O ultrassom Doppler utiliza o efeito Doppler para avaliar o fluxo sanguíneo em veias e artérias. Quando as ondas de som são emitidas e refletem nas células sanguíneas em movimento, ocorre uma mudança na frequência das ondas refletidas, permitindo que se determine a direção e a velocidade do fluxo sanguíneo. Em um exame para a avaliação do fluxo sanguíneo na artéria carótida a frequência do ultrassom foi ajustada para $6\text{ MHz}$ e o ângulo entre o feixe de ultrassom e a direção do fluxo sanguíneo foi de $60^\circ$. Considere que a velocidade do som no tecido humano seja $1{,}5\text{ km/s}$. Dada a situação e a equação do Desvio Doppler a seguir, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas.
$\Delta f=\dfrac{2f_0v\cos\theta}{V}$, em que $\Delta f=f_{\text{refletida}}-f_{\text{emitida}}$, $f_0$ é a frequência emitida, $v$ a velocidade do fluxo sanguíneo, $\theta$ o ângulo entre o feixe de ultrassom e o fluxo sanguíneo e $V$ a velocidade do som no tecido humano.
A)Se $\Delta f>0$, o fluxo sanguíneo está se movendo em direção ao transdutor.
B)Se $\Delta f<0$, o fluxo sanguíneo está se afastando do transdutor.
C)Caso o desvio Doppler seja $2\text{ kHz}$, a velocidade do fluxo sanguíneo seria de $1{,}8\text{ km/h}$.
D)Caso a velocidade do fluxo sanguíneo seja $0{,}5\text{ m/s}$, o desvio Doppler seria de $1\text{ kHz}$.
Gabarito TEF
V · V · V · F
Resolução
Pela convenção indicada no enunciado, $\Delta f>0$ corresponde a frequência refletida maior, associada à aproximação; $\Delta f<0$ corresponde ao afastamento.
Usando $f_0=6\times10^6\text{ Hz}$, $\cos60^\circ=0{,}5$ e $V=1500\text{ m/s}$, temos $\Delta f=4000v$.
Se $\Delta f=2000\text{ Hz}$, então $v=0{,}5\text{ m/s}=1{,}8\text{ km/h}$.
Se $v=0{,}5\text{ m/s}$, então $\Delta f=2000\text{ Hz}=2\text{ kHz}$, e não $1\text{ kHz}$.
Sequência: V · V · V · F.
Q12
Termologia — Termodinâmica — Rendimento de Máquina Térmica
Em um hospital, uma máquina térmica é usada para operar um equipamento de ressonância magnética que necessita de refrigeração constante. A máquina térmica retira $1200\text{ J}$ de energia térmica do ambiente de resfriamento e realiza um trabalho útil de $300\text{ J}$ para manter o equipamento na temperatura ideal.
A)A eficiência da máquina térmica utilizada é de $75\%$.
B)A eficiência da máquina térmica utilizada é de $25\%$.
C)Caso a máquina térmica fosse substituída por outra que retira $1500\text{ J}$ de energia do ambiente de resfriamento, a eficiência aumentaria em $5\%$.
D)Caso a máquina térmica fosse substituída por outra que retira $1500\text{ J}$ de energia do ambiente de resfriamento, a eficiência diminuiria em $5\%$.
Gabarito TEF
F · V · F · V
Resolução
Pelo tratamento proposto no item, a eficiência é $\eta=\dfrac{W}{Q}$.
Na situação inicial, $\eta=\dfrac{300}{1200}=0{,}25=25\%$.
Mantendo o trabalho útil de $300\text{ J}$ e usando $1500\text{ J}$ de energia térmica, $\eta'=\dfrac{300}{1500}=0{,}20=20\%$.
A eficiência passa de $25\%$ para $20\%$, uma diminuição de 5 pontos percentuais, que é o sentido pretendido pela quarta assertiva.
Sequência: F · V · F · V.
Observação: o enunciado usa a expressão “máquina térmica” em um contexto de refrigeração. A resolução acima segue a definição de eficiência implícita nas próprias alternativas, $\eta=W/Q$.
