UEL 2009 · CG — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Londrina

Física · 1ª fase (Conhecimentos Gerais, objetiva) · 9/11/2008 · Respostas e resoluções comentadas.

Q35
Termologia — Propagação do calor — Condução e convecção: Preparo de carne de porco

Texto IX — Carne de porco à tia Nana: “Corte a carne de porco em pedaços e tempere. Leve uma panela de ferro grande ao fogão a gás. Coloque um pouco de banha, aqueça bem, acrescente a carne e frite-a até que fique bem corada. Adicione água aos poucos até que a carne esteja bem cozida e macia. Coloque bastante cheiro verde por cima e sirva acompanhada de mandioca cozida.”

Com relação ao preparo e ao consumo de carne de porco, considere as afirmativas.

I. Dentre os processos de transferência de calor, estão a condução de calor da chama à panela e a convecção, que promove o aquecimento da água pela movimentação da massa fluida.
II. Ao comer carne de porco crua ou malcozida e infectada pelo cisticerco, pode-se adquirir a teníase e a cisticercose humana pela ingestão de ovos do nematelminto Taenia saginata.
III. Ao final do preparo da carne, lavou-se a panela de ferro, deixou-se secar ao ar e depois observaram-se pontos amarelados, atribuídos a um fenômeno químico.
IV. Durante o cozimento, se o fundo externo da panela ficar coberto de fuligem, isso significa que não houve a combustão completa do gás.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas II e IV são corretas.
C)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.

Gabarito

E
Resolução

I) Correta. A chama transfere calor ao metal por condução (vibração dos átomos passada de um a outro); dentro da água, o fluido mais quente e menos denso sobe e o mais frio desce, formando correntes de convecção.

II) Falsa. A teníase e a cisticercose vêm da Taenia solium (carne de porco), e ela é um platelminto, não um nematelminto.

III) Correta. Os pontos amarelados são ferrugem: a oxidação do ferro é um fenômeno químico.

IV) Correta. A fuligem (carbono) aparece quando a combustão do gás é incompleta.

Portanto, I, III e IV: alternativa E.

Q37
Termologia — Termodinâmica — Segunda lei: Refrigerador

A conservação de alimentos pelo frio é uma das técnicas mais utilizadas no dia a dia, podendo ocorrer pelos processos de refrigeração ou de congelamento, conforme o tipo de alimento e o tempo de conservação desejado.

Sobre os refrigeradores, considere as afirmativas.

I. O refrigerador é uma máquina que transfere calor.
II. O funcionamento do refrigerador envolve os ciclos de evaporação e de condensação do gás refrigerante.
III. O gás refrigerante é uma substância com baixo calor latente de vaporização.
IV. O processo de refrigeração realiza trabalho ao retirar calor da fonte fria e transferi-lo para a fonte quente.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas I e III são corretas.
C)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gabarito

D
Resolução

O refrigerador é uma máquina térmica operando “ao contrário”: com trabalho fornecido pelo compressor, retira calor da fonte fria (interior) e o cede à fonte quente (ambiente).

I) Correta. II) Correta: o fluido evapora (absorvendo calor no congelador) e condensa (cedendo calor na serpentina externa), ciclicamente. III) Falsa: quanto maior o calor latente do refrigerante, mais calor cada ciclo transporta e menos trabalho é necessário. IV) Correta: o trabalho do compressor mantém a circulação, retirando calor da fonte fria e passando-o à quente.

Portanto, I, II e IV: alternativa D.

Q38
Física moderna — Radiação — Radiação ionizante: Irradiação de alimentos

A irradiação para a conservação de produtos agrícolas, tais como batata, cebola e maçã, consiste em submeter esses alimentos a doses minuciosamente controladas de radiação ionizante.

Sobre a radiação ionizante, considere as afirmativas.

I. A energia da radiação incidente sobre um alimento pode atravessá-lo, retirando elétrons do átomo e das moléculas que o constituem.
II. As microondas e os raios infravermelho e ultravioleta são exemplos de radiação ionizante.
III. As fontes radioativas utilizadas na conservação de alimentos são de mesma natureza das utilizadas na radioterapia.
IV. Por impregnar os alimentos, o uso de radiação ionizante causa sérios danos à saúde do consumidor.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas I e III são corretas.
C)Somente as afirmativas II e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gabarito

B
Resolução

Radiação ionizante é a que tem energia suficiente para arrancar elétrons de átomos e moléculas; quanto menor o comprimento de onda, maior a energia $E=hf=hc/\lambda$.

I) Correta. II) Falsa: micro-ondas, infravermelho e ultravioleta têm energia por fóton baixa demais para ionizar. III) Correta: são o mesmo tipo de fonte (por exemplo, cobalto-60) usado na radioterapia. IV) Falsa: a radiação age só enquanto é aplicada e não “impregna” nem torna radioativo o alimento.

Portanto, I e III: alternativa B.

Q39
Física moderna — Radioatividade — Radiação gama: Natureza e penetração

Os raios gama oriundos do cobalto 60 ou do césio 137 podem ser usados na radiação em alimentos.

Sobre a radiação gama, considere as afirmativas.

I. O átomo de cobalto ou de césio, ao emitir radiação gama, resulta em um novo elemento químico não radioativo.
II. A radiação gama é uma radiação eletromagnética.
III. A radiação gama não apresenta massa nem carga elétrica.
IV. O poder de penetração da radiação gama é muito pequeno.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
B)Somente as afirmativas II e III são corretas.
C)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.

Gabarito

B
Resolução

I) Falsa. A emissão gama não altera o número de prótons, então o elemento continua o mesmo (apenas o núcleo passa a um estado de menor energia).

II) Correta. A radiação gama é onda eletromagnética, de natureza semelhante à da luz, mas com energia muito maior.

III) Correta. Ela não se desvia em campos elétricos e magnéticos: não tem carga; e, sendo fóton, não tem massa de repouso.

IV) Falsa. O poder de penetração do gama é muito maior que o das radiações alfa e beta.

Portanto, II e III: alternativa B.

Q45
Física moderna — Relatividade — Equivalência massa-energia: Energia e alimentos

Texto XI: “A massa e a energia são conceitos equivalentes. Há um intercâmbio fundamental entre elas. A energia é igual à massa vezes o quadrado da velocidade da luz. A velocidade da luz, claro, é enorme. Por isso, uma pequena quantidade de matéria, se completamente convertida em energia, tem um valor imenso. Um quilo de massa convertida em energia resulta em cerca de 25 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade. Em termos mais vívidos: a energia da massa de uma uva-passa poderia fornecer a energia elétrica consumida pela cidade de Nova York durante um dia.” (Adaptado de ISAACSON, W. Einstein: sua vida, seu universo. 2007, p. 155.)

Com base no Texto XI e nos conhecimentos sobre os subtemas, considere as afirmativas.

I. 100 g de alimento, convertidos em energia, resultam em cerca de 2,5 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade.
II. Exceto em indivíduos extremamente ativos, a maior porcentagem do gasto de energia total refere-se à quantidade de energia utilizada nos processos de digestão, absorção e metabolização dos nutrientes ingeridos.
III. Devido à sua baixa densidade energética e alta solubilidade, os triglicerídeos do tecido adiposo são inapropriados para o armazenamento de energia no organismo.
IV. A combustão de uma uva-passa resulta em uma diminuição da entalpia do sistema.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
B)Somente as afirmativas II e III são corretas.
C)Somente as afirmativas II e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.

Gabarito

A
Resolução

I) Correta. Pela equivalência $E=mc^2$, a energia é proporcional à massa: se 1 kg rende cerca de $25\cdot10^{9}\ \mathrm{kWh}$, então 100 g (um décimo) rendem cerca de $2{,}5\cdot10^{9}\ \mathrm{kWh}$.

II) Falsa. Exceto em indivíduos muito ativos, a maior parcela do gasto total é o gasto de energia em repouso (manter respiração, circulação, temperatura etc.), não o efeito térmico dos alimentos.

III) Falsa. Os triglicerídeos têm alta densidade energética e baixa solubilidade em água, por isso são a principal reserva de energia do organismo.

IV) Correta. A combustão é exotérmica: a entalpia dos produtos é menor que a dos reagentes ($\Delta H<0$).

Portanto, I e IV: alternativa A.

Q48
Física geral — Cotidiano — Tensão superficial, ondas sonoras, fluidos e olho: “Mosca na sopa”

Presença indesejável sobre os alimentos, as moscas são também fonte de inspiração. Um bom exemplo disso é “Mosca na sopa”, de Raul Seixas, gravada em 1973.

Associe os trechos da letra (coluna 1) com o fenômeno físico a eles correspondente (coluna 2).

Trecho da letraFenômeno físico
1. “Eu sou a mosca que pousou em sua sopa.”a) Onda mecânica que se propaga em meio deformável ou elástico, longitudinalmente, e estimula as células ciliadas, produzindo o potencial de ação nas células nervosas.
2. “Eu sou a mosca no seu quarto a zum-zum-zumbizar.”b) Fotorreceptor constituído por um sistema autônomo de focalização, controlando automaticamente a quantidade de fótons incidentes e formando uma imagem invertida.
3. “Água mole em pedra dura tanto bate até que fura.”c) Devido a uma diferença na altura (desnível), o fluido escoa causando uma energia potencial gravitacional.
4. “Olha do outro lado agora eu tô sempre junto de você.”d) As moléculas da superfície de um líquido estão submetidas a uma força não nula mantendo-as ligadas, sendo possível associar uma energia potencial de superfície.

Assinale a alternativa que contém a associação correta das colunas.

A)1-d; 2-a; 3-c; 4-b.
B)1-b; 2-a; 3-c; 4-d.
C)1-a; 2-b; 3-d; 4-c.
D)1-d; 2-c; 3-a; 4-b.
E)1-b; 2-c; 3-a; 4-d.

Gabarito

A
Resolução

1 → d. Para a mosca pousar sem afundar, as moléculas da superfície da água precisam estar ligadas entre si: tensão superficial.

2 → a. O voo da mosca produz ondas sonoras, que são ondas mecânicas longitudinais; elas estimulam as células ciliadas do ouvido.

3 → c. A água que escoa por causa do desnível converte energia potencial gravitacional em energia cinética, e é isso que “fura” a pedra.

4 → b. “Olhar” remete ao olho humano, um sistema óptico que forma imagem invertida na retina.

Sequência 1-d; 2-a; 3-c; 4-b: alternativa A.

Q55
Termologia — Termodinâmica — Rendimento: Máquina térmica ideal e biodiesel

O rendimento ou eficiência de uma máquina térmica ideal é calculado por meio da equação

$\eta=\dfrac{T_{\text{quente}}-T_{\text{fria}}}{T_{\text{quente}}}$,

onde $T_{\text{quente}}$ e $T_{\text{fria}}$ representam as temperaturas mais alta (combustão) e mais baixa (próxima à temperatura ambiente) de um motor térmico em um ciclo fechado e são expressas em unidades kelvin.

Em relação a um motor preparado para usar tanto o óleo diesel convencional quanto o óleo diesel feito com gordura de frango (biodiesel), conforme se lê na questão 54, considere as afirmativas.

I. A temperatura mais alta a que estará submetido o motor será igual à da fervura da gordura de frango, que é muito menor do que a temperatura do óleo diesel convencional e, portanto, com um rendimento maior.
II. A equação apresentada descreve o rendimento de uma máquina ideal, podendo ser utilizada para analisar o rendimento de máquinas reais.
III. O rendimento de um motor independe do tipo de combustível usado; depende apenas das temperaturas mais alta e mais baixa a que está submetido.
IV. O rendimento de qualquer máquina térmica, que pode ser calculado pela equação apresentada no enunciado, é inferior a 100%.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e III são corretas.
B)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
C)Somente as afirmativas II e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gabarito

E
Resolução

I) Falsa. A temperatura mais alta do motor é a da combustão, não a de fervura da gordura; além disso, uma temperatura quente menor reduziria o rendimento, não o aumentaria.

II) Correta. É o rendimento do ciclo de Carnot, usado como modelo (limite superior) para analisar máquinas reais.

III) Correta. O tipo de combustível não aparece na equação: o rendimento depende só de $T_{\text{quente}}$ e $T_{\text{fria}}$.

IV) Correta. Para $\eta=100\%$ seria preciso $T_{\text{fria}}=0\ \mathrm{K}$, o que é inatingível; como $T_{\text{fria}}\approx300\ \mathrm{K}$, o quociente é sempre menor que 1.

Portanto, II, III e IV: alternativa E.

Q59
Física geral — Densidade, ligações e magnetismo: Dança das abelhas

Observe a Figura 8 (“Dança das abelhas”) e responda.

Ilustração colorida de abelhas sobre favos hexagonais; uma delas percorre uma trajetória em forma de oito apontando para o Sol e para uma flor.

Com base na Figura, considere as afirmativas.

I. Colocando mel em um copo com água, observa-se que ele precipita, porque a sua densidade é maior que a da água.
II. Larvas de abelhas operárias alimentam-se de geleia real e são diploides; já as larvas alimentadas com mel transformam-se em rainhas haploides.
III. Experimentos com abelhas mostram que a aplicação de campos magnéticos influencia sua orientação na procura por alimento, significando que há material magnético em seu organismo.
IV. As moléculas de H2O no gelo são unidas através da ligação de hidrogênio, formando canais hexagonais semelhantes aos da Figura 8.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas I e III são corretas.
C)Somente as afirmativas II e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Gabarito

D
Resolução

I) Correta. O mel é mais denso que a água e, por isso, afunda (precipita) quando colocado em um copo com água.

II) Falsa. Operárias e rainhas são diploides; a diferença de casta vem da alimentação (geleia real para a rainha), e os haploides são os zangões.

III) Correta. Um campo magnético externo perturba a orientação das abelhas, o que indica material magnético no organismo delas interagindo com o campo magnético terrestre.

IV) Correta. No gelo, as moléculas de água se ligam por ligações de hidrogênio em arranjo hexagonal.

Portanto, I, III e IV: alternativa D. Observação: questão interdisciplinar (Biologia, Química e Física); só os itens I, III e IV envolvem Física.

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