Enunciados transcritos da fonte, com figuras originais. Respostas, resoluções e níveis TEF revistos editorialmente. Eventuais divergências são descritas no próprio item; não equivalem a uma anulação oficial.
Q42
Termologia — Escala de Römer
Em 1708, o físico dinamarquês Olé Römer, propôs uma escala termométrica a álcool, estabelecendo 60 graus para água em ebulição e zero graus para uma mistura de água com sal, resultando em 8 graus a temperatura da fusão do gelo. Além da possível utilização científica, essa escala teria a vantagem de nunca marcar temperaturas negativas em Copenhague, o que era desejo de seu filho Römer e dos fabricantes da época, devido a superstições. A temperatura média normal do corpo humano na escala de Römer e a menor temperatura, em graus Celsius, que Copenhague poderia registrar nos termômetros de escala Römer, são nessa seqüência dadas, aproximadamente, por:
Dado: considere a temperatura média normal do corpo humano igual a $36{,}5\,{}^\circ\mathrm{C}$.
A)$27{,}0\,{}^\circ\mathrm{C}$ e $8{,}0\,{}^\circ\mathrm{R}$
B)$-15{,}4\,{}^\circ\mathrm{R}$ e $36{,}5\,{}^\circ\mathrm{C}$
C)$27{,}0\,{}^\circ\mathrm{R}$ e $-15{,}4\,{}^\circ\mathrm{C}$
D)$27{,}0\,{}^\circ\mathrm{C}$ e $0{,}0\,{}^\circ\mathrm{R}$
E)$36{,}5\,{}^\circ\mathrm{R}$ e $-15{,}4\,{}^\circ\mathrm{C}$
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
Use os pontos fixos, 0 °C → 8 °R e 100 °C → 60 °R:
Um aquecedor tem potência útil constante de 500 W. Ele é usado para elevar de 10$^{o}$C a temperatura de uma panela de alumínio, que contém 1 litro de água à temperatura ambiente. A panela tem massa de 1,0 kg. O tempo gasto para esse aquecimento é dado, aproximadamente, por
Dados: calor específico da água c$_{água}$ = 1,0 cal/g $^{o}$C; calor específico de alumínio c$_{Al}$= 0,22 cal/g $^{o}$C; densidade da água é ρ = 10$^{3}$ kg/m$^{3}$;$^{}$1cal = 4,18 J.
Uma peça de prata de massa 10,00 g, a 35,0 $^{o}$C, é submetida a um processo de aquecimento no qual recebe uma quantidade de calor de 3.500 J à pressão atmosférica normal constante. Considere o calor específico da prata c$_{Ag}$ = 0,0560 cal/g$^{o}$C, a temperatura de fusão da prata t$_{FAg}$ = 962 $^{o}$C, o calor latente de fusão da prata L$_{FAg}$ = 100.000 J/kg, a temperatura de ebulição da prata t$_{EAg}$ = 2212$^{o}$C, e a relação 1cal = 4,18 J. Nessas condições, a temperatura e a fase da prata após o aquecimento são dados por:
A)1.103 $^{o}$C; fase líquida
B)1.003 $^{o}$C; fase sólida
C)1.103 $^{o}$C; coexistência de líquido e sólido
D)1.003 $^{o}$C; fase gasosa
E)1.103 $^{o}$C; coexistência de sólido, líquido e gás
Restam cerca de 330 J para aquecer a prata líquida. Usando o calor específico fornecido no modelo do item, a temperatura final é aproximadamente 1103 °C, na fase líquida.
Q45
Ondulatória — Período e energia de oscilador
Uma mola de constante elástica $k=4{,}0\,\mathrm{N/m}$ tem uma de suas extremidades fixa e a outra presa a um bloco de massa igual a $360\,\mathrm{g}$. Suponha que o sistema massa-mola esteja apoiado sobre um plano horizontal sem atrito. O bloco é deslocado $10\,\mathrm{cm}$ de sua posição de equilíbrio e em seguida abandonado, passando a oscilar em movimento harmônico simples. Nessas condições, o período de oscilação do sistema massa-mola e sua energia cinética máxima, em unidades do SI, valem:
A energia cinética é máxima na passagem pelo equilíbrio.
Q46
Ondulatória — Tempo de propagação sonora
Numa feira de ciências, é apresentada uma forma simples de falar consigo mesmo e ouvir o que diz. O sistema experimental é formado por uma longa mangueira, tendo uma de suas extremidades posicionada próxima à boca e a outra, próxima ao ouvido. Assim, ao falar em uma extremidade, a pessoa escuta sua própria voz na outra, 0,15 s mais tarde. Considerando a velocidade do som no ar de 340m/s, o comprimento da mangueira deste sistema experimental é
A)5,1 m
B)10,2 m
C)51 m
D)102 m
E)510 m
Resposta da revisão
C
Resolução comentada
O som atravessa a mangueira uma única vez entre boca e ouvido:
O microscópio óptico composto é um instrumento constituído basicamente de dois sistemas convergentes de lentes associadas coaxialmente: o primeiro é a objetiva e o segundo é a ocular. Considere um microscópio óptico composto com as distâncias focais da objetiva e da ocular, respectivamente, 4 mm e 5 cm. Nesse microscópio, um objeto posicionado a 5 mm da objetiva conjuga uma imagem virtual a 80 cm do olho, que está junto a ocular. A distância de separação dos dois sistemas de lentes e a distância da imagem final ao objeto, valem em cm, respectivamente:
A separação das lentes é 6,71 cm. A imagem final fica 80 cm à esquerda da ocular; sua distância ao objeto é aproximadamente 72,8 cm.
Q48
Ondulatória — Interferência de dupla fenda
Um estudante de Física deseja realizar uma experiência para obter franjas de interferência da luz. Para isso, ele dispõe de uma fonte de luz monocromática, cujo comprimento de onda é de 5,4.10$^{-7}$ m, um dispositivo de fenda dupla e um anteparo. Seguindo as instruções do roteiro da experiência, o estudante alinhou o dispositivo de fenda dupla entre a fonte de luz e o anteparo, e mediu o ângulo correspondente à primeira franja de interferência construtiva (n = 1) no anteparo e obteve um valor aproximadamente igual a 12,5$^{o}$ (0,22 rad). Nessas condições, a distância entre as fendas do dispositivo utilizado pelo estudante é dada, em centímetros (cm), aproximadamente, por
Um tubo sonoro de 20 cm de diâmetro e 1,0 m de comprimento é aberto em uma das extremidades e fechado na outra. Um fio de massa igual a 10,0 g, fixo em ambas as extremidades, é colocado transversalmente à extremidade aberta do tubo ao longo de seu diâmetro. Uma perturbação é aplicada ao fio, que vibra com a freqüência fundamental. Em conseqüência, a coluna de ar vibra em ressonância com o fio. Considerando a velocidade do som no interior do tubo igual a 340 m/s, determine a freqüência de vibração da coluna de ar no interior do tubo e a tensão no fio, nessa ordem.