Muitos aparelhos e dispositivos conhecidos do nosso dia a dia têm seu funcionamento relacionado às ondas eletromagnéticas. Alguns desses dispositivos são receptores dessas ondas, como o rádio; outros são fontes, como o controle remoto. A figura abaixo mostra alguns desses dispositivos e o comprimento das ondas eletromagnéticas correspondentes ao seu funcionamento.
Sabendo-se que a frequência é inversamente proporcional ao comprimento de onda, identifique, entre as alternativas abaixo, a fonte que produz ondas eletromagnéticas de MENOR frequência.
Como a frequência é inversamente proporcional ao comprimento de onda, a menor frequência corresponde ao maior comprimento de onda.
Entre as opções, as micro-ondas apresentam o maior comprimento de onda. Logo, o aparelho de micro-ondas produz as ondas de menor frequência entre as alternativas.
Nas instalações elétricas residenciais, há circuitos onde um interruptor/chave pode acender ou apagar lâmpadas. Podemos simular esse circuito utilizando uma pilha (P), chaves (CH), fios e lâmpadas (L), como mostrado na figura abaixo.
Um circuito com duas lâmpadas, duas chaves, fios e uma pilha pode simular o funcionamento da instalação residencial onde duas lâmpadas são acesas ou apagadas de maneira independente.
Identifique, entre as alternativas abaixo, aquela que apresenta uma simulação CORRETA dessa instalação residencial com duas lâmpadas.
Para que as duas lâmpadas possam ser ligadas e desligadas de maneira independente, cada uma deve estar em um ramo próprio, em paralelo com o outro ramo, e cada ramo deve conter sua própria chave em série com a respectiva lâmpada.
Na alternativa B, abrir ou fechar uma chave altera apenas a corrente do ramo correspondente, sem interromper o outro ramo. Assim, as lâmpadas são controladas independentemente.
Em nossas casas, utilizamos vários equipamentos elétricos nos quais há transformação de energia elétrica em outros tipos de energia, tais como energia térmica, luminosa, química e sonora. No entanto, existem equipamentos onde outros tipos de energia se transformam em energia elétrica.
Em qual dos equipamentos abaixo, quando em funcionamento, há transformação de energia química em energia elétrica?
Em uma pilha ou bateria, reações químicas internas estabelecem uma diferença de potencial e permitem a circulação de corrente elétrica no circuito externo.
Assim, ocorre transformação de energia química em energia elétrica.
Para calcular a energia consumida por um aparelho, basta multiplicar a sua potência pelo tempo que ele ficou ligado. Sabendo disto, podemos calcular o consumo de energia elétrica de aparelhos domésticos consultando o manual do aparelho, para saber a sua potência, e estimando o tempo que ele fica ligado. O quadro abaixo mostra essas informações sobre quatro aparelhos eletroeletrônicos utilizados em uma casa.
| Aparelho | Potência | Tensão | Tempo de uso médio mensal (horas) |
|---|---|---|---|
| Micro-ondas | 1000 W | 220 V | 3 |
| Televisão | 100 W | 127 V | 250 |
| Ferro elétrico | 1500 W | 127 V | 10 |
| Computador | 250 W | 127 V | 200 |
Qual aparelho, caso seja desligado, permitiria a maior economia de energia elétrica?
Usamos $E=P\Delta t$ e calculamos o consumo mensal em $\mathrm{kWh}$:
Micro-ondas: $1\ \mathrm{kW}\cdot3\ \mathrm{h}=3\ \mathrm{kWh}$.
Televisão: $0{,}1\ \mathrm{kW}\cdot250\ \mathrm{h}=25\ \mathrm{kWh}$.
Ferro elétrico: $1{,}5\ \mathrm{kW}\cdot10\ \mathrm{h}=15\ \mathrm{kWh}$.
Computador: $0{,}25\ \mathrm{kW}\cdot200\ \mathrm{h}=50\ \mathrm{kWh}$.
O computador apresenta o maior consumo mensal e, portanto, seu desligamento proporcionaria a maior economia.
Uma garrafa térmica é construída para manter a temperatura do líquido contido em seu interior na mesma temperatura em que estava inicialmente e pelo maior tempo possível. Para isso, as trocas de calor com o meio exterior devem ser minimizadas. A figura abaixo ilustra a estrutura de uma garrafa térmica.
Analisando a figura e as características dos três tipos de transferência de calor (condução, convecção e irradiação), assinale a alternativa que expressa uma afirmativa ERRADA sobre o funcionamento da garrafa térmica.
A tampa reduz a circulação de ar e, portanto, limita a convecção. As superfícies espelhadas reduzem a troca de energia por irradiação. O vácuo parcial dificulta fortemente a condução e também a convecção entre as paredes.
Já o apoio de material isolante na base tem como função principal reduzir a condução térmica por contato. Assim, é ERRADA a afirmação de que ele dificulta a troca de calor por convecção.
Um estudante decidiu fazer uma experiência sobre transferência de energia térmica entre alimentos congelados e o ambiente. Para isso, utilizou dois picolés idênticos que estavam há muito tempo em um congelador à temperatura próxima de $-20\ ^\circ\mathrm{C}$. Ele retirou do congelador os dois picolés e os colocou em um mesmo local no qual a temperatura ambiente estava próxima de $30\ ^\circ\mathrm{C}$. Um dos picolés foi embrulhado com um tecido de lã, enquanto o outro foi simplesmente deixado sobre um prato.
Assinale a alternativa que indica o resultado provável e a explicação CORRETA sobre o que aconteceu no experimento.
Como o ambiente está a uma temperatura maior que a dos picolés, a energia térmica é transferida espontaneamente do ambiente para eles.
A lã é um bom isolante térmico e reduz a taxa dessa transferência de energia. Por isso, o picolé embrulhado recebe energia mais lentamente e demora mais para derreter.