{m}$), contendo 50% do total de energia. Devido a esses pequenos comprimentos de onda, o espectro da radiação solar é denominado de ondas curtas. Por outro lado, a superfície terrestre está em constante emissão de radiação em forma de ondas eletromagnéticas de ondas longas não visíveis (na região do infravermelho), denominadas de radiação terrestre. A figura a seguir mostra (fora de escala no eixo horizontal) o espectro de absorção da atmosfera terrestre em função do comprimento de onda:

Adaptado de LUTGENS et al., 2019, p. 231.

A partir dessas informações, podemos afirmar que:

I. Há uma "janela atmosférica" onde a absorção atmosférica terrestre é baixa, entre aproximadamente $0{,}3\,\mu\text{m}$ e $0{,}7\,\mu\text{m}$. É através dela que nosso planeta recebe cerca de 50% do total de energia proveniente do Sol.
II. Há outra "janela atmosférica" por onde a Terra perde energia (na região do infravermelho) para o espaço exterior. Essa janela é controlled, no lado esquerdo, pela banda de absorção do vapor de água e, no lado direito, pela banda de absorção do dióxido de carbono.
III. O aumento da concentração de gases como o dióxido de carbono na atmosfera torna o efeito estufa mais intenso e, portanto, fica mais difícil nosso planeta perder calor para o espaço. Esse efeito causa o aquecimento da baixa atmosfera, elevando a temperatura média da Terra e levando às mudanças climáticas.

Assinale a alternativa CORRETA:

O ser humano é um animal homeotérmico, ou seja, precisa manter a temperatura do corpo constante para que o organismo funcione corretamente. Durante a prática de exercício físico, os músculos produzem energia através da contração muscular e, com isso, a temperatura interna do corpo tende a aumentar. Para que esse aumento não prejudique o funcionamento do organismo, a transpiração é o mecanismo de termorregulação que atua durante a prática de exercício físico. A liberação do suor através das glândulas sudoríparas resfria o corpo por meio da evaporação, daí a importância de beber água durante atividades físicas para repor as perdas. Considerando que a evaporação do suor na pele dissipa 750W, podemos afirmar que a quantidade de água que uma pessoa deva beber para compensar as perdas por evaporação do suor em uma hora de atividade física ininterrupta é de:

Máquina térmica é um dispositivo que extrai energia de uma fonte quente na forma de calor e realiza trabalho útil. Impulsionado pela revolução industrial, iniciada em 1760, no desenvolvimento das máquinas a vapor ficou evidente que não existe máquina térmica perfeita, ou seja, aquela na qual toda a energia transferida da fonte quente na forma de calor seja transformada totalmente em trabalho realizado pela máquina. No entanto, mesmo antes que a primeira lei da termodinâmica e o conceito de entropia fossem descobertos, o francês Nicolas Léonard Sadi Carnot publicou, em 1824, o trabalho "Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance" (Reflexões sobre a potência motriz do fogo e máquinas próprias para aumentar essa potência), onde desenvolveu o conceito de uma máquina térmica ideal, hoje conhecida como máquina de Carnot, que utiliza o calor com maior eficiência para realizar trabalho útil. Atualmente, os melhores motores de combustão interna do mercado possuem eficiência de, no máximo, 40%. Considerando esses motores como uma máquina térmica ideal de Carnot operando com uma eficiência de 40%, cuja fonte fria está à temperatura de $27^\circ\text{C}$, podemos afirmar que a diferença de temperatura entre a fonte quente e a fonte fria é aproximadamente igual a:

O gráfico a seguir representa a curva característica de um gerador elétrico:

A partir dessas informações, podemos afirmar que:

I. O ponto A do gráfico representa a diferença de potencial (ddp) entre os terminais do gerador quando o circuito no qual está inserido está fechado.
II. O ponto B do gráfico representa a situação de curto-circuito, ou seja, a potência útil é nula e toda a energia de outra modalidade que se transforma em energia elétrica se dissipará internamente, no próprio gerador.
III. A equação característica de um gerador é dada por $U = \mathcal{E} - r \cdot i$ onde $\mathcal{E}$ e $r$ são constantes que dependem de como o gerador foi construído.
IV. A resistência interna do gerador é dada pelo valor absoluto do coeficiente angular da curva característica.

Assinale a alternativa CORRETA:

Num experimento realizado no laboratório de eletricidade, um grupo de alunos dispunha de quatro esferas condutoras idênticas, montadas em suportes isolantes. Inicialmente, a esfera A estava eletrizada com carga elétrica $Q_A = +12\,\mu\text{C}$, e a esfera B com carga elétrica $Q_B = -4\,\mu\text{C}$, enquanto as esferas C e D estavam neutras. A esfera A foi colocada em contato com a esfera C e, separadamente, a esfera B em contato com a esfera D. Finalmente, as esferas C e D foram colocadas em contato. A partir dessas informações, podemos afirmar que as cargas das quatro esferas ficaram, respectivamente, iguais a:

Ao voltar para sua colônia, depois de sair para se alimentar no mar, um pinguim-imperador consegue encontrar sua companheira em meio a milhares de pinguins reunidos — todos muito parecidos para se proteger do rigoroso inverno da Antártica, não pela visão, mas pela maneira como os pinguins-imperadores emitem sons. A maioria dos pássaros produzem sons usando apenas um dos dois lados do órgão vocal, chamado siringe. O pinguim-imperador, porém, emite sons usando simultaneamente os dois lados da siringe. Cada lado produz ondas acústicas estacionárias na garganta e na boca do pássaro, como em um tubo com as duas extremidades abertas. Considere a situação na qual determinado pinguim-imperador tem a frequência do primeiro harmônico produzido por um lado da siringe igual a 432Hz e a frequência do primeiro harmônico produzido pelo outro lado da siringe igual a 371Hz. A partir dessas informações, podemos afirmar que a frequência de batimento entre as duas frequências do segundo harmônico desse pinguim-imperador é igual a: