O processo de expansão ou compressão de um gás em um curto intervalo de tempo pode representar um processo termodinâmico que se aproxima de um processo adiabático. Como exemplo, pode-se mencionar a expansão de gases de combustão em um cilindro de motor de automóvel em alta rotação. É correto afirmar que, em um processo adiabático no sistema,
1. Conceito de Transformação Adiabática:
Uma transformação termodinâmica é dita adiabática quando ocorre sem trocas de calor entre o sistema e o meio externo ($Q = 0$).
2. Primeira Lei da Termodinâmica:
Pela Primeira Lei ($\Delta U = Q - W$), como $Q = 0$, toda a variação da energia interna provém do trabalho realizado ou sofrido pelo sistema ($\Delta U = -W$). Portanto, por definição, não há transferência de calor.
Considere duas cordas vibrantes, com ondas estacionárias e senoidais, sendo uma delas produzida por um violino e outra por uma guitarra. Assim, é correto afirmar que nos dois tipos de ondas estacionárias, têm-se as extremidades das cordas vibrando com amplitudes
1. Condições de Contorno em Cordas Vias/Fixas:
Tanto em violinos quanto em guitarras, as extremidades das cordas são fixadas no cavalete e no rastilho/tarraxas.
2. Nós e Amplitudes:
Como os pontos das extremidades estão presos e impedidos de oscilar, eles constituem obrigatoriamente nós de vibração no padrão da onda estacionária. Nos nós, a amplitude de oscilação é nula.
A pressão atmosférica ao nível do mar em um dado local da superfície da Terra é função do peso $P$ da coluna de ar vertical sobre o local. Em um modelo simplificado, suponha que a aceleração da gravidade $g$ é constante e que uma coluna de ar exerça uma força sobre a área $A$ da base da coluna. Considerando-se esses dados, pode-se estimar corretamente que a pressão atmosférica é
1. Definição Física de Pressão:
A pressão é definida como a razão entre a força normal perpendicular exercida sobre uma superfície e a área dessa superfície:
\[\text{Pressão} = \frac{\text{Força}}{\text{Área}}\]2. Aplicação à Coluna de Ar:
Sendo a força resultante exercida pela atmosfera igual ao próprio peso $P$ da coluna de ar sobre a área de base $A$, a pressão atmosférica é dada por $P / A$.
A força da gravidade sobre uma massa $m$ acima da superfície e a uma distância $d$ do centro da Terra é dada por $m G M / d^2$, onde $M$ é a massa da Terra e $G$ é a constante de gravitação universal. Assim, a aceleração da gravidade sobre o corpo de massa $m$ pode ser corretamente escrita como
1. Segunda Lei de Newton Aplicada à Gravitação:
A força gravitacional atua como a força peso ($F_g = m \cdot g$). Igualando a expressão da Lei da Gravitação Universal:
\[m \cdot g = \frac{m \cdot G \cdot M}{d^2}\]2. Simplificação da Massa de Prova ($m$):
Cancelando a massa de prova $m$ em ambos os lados da equação, obtém-se a aceleração da gravidade $g$ no ponto situado à distância $d$ do centro terrestre:
\[g = \frac{G \cdot M}{d^2}\]Em maio de 2016, dois dos maiores reservatórios de água do Estado do Ceará estavam com níveis inferiores a 9%, tendo como uma das principais causas as elevadas perdas de água por evaporação. Sobre esse processo, é correto afirmar que, durante a evaporação da água, há transferências energéticas com
1. Dinâmica Molecular da Evaporação:
A evaporação é uma mudança de fase superficial na qual apenas as moléculas com maior energia cinética conseguem vencer as forças de coesão do líquido e escapar para o estado gasoso.
2. Efeito na Fase Líquida Remanescente:
Com a saída das moléculas mais energéticas, a energia cinética média das moléculas que permanecem no líquido diminui (causando o resfriamento evaporativo). Como a energia interna depende diretamente do grau de agitação/energia cinética das moléculas, há perda de energia interna da fase líquida devido à evaporação.
Suponha que um taco de sinuca está escorado em uma parede vertical, formando um ângulo de $80^\circ$ com o piso, supostamente horizontal. Considere desprezível o atrito entre o taco e a parede vertical, e assuma que não há deslizamento entre o taco e o piso. Se o taco está em equilíbrio estático, pode-se afirmar corretamente que a força exercida pela parede no taco
1. Ausência de Atrito na Parede:
A força total exercida por uma superfície de contato é a soma vetorial da força de reação normal ($\vec{N}$) com a força de atrito ($\vec{F}_{\text{at}}$).
2. Direção da Força de Reação Normal:
Como o atrito entre o taco e a parede vertical é desprezível ($\vec{F}_{\text{at}} = 0$), a única força exercida pela parede é a própria reação normal $\vec{N}$. Por definição geométrica, a força normal é rigorosamente perpendicular à parede.