Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED
← Todas as provas PISM

PISM 2 · 2017 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal de Juiz de Fora — 2º Dia

PISM 2017 · Módulo 2 · 2º dia — questões 11–15 objetivas. Enunciados e figuras conferidos nos originais da UFJF. Os arquivos fornecidos desta edição contêm apenas a prova objetiva.

11
Termologia — Transmissão de calor — Isolamento térmico de uma garrafa

A garrafa térmica de uma determinada marca foi construída de forma a diminuir as trocas de calor com o ambiente que podem ocorrer por três processos: condução, convecção e radiação. Dentre as suas várias características, podemos citar:

I. a ampola interna da garrafa é feita de plástico.

II. a ampola possui paredes duplas, e entre essas paredes, é feito vácuo.

III. a superfície interna da ampola é espelhada.

Assinale a alternativa que corresponde ao processo que se quer evitar usando as características citadas acima.

A)I – radiação; II – condução e convecção; III – convecção
B)I – condução e radiação; II – convecção; III – condução
C)I – convecção; II – condução; III – radiação
D)I – condução; II – condução e convecção; III – radiação
E)I – radiação; II – condução e convecção; III – radiação
Alternativa correta: D
Resolução

O plástico tem baixa condutividade térmica, reduzindo a condução. O vácuo entre as paredes reduz a condução pelo gás e impede a convecção nessa região, pois não há fluido para transportar calor. A superfície espelhada reduz as trocas por radiação. Essas medidas diminuem as trocas de calor; uma garrafa real ainda possui perdas pela tampa e pelos pontos de apoio.

Resposta: D

12
Termologia — Calorimetria — Calor latente em curva de aquecimento

O gráfico abaixo mostra a variação da temperatura de um corpo de 20g em função da quantidade de calor a ele fornecida. Durante o processo, o corpo sofre uma transição de fase, passando do estado sólido para o estado líquido. Assinale a alternativa CORRETA:

Calor latente em curva de aquecimento — figura original da questão 12, módulo 2
A)a fusão do corpo ocorrerá a 100 °C se a sua massa for de 40 g.
B)o calor latente de fusão do corpo é de 10 cal/g.
C)a 100 °C, será iniciada, necessariamente, uma nova transição de fase.
D)o calor latente de fusão do corpo é de 5 cal/g.
E)a fusão do corpo ocorrerá a 50 °C somente se sua massa for de 40 g.
Alternativa correta: D
Resolução

A fusão corresponde ao patamar em 50 °C, entre 100 e 200 cal. O calor usado na mudança de fase é $Q_f=200-100=100\,\mathrm{cal}$. Para m = 20 g, $L_f=Q_f/m=100/20=5\,\mathrm{cal/g}$. Alterar a massa altera a quantidade de calor necessária, não a temperatura de fusão nas mesmas condições. O gráfico não informa uma nova transição em 100 °C.

Resposta: D

13
Mecânica — Hidrostática — Densidade a partir da pressão absoluta

João estava em seu laboratório, onde grandes cilindros cheios de líquidos são usados para se medir viscosidade dos mesmos. Para tal, é necessário saber a densidade de cada um deles. Para identificar os líquidos, João mediu a pressão absoluta dentro dos cilindros em diferentes profundidades, obtendo o gráfico a seguir, para os cilindros A e B. Usando as informações do gráfico, ele calculou as densidades de cada líquido, identificando-os.

Densidade a partir da pressão absoluta — figura original, módulo 2, questão 13

Marque a alternativa correta que fornece as densidades dos líquidos contidos em A e B, respectivamente:

A)$5,0\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$ e $2,5\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$
B)$2,5\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$ e $5,0\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$
C)$2,5\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$ e $5,0\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$
D)$7,5\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$ e $5,0\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$
E)$5,0\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$ e $7,5\times10^{-2}\,\mathrm{kg/m^3}$
Alternativa correta: B
Resolução

Pela lei de Stevin, $P=P_0+\rho gh$. O gráfico parte de $P_0=1\,\mathrm{atm}$. Em h = 4 m, o líquido A tem pressão de 2 atm e o B, de 3 atm. É necessário descontar a pressão atmosférica: $\rho_A=(2-1)10^5/(10\cdot4)=2,5\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$ e $\rho_B=(3-1)10^5/(10\cdot4)=5,0\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$.

Resposta: B

14
Óptica — Espelhos planos — Campo de visão e imagem completa

Uma vela de 20cm está posicionada próximo a um espelho E plano de 30cm, conforme indicado na figura. Um observador deverá ser posicionado na mesma linha vertical da vela, ou seja, no eixo y, de forma que ele veja uma imagem da vela no espelho. Qual o intervalo de y em que o observador pode ser posicionado para que ele possa ver a imagem em toda sua extensão?

Campo de visão e imagem completa — figura original da questão 14, módulo 2
A)$0\,\mathrm{dm}\le y\le6\,\mathrm{dm}$
B)$3\,\mathrm{dm}\le y\le6\,\mathrm{dm}$
C)$4\,\mathrm{dm}\le y\le7\,\mathrm{dm}$
D)$5\,\mathrm{dm}\le y\le10\,\mathrm{dm}$
E)$6\,\mathrm{dm}\le y\le10\,\mathrm{dm}$
Alternativa correta: E
Resolução

A vela ocupa x = 0 e alturas de 0 a 2 dm. O espelho está em x = 4 dm, de y = 3 a y = 6 dm; sua imagem virtual fica em x = 8 dm. Para um observador em (0,y), o segmento até um ponto da imagem de altura $y_i$ cruza o espelho na altura $(y+y_i)/2$. Para enxergar a base, $y/2\ge3$, portanto $y\ge6$. Para enxergar o topo, $(y+2)/2\le6$, portanto $y\le10$. Como os pontos intermediários também ficam dentro do espelho, $6\le y\le10\,\mathrm{dm}$.

Resposta: E

15
Mecânica — Hidrodinâmica — Vazão e equação da continuidade

Uma caixa d´água em formato cúbico com um metro de aresta está conectada a uma mangueira pela qual é retirada água para molhar um jardim. Suponha que o nível da caixa d´água diminua à razão de 4 mm por minuto, e que a área da extremidade da mangueira seja de 1 cm² aproximadamente. Determine a vazão e velocidade da água que sai da mangueira, respectivamente:

A)$1/15\,\mathrm{L/s}$ e $2/3\,\mathrm{m/s}$
B)$1/15\,\mathrm{L/s}$ e $20/3\,\mathrm{m/s}$
C)$(1/15)\times10^{-3}\,\mathrm{L/s}$ e $2/3\,\mathrm{m/s}$
D)$15\,\mathrm{L/s}$ e $4/6\,\mathrm{m/s}$
E)$15\times10^{-3}\,\mathrm{L/s}$ e $40/6\,\mathrm{m/s}$
Alternativa correta: A
Resolução

A seção horizontal da caixa é $A=1\,\mathrm{m^2}$. A redução do nível é 0,004 m por minuto, portanto a vazão é $Q=A\lvert\Delta h/\Delta t\rvert=0,004\,\mathrm{m^3/min}=4\,\mathrm{L/min}=1/15\,\mathrm{L/s}$. Em metros cúbicos por segundo, $Q=1/15000\,\mathrm{m^3/s}$. Na saída da mangueira, $A_s=1\,\mathrm{cm^2}=10^{-4}\,\mathrm{m^2}$; logo $v=Q/A_s=2/3\,\mathrm{m/s}$.

Resposta: A

↑ Voltar ao topo