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Q15

Gases — Transformação Isotérmica

A figura apresenta o mesmo recipiente contendo a mesma amostra de gás, em dois momentos diferentes.

Mesmo recipiente contendo a mesma amostra de gás em dois estados distintos

Considerando que $P$, $V$ e $T$ são as funções de estado (pressão, volume e temperatura) que caracterizam as condições dessa amostra de gás nos dois momentos, e sabendo que $T_1=T_2$, assinale a afirmativa correta.

A)A razão $P_1/P_2$ é igual à razão $V_1/V_2$.

B)Se $V_1=\dfrac{3}{2}V_2$, então $P_1=\dfrac{2}{3}P_2$.

C)O produto $P_1P_2$ é igual ao produto $V_1V_2$.

D)Se $V_1=2V_2$, então $P_1=2P_2$.

E)O produto $P_1T_1$ é igual ao produto $P_2T_2$.

Gabarito

B

Resolução

Como a quantidade de gás é a mesma e $T_1=T_2$, trata-se de uma transformação isotérmica. Para um gás ideal, $P_1V_1=P_2V_2$.

Se $V_1=\dfrac{3}{2}V_2$, então $P_1\dfrac{3}{2}V_2=P_2V_2$, logo $P_1=\dfrac{2}{3}P_2$.

Portanto, a alternativa correta é B.

Q28

Vazão — Gotejamento

Foi prescrito para certo paciente o volume total de $600\text{ mL}$ de soro fisiológico, para ser infundido por via endovenosa, no intervalo de tempo de duas horas. Considerando que a velocidade de gotejamento é constante, pode ser ajustada e, ainda, que o volume de uma gota é $0{,}05\text{ mL}$, qual a velocidade de gotejamento do soro, em gotas por minuto?

A)40

B)80

C)20

D)100

E)60

Gabarito

D

Resolução

O número total de gotas é $N=\dfrac{600}{0{,}05}=12.000$ gotas. O tempo total é $2\text{ h}=120\text{ min}$.

Assim, a velocidade de gotejamento vale $\dfrac{12.000}{120}=100$ gotas por minuto.

Alternativa D.

Q29

Potência e Energia — Consumo Energético

O coração humano funciona como uma bomba hidráulica que mantém o fluxo sanguíneo sob pressão. Em repouso, o coração de um adulto bombeia sangue com uma potência média de aproximadamente $10\text{ W}$. Sabendo que uma dieta média fornece $2500\text{ kcal}$ por dia e que $1\text{ cal}\approx4\text{ J}$, determine qual a porcentagem da energia total consumida pelo corpo, utilizada exclusivamente para manter a circulação sanguínea no período de 24 horas.

A)3,0 %

B)6,9 %

C)8,6 %

D)1,5 %

E)4,1 %

Gabarito

C

Resolução

A energia gasta pelo coração em 24 h é $E=P\Delta t=10\times(24\times3600)=864.000\text{ J}$.

A energia da dieta é $2500\text{ kcal}=2{,}5\times10^6\text{ cal}$ e, usando $1\text{ cal}\approx4\text{ J}$, temos $E_{\text{dieta}}\approx10^7\text{ J}$.

Logo, $\dfrac{864.000}{10.000.000}\times100\%\approx8{,}64\%$, isto é, aproximadamente $8{,}6\%$.

Alternativa C.

Q30

Densidade — Mistura de Líquidos

A prática de se utilizar compressas frias para baixar a temperatura corporal mais rapidamente em casos de febre alta, principalmente em crianças, já foi muito utilizada em casa ou mesmo em serviços de saúde. As compressas, de algum tecido absorvente, eram mergulhadas em uma mistura de água com álcool na proporção de 1:1 e aplicadas no corpo do paciente febril.

Sabendo que a densidade da água e do álcool valem $1{,}0\text{ g/cm}^3$ e $0{,}78\text{ g/cm}^3$, respectivamente, qual a densidade da mistura?

Considere que a mistura é homogênea e que o seu volume final é igual à soma dos volumes originais da água e do álcool.

A)$0{,}89\text{ g/cm}^3$

B)$0{,}85\text{ g/cm}^3$

C)$0{,}91\text{ g/cm}^3$

D)$0{,}83\text{ g/cm}^3$

E)$0{,}87\text{ g/cm}^3$

Gabarito

A

Resolução

Como os volumes são iguais, podemos tomar $V$ de água e $V$ de álcool. A massa total é $m=1{,}0V+0{,}78V=1{,}78V$ e o volume total é $2V$.

Portanto, $\rho=\dfrac{1{,}78V}{2V}=0{,}89\text{ g/cm}^3$.

Alternativa A.

Q31

Termometria — Variação de Temperatura

Um novo sensor que detecta radiação eletromagnética na região do infravermelho é de alta precisão e destinado ao uso em UTIs neonatais. Ele mede a temperatura de recém-nascidos com uma calibração que relaciona a escala Celsius (com unidade °C) e a escala absoluta (com unidade K). Durante um teste, o sensor registrou que a temperatura de um bebê subiu de $36{,}5\,^{\circ}\text{C}$ para $37{,}5\,^{\circ}\text{C}$. Determine a variação dessa temperatura, expressa na escala Kelvin.

A)237 K

B)273 K

C)1,0 K

D)274 K

E)236 K

Gabarito

C

Resolução

As escalas Celsius e Kelvin possuem o mesmo tamanho de intervalo. Assim, uma variação de $1{,}0\,^{\circ}\text{C}$ corresponde a uma variação de $1{,}0\text{ K}$.

Como $37{,}5-36{,}5=1{,}0$, temos $\Delta T=1{,}0\text{ K}$.

Alternativa C.

Q32

Termodinâmica — Energia Interna de Gás Ideal

Em um hospital, é possível encontrar-se cilindros de oxigênio medicinal com volumes internos de 25 L e 50 L. Suponha que, em um mesmo ambiente, haja dois cilindros, um de cada volume citado, e que o oxigênio está na mesma pressão nos dois cilindros. Considerando o oxigênio nestes cilindros como um gás ideal, à mesma temperatura, analise as afirmações abaixo e assinale a correta.

A)Visto que as pressões são iguais, as energias internas dos gases nos dois cilindros são iguais.

B)Visto que as temperaturas são iguais, as energias internas dos gases nos dois cilindros são iguais.

C)O cilindro com o dobro de volume tem o dobro de energia interna no gás.

D)O cilindro com o dobro de volume tem o dobro de número de moles de gás, mas a energia interna dos gases é a mesma nos dois cilindros.

E)Se os dois cilindros sofrerem a mesma variação de temperatura, as energias internas dos gases variarão pelo mesmo valor.

Gabarito

C

Resolução

Pela equação dos gases ideais, $PV=nRT$. Como $P$ e $T$ são iguais nos dois cilindros, o número de mols é diretamente proporcional ao volume: $n\propto V$.

Para um gás ideal, a energia interna depende de $n$ e de $T$. Como a temperatura é a mesma e o cilindro de 50 L contém o dobro de mols do cilindro de 25 L, sua energia interna também é o dobro.

Alternativa C.

Q33

Ondulatória — Tubos Sonoros

O canal auditivo humano pode ser comparado a um tubo sonoro, aberto em uma extremidade e fechado em outra pelo tímpano, com comprimento aproximado de $2{,}5\text{ cm}$. Considerando a velocidade do som no ar como $340\text{ m/s}$, determine a frequência fundamental de ressonância do canal auditivo, que explica por que somos mais sensíveis a sons em torno dessa frequência.

A)$1{,}2\times10^3\text{ Hz}$

B)$6{,}8\times10^3\text{ Hz}$

C)$1{,}0\times10^3\text{ Hz}$

D)$3{,}4\times10^3\text{ Hz}$

E)$2{,}0\times10^3\text{ Hz}$

Gabarito

D

Resolução

Para um tubo aberto em uma extremidade e fechado na outra, no modo fundamental vale $L=\lambda/4$.

Como $L=2{,}5\text{ cm}=0{,}025\text{ m}$, temos $\lambda=4L=0{,}10\text{ m}$.

Logo, $f=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{340}{0{,}10}=3400\text{ Hz}=3{,}4\times10^3\text{ Hz}$.

Alternativa D.

Q34

Eletrostática — Eletrização

Em regiões com baixa umidade, é comum os frequentadores de academia de ginástica ficarem eletrizados quando caminham em esteiras. O fenômeno de eletrização de objetos

A)ocorre apenas em duas formas: por atrito ou por contato.

B)se dá quando há o mesmo número de cargas positivas e negativas.

C)ocorre quando cargas positivas e negativas se movem no objeto.

D)acontece somente quando cargas positivas se movem no objeto.

E)ocorre somente quando cargas negativas se movem no objeto.

Gabarito

E

Resolução

Nos processos usuais de eletrização de corpos sólidos, os prótons permanecem ligados aos núcleos atômicos. A transferência de carga ocorre pelo deslocamento de elétrons, isto é, cargas negativas.

Além disso, existem três processos clássicos de eletrização: atrito, contato e indução, o que elimina a alternativa A.

Alternativa E.

Q35

Eletrodinâmica — Resistividade e Lei de Ohm

A resistência elétrica do corpo humano varia significativamente conforme a hidratação e composição dos tecidos. Para uma estimativa simplificada, considere um braço humano como um condutor aproximadamente cilíndrico, com comprimento de $60{,}0\text{ cm}$ e área de seção transversal $50{,}0\text{ cm}^2$. Admitindo que a resistividade elétrica efetiva dos tecidos internos seja $1{,}50\ \Omega\cdot\text{m}$, determine: i) a resistência elétrica aproximada desse membro; ii) a intensidade da corrente elétrica gerada, caso uma ddp de $9{,}00\text{ V}$ seja aplicada entre suas extremidades.

A)$90{,}0\ \Omega$; $0{,}10\text{ A}$

B)$200\ \Omega$; $0{,}04\text{ A}$

C)$100\ \Omega$; $0{,}09\text{ A}$

D)$150\ \Omega$; $0{,}06\text{ A}$

E)$180\ \Omega$; $0{,}05\text{ A}$

Gabarito

E

Resolução

Convertendo para o SI: $L=0{,}60\text{ m}$ e $A=50{,}0\text{ cm}^2=5{,}0\times10^{-3}\text{ m}^2$.

Pela segunda lei de Ohm, $R=\rho\dfrac{L}{A}=1{,}50\dfrac{0{,}60}{5{,}0\times10^{-3}}=180\ \Omega$.

Pela primeira lei de Ohm, $I=\dfrac{U}{R}=\dfrac{9{,}00}{180}=0{,}05\text{ A}$.

Alternativa E.

Q36

Eletromagnetismo — Indução de Faraday e Lei de Lenz

Algumas bicicletas ergométricas utilizam o fenômeno da indução de Faraday para produzir uma resistência ao movimento de rotação produzido pelo usuário da bicicleta. Esta resistência ao movimento pode ser ajustada pelo usuário.

Considere uma bicicleta ergométrica com um volante feito de alumínio na presença de ímãs permanentes. O volante gira quando o usuário está pedalando. Os fluxos magnéticos produzidos pelos ímãs induzem correntes elétricas no volante. Sobre a indução de Faraday nesta situação, assinale a afirmativa correta.

Bicicleta ergométrica com volante de alumínio sujeito ao campo de ímãs permanentes

A)com o volante parado, os ímãs produzem fluxos magnéticos sobre ele, induzindo, portanto, correntes elétricas no volante.

B)com o volante em movimento, os ímãs produzem fluxos magnéticos sobre ele, induzindo, assim, correntes elétricas no volante.

C)para aumentar a resistência ao movimento de rotação, os ímãs devem ser afastados do volante em movimento.

D)para diminuir a resistência ao movimento de rotação, os ímãs devem ser aproximados do volante em movimento.

E)quando correntes elétricas são induzidas no volante em movimento, surge um torque sobre o volante que aumenta a sua velocidade de rotação.

Gabarito

B

Resolução

Quando o volante gira através da região de campo magnético, o fluxo magnético através de diferentes partes do alumínio varia. Essa variação induz correntes de Foucault no volante, conforme a lei de Faraday.

Pela lei de Lenz, o campo magnético associado às correntes induzidas se opõe à variação que as produziu. Surge, portanto, um torque resistente ao movimento do volante.

Aproximar os ímãs aumenta o efeito de frenagem; afastá-los o reduz. Logo, a alternativa correta é B.