Provas Anteriores | EMESCAM 2022 | Prof. Ricardo Bastos

Q36

Termologia — Mecanismos de Transferência de Calor

Iberê lançou, em julho de 2021, um vídeo no YouTube denominado “A FÓRMULA SECRETA que deixou a NASA maluca!”. Nesse vídeo, ele e seu amigo Roberto “Pena” Spinelli reproduzem uma substância, utilizando ingredientes simples — amido de milho, bicarbonato, açúcar, farinha e água —, que consegue suportar temperaturas altíssimas.

Após a realização de alguns experimentos e a verificação de que a prática era segura, Iberê cobre parte da sua mão com essa substância e aponta um maçarico em direção a ela, conforme ilustrado na imagem.

INSERIR FIGURA — Iberê testando a substância isolante diante de um maçarico — Q36

Após o término da experiência, Iberê e seu amigo Roberto apresentam duas observações:

1. A substância incha.

2. Parte da substância vira carvão, ficando preta.

Posteriormente, eles levantam hipóteses para explicar como a substância, durante a sua queima, não transfere o calor da chama para a mão de Iberê:

I. Quando a substância incha, provavelmente pela ação do bicarbonato de sódio, cria-se uma parede de ar que distancia a chama da mão.

II. A substância se torna carvão devido à queima dos ingredientes utilizados. Mas o açúcar, em especial, ao caramelizar, cria uma grossa camada de proteção.

A redução na transferência de calor na hipótese

a)I ocorre por condução, pois o ar é um bom isolante térmico.

b)I ocorre por convecção, devido ao aumento da distância entre a chama e a mão protegida pela substância.

c)II ocorre por convecção, devido ao isolamento formado pela camada mais espessa.

d)II ocorre por radiação, já que o carvão é um material que impede a propagação de ondas eletromagnéticas.

Gabarito — EMESCAM 2022

A

Resolução

Na hipótese I, o inchaço da substância cria uma camada contendo ar entre a chama e a mão.

Como o ar apresenta baixa condutividade térmica, essa camada dificulta a transferência de energia por condução.

As demais alternativas associam incorretamente o mecanismo de transferência de calor às hipóteses apresentadas.

Alternativa correta: A

Q37

Hidrostática — Pressão em Colunas Líquidas

Certo dia, uma enfermeira colocou uma bolsa de soro a uma altura de ${50}\text{ cm}$ acima do braço de um paciente e percebeu que o sangue estava subindo pela mangueira em direção ao soro. Reconhecendo o erro, ela subiu imediatamente a bolsa e a situação foi normalizada.

Considere a densidade do soro de $1{,}0\cdot10^3\text{ kg/m}^3$, a densidade do mercúrio de $13{,}6\cdot10^3\text{ kg/m}^3$, a aceleração da gravidade de ${10}\text{ m/s}^2$ e que todas as formas de atrito são desprezíveis.

A pressão arterial desse paciente, em média, era de ${9{,}0}\text{ cmHg}$. Nessa condição, qual deveria ser a menor elevação possível da bolsa, em relação à posição inicial, para que o soro pudesse entrar pela artéria?

a)${0{,}56}\text{ m}$

b)${0{,}75}\text{ m}$

c)${1{,}23}\text{ m}$

d)${1{,}36}\text{ m}$

Gabarito — EMESCAM 2022

B

Resolução

A pressão arterial é equivalente à pressão de uma coluna de mercúrio de altura ${9{,}0}\text{ cm}$:

$\rho_sgh_s=\rho_{Hg}gh_{Hg}$.

$h_s=\dfrac{\rho_{Hg}}{\rho_s}h_{Hg}=\dfrac{13{,}6\cdot10^3}{1{,}0\cdot10^3}\cdot0{,}09={1{,}224}\text{ m}$.

A bolsa já estava a ${0{,}50}\text{ m}$ acima do braço. Portanto, a elevação adicional mínima é:

$\Delta h=1{,}224-0{,}50={0{,}724}\text{ m}\approx{0{,}75}\text{ m}$.

Alternativa correta: B

Q38

Eletrostática — Campo Elétrico em Membrana Celular

Uma diferença de potencial elétrico existe sempre que houver uma separação entre cargas elétricas num certo espaço. No caso da célula, os íons com cargas negativas e positivas são separados pela barreira da membrana celular.

O potencial da membrana, diferença de potencial entre as regiões intra e extracelular, de uma célula típica é negativo e apresenta valores entre $-40\text{ mV}$ e $-80\text{ mV}$, pois o interior da célula é mais negativo do que o exterior.

INSERIR FIGURA — Distribuição de íons nas regiões intra e extracelular de uma célula — Q38

Se o potencial da membrana em uma determinada célula é de $-60\text{ mV}$, considerado constante, e sua espessura é de ${8}\text{ nm}$, qual é a intensidade e o sentido do vetor campo elétrico estabelecido na membrana dessa célula?

a)${7{,}5}\text{ MV/m}$; de dentro para fora da célula.

b)${7{,}5}\text{ MV/m}$; de fora para dentro da célula.

c)${480}\text{ pV/m}$; de fora para dentro da célula.

d)${480}\text{ pV/m}$; de dentro para fora da célula.

Gabarito — EMESCAM 2022

B

Resolução

Considerando o campo aproximadamente uniforme na espessura da membrana:

$E=\dfrac{|\Delta V|}{d}=\dfrac{60\cdot10^{-3}}{8\cdot10^{-9}}={7{,}5}\cdot10^6\text{ V/m}$.

Logo, $E={7{,}5}\text{ MV/m}$.

O campo elétrico aponta da região de maior potencial para a de menor potencial. Como o interior da célula está a potencial negativo em relação ao exterior, o campo aponta de fora para dentro.

Alternativa correta: B

Q39

Óptica da Visão — Miopia e Lentes Corretoras

Durante uma caminhada num calçadão ao lado de sua filha, Manoel observou que ela conseguia ler as placas muito distantes com grande facilidade, enquanto ele não conseguia enxergar nenhuma palavra das mesmas placas com clareza.

Por esse motivo, ele resolveu procurar um especialista a fim de identificar e sanar seu problema de visão.

Qual é a doença nos olhos de Manoel, que provoca a distorção das imagens, e qual deve ser a solução indicada pelo especialista na consulta?

a)Miopia; usar lentes corretoras de bordas finas.

b)Miopia; usar lentes corretoras de bordas grossas.

c)Hipermetropia; usar lentes corretoras de bordas finas.

d)Hipermetropia; usar lentes corretoras de bordas grossas.

Gabarito — EMESCAM 2022

B

Resolução

A dificuldade para enxergar objetos distantes caracteriza a miopia.

No olho míope, os raios provenientes de objetos distantes convergem antes da retina. A correção é feita com lentes divergentes.

As lentes divergentes apresentam centro fino e bordas grossas.

Alternativa correta: B

Q40

Eletromagnetismo — Força Magnética sobre Carga

Muitos pesquisadores, de diferentes áreas, usam os aceleradores de partículas em prol do desenvolvimento da ciência. Eles podem, por exemplo, pesquisar a emissão de luz durante a aceleração das partículas elementares, como prótons e elétrons, bem como desvendar o universo subatômico por meio dos fragmentos liberados pelas colisões entre essas partículas.

A estrutura desses equipamentos é circular, para otimizar o espaço e promover a condição ideal de aceleração. Por essa razão, é necessário que um campo magnético externo e de intensidade elevada seja aplicado sobre as partículas, para que possam ser desviadas.

Se um elétron for lançado num acelerador que aplica um campo magnético de intensidade constante igual a ${2{,}5}\text{ T}$, ele será submetido a uma força magnética igual a $1{,}0\cdot10^{-16}\text{ N}$.

Qual seria o valor de sua velocidade de lançamento, sabendo que ele adentrou perpendicularmente ao campo magnético?

Considere o módulo da carga do elétron igual a $1{,}6\cdot10^{-19}\text{ C}$.

a)${25}\text{ m/s}$

b)${40}\text{ m/s}$

c)${250}\text{ m/s}$

d)${400}\text{ m/s}$

Gabarito — EMESCAM 2022

C

Resolução

Como a velocidade é perpendicular ao campo magnético:

$F_m=|q|vB$.

$v=\dfrac{F_m}{|q|B}=\dfrac{1{,}0\cdot10^{-16}}{(1{,}6\cdot10^{-19})(2{,}5)}$.

$v={250}\text{ m/s}$.

Alternativa correta: C