Provas Anteriores | PAS UEM 2023 — 2ª Etapa

Radiação solar e transferência de calor

Conhecimentos gerais

Tomar sol traz sensação de bem-estar, e a pele bronzeada aparenta ficar mais saudável. No entanto é preciso atentar aos horários e tomar sol preferencialmente antes das 10h e depois das 16h. Sobre o assunto, e correlatos, assinale o que for correto.

01)Além de proteger o corpo contra choques mecânicos, pela produção de células de gordura, a pele também é responsável pela regulação hormonal.

02)A energia que recebemos do Sol é via condução térmica e é transmitida pela agitação molecular dos componentes da atmosfera.

04)O estímulo dos raios ultravioleta do Sol promove na pele a síntese da vitamina D, importante para o fortalecimento dos ossos e o aumento da imunidade.

08)O calor recebido na pele de um humano exposto ao Sol também é levado para o interior do corpo pela circulação sanguínea. Essa forma de transferência de calor é denominada condução térmica.

16)Os horários citados no enunciado de comando da questão são recomendados porque, nessa intensidade solar, o calor recebido não contribui para o aumento da entropia do humano exposto ao Sol.

Gabarito definitivo · PAS UEM 2023 · 2ª etapa

Resolução

A energia solar atravessa o espaço por radiação eletromagnética. No corpo, o transporte pelo escoamento sanguíneo envolve advecção de energia.

01) Incorreta. A afirmação generaliza funções da pele e atribui a proteção mecânica à produção de células de gordura; não descreve corretamente a organização dos tecidos.

02) Incorreta. A energia do Sol chega por radiação, não por condução através da atmosfera.

04) Correta. O ultravioleta participa da síntese cutânea de vitamina D; a proposição é a aceita no gabarito.

08) Incorreta. O transporte pela circulação ocorre com movimento do fluido, não é condução térmica.

16) Incorreta. Não há fundamento para atribuir aos horários citados uma ausência de aumento de entropia; o corpo também é um sistema aberto.

Soma: 04 = 04.

Transformações e primeira lei

Conhecimentos gerais

Para um gás ideal há a equação de Clapeyron: $pV=nRT$, em que n é o número de mols do gás, R é a constante universal dos gases perfeitos; e p (pressão), V (volume) e T (temperatura) são variáveis de estado. Considere um volume de 5m³ de um gás ideal em uma temperatura de 50K. Assinale o que for correto.

01)Ao se aquecer o gás isobaricamente até uma temperatura de 100K, o volume final do gás será o dobro do seu volume inicial.

02)Ao receber 1kJ de calor, o trabalho realizado pelo gás, em uma transformação isotérmica, será igual ao calor recebido.

04)Ao se aquecer o gás até 100 K, a uma pressão constante e igual a $1\times10^5\,\mathrm{N/m^2}$, o trabalho realizado pelo gás será de $5\times10^5\,\mathrm{J}$.

08)Em uma transformação isovolumétrica, se a temperatura final for de 200K, então a pressão final será 150 vezes maior do que a pressão inicial.

16)Em uma transformação adiabática, se o gás realizar um trabalho de 100J, a variação da energia interna será nula.

Gabarito definitivo · PAS UEM 2023 · 2ª etapa

Resolução

\[pV=nRT\]

\[V_f=5\cdot100/50=10\ \mathrm{m^3}\]

\[W=p\Delta V=10^5(10-5)=5\times10^5\ \mathrm{J}\]

\[\Delta U=Q-W\]

\[\left.\frac{p_f}{p_i}\right|_V=200/50=4\]

01) Correta. A temperatura absoluta e o volume dobram na transformação isobárica.

02) Correta. Em processo isotérmico de gás ideal, $\Delta U=0$, portanto $W=Q=1$ kJ.

04) Correta. O trabalho à pressão indicada é $5 imes10^5$ J.

08) Incorreta. A pressão aumenta por um fator quatro, não por 150.

16) Incorreta. Com $Q=0$ e $W=100$ J, a energia interna varia em −100 J.

Soma: 01 + 02 + 04 = 07.

Escalas termométricas e funções afins

Conhecimentos gerais

Duas escalas hipotéticas de temperatura $X$ e $Y$ estão relacionadas com a escala Celsius $C$ pelas funções $X(C)=\frac45C+20$ e $Y(C)=-C+60$. Considere dois planos cartesianos, $COX$ e $CO\prime Y$, de modo que nos eixos horizontais de ambos estão representadas as temperaturas em °C e nos eixos verticais estão representadas, respectivamente, as temperaturas em °X e °Y. Com base nessas informações, e em assuntos correlatos, assinale o que for correto.

01)Ao nível do mar, a temperatura do gelo em fusão é 20°X.

02)Ao nível do mar, a temperatura da água em ebulição é −60°Y.

04)Sendo $P$ e $Q$ os pontos de intersecção do gráfico de $X(C)$ com os eixos coordenados do plano $COX$, e sendo $P\prime$ e $Q\prime$ os pontos de intersecção do gráfico de $Y(C)$ com os eixos coordenados do plano $CO\prime Y$, os triângulos $POQ$ e $P\prime O\prime Q\prime$ não são congruentes.

08)As escalas $X$ e $Y$ se relacionam por meio da função $X(Y)=\frac45Y-68$.

16)As funções X(C) e Y(C) são injetoras.

Gabarito definitivo · PAS UEM 2023 · 2ª etapa

Resolução

\[X(0)=20\]

\[Y(100)=-40\]

\[X(C)=0\ \Longrightarrow\ C=-25\]

\[Y(C)=0\ \Longrightarrow\ C=60\]

\[C=60-Y\]

\[X(Y)=68-\frac45Y\]

01) Correta. A fusão do gelo a 0°C corresponde a 20°X.

02) Incorreta. A ebulição a 100°C corresponde a −40°Y, não −60°Y.

04) Correta. Os triângulos de interceptos têm catetos 25 e 20, e 60 e 60; não são congruentes.

08) Incorreta. A relação correta é $X=68-4Y/5$, com os sinais opostos aos indicados.

16) Correta. Os coeficientes angulares são não nulos, portanto cada função é injetora.

Soma: 01 + 04 + 16 = 21.

Estado do gás e trabalho em etapas

Conhecimentos gerais

Considere um mol de um gás ideal ocupando um volume V a uma temperatura T. A temperatura é expressa em Kelvin. Assinale o que for correto.

01)A energia interna do gás é uma função linear da temperatura absoluta do gás.

02)Em uma transformação isotérmica entre dois estados A e B, se $V_B$= 2VA, então a pressão do estado B será $p_B$= 0,5pA.

04)Ao se confeccionar um gráfico com as medidas da pressão e da temperatura de cada estado do gás ao sofrer sucessivas transformações isocóricas, obter-se-á uma parábola.

08)Em uma transformação isobárica entre dois estados A e B, para $T_B$= 2TA, o volume do estado B será o dobro do volume do estado A.

16)Se o gás sofrer duas transformações termodinâmicas, uma do estado A para o estado B à pressão constante p, seguida de outra do estado B para o estado C a volume constante, o trabalho realizado pelo gás para ir do estado A ao estado C será dado por τ= p($V_B$−$V_A$).

Gabarito definitivo · PAS UEM 2023 · 2ª etapa

Resolução

\[U=nC_VT\quad(C_V\ \mathrm{constante})\]

\[p_AV_A=p_BV_B\quad(T\ \mathrm{constante})\]

\[\frac{p}{T}=\frac{nR}{V}\quad(V\ \mathrm{constante})\]

\[W_{AB}=p(V_B-V_A)\]

\[W_{BC}=0\]

01) Correta. No modelo escolar com capacidade térmica constante, a energia interna é linear na temperatura absoluta.

02) Correta. Dobrar o volume numa isotérmica reduz a pressão à metade.

04) Incorreta. A relação $p\propto T$ em cada isócora fornece uma reta, não uma parábola.

08) Correta. Dobrar a temperatura absoluta a pressão fixa dobra o volume.

16) Correta. Só o trecho isobárico contribui para o trabalho total descrito.

Soma: 01 + 02 + 08 + 16 = 27.

Energia alimentar e conversão de unidades

Conhecimentos gerais

O valor energético dos carboidratos e das proteínas é de 17kJ/g, enquanto o das gorduras é de 38kJ/g. Considere que os demais componentes dos alimentos listados a seguir possuem valores energéticos desprezíveis e que 1cal = 4,18J. Assinale o que for correto.

Gráfico de barras empilhadas da composição de sete alimentos, em gramas por 100 g; dados também transcritos na tabela acessível. — Figura do caderno oficial PAS UEM 2023.

Ler os dados do gráfico em tabela

Composição em gramas por 100 g de alimento, conforme as barras do gráfico.
Alimento	Gordura	Carboidrato	Proteína
Óleo de soja	100	0	0
Manteiga	80	0	5
Maionese	80	5	0
Pasta de amendoim	50	20	25
Queijo prato	40	25	20
Bolo	20	40	5
Sorvete	10	30	10

01)O conteúdo energético proveniente da gordura contida em 100g de queijo prato é maior que 300kcal.

02)A maionese e a manteiga possuem o mesmo valor energético.

04)O conteúdo energético total contido em 100g de sorvete é equivalente a uma porção de aproximadamente 70g de bolo.

08)Dentre os alimentos tabelados, a pasta de amendoim tem o conteúdo energético total que mais se assemelha ao óleo de soja.

16)Uma porção de 200g de sorvete tem menos calorias do que 50g de pasta de amendoim.

Gabarito definitivo · PAS UEM 2023 · 2ª etapa

Resolução

\[E=38m_g+17(m_c+m_p)\quad(E\ \mathrm{em\ kJ})\]

\[1\ \mathrm{kcal}=4{,}18\ \mathrm{kJ}\]

\[E_{g,queijo}=40\cdot38=1520\ \mathrm{kJ}\]

\[E_{g,queijo}/4{,}18\approx364\ \mathrm{kcal}\]

\[E_{maionese}=E_{manteiga}=80\cdot38+5\cdot17=3125\ \mathrm{kJ}\]

\[E_{sorvete}=10\cdot38+40\cdot17=1060\ \mathrm{kJ}\]

\[E_{bolo}=20\cdot38+45\cdot17=1525\ \mathrm{kJ}\]

\[m_{bolo}=100\cdot1060/1525\approx69{,}5\ \mathrm{g}\]

\[E_{pasta}=50\cdot38+45\cdot17=2665\ \mathrm{kJ}\]

01) Correta. A gordura do queijo fornece aproximadamente 364 kcal por 100 g.

02) Correta. A pequena parcela de proteína na manteiga e de carboidrato na maionese tem o mesmo fator energético.

04) Correta. A equivalência calculada é aproximadamente 70 g de bolo.

08) Incorreta. O óleo fornece 3800 kJ por 100 g; manteiga e maionese estão mais próximas desse valor que a pasta.

16) Incorreta. 200 g de sorvete fornecem 2120 kJ, mais que os 1332,5 kJ de 50 g de pasta.

Soma: 01 + 02 + 04 = 07.

PAS UEM 2023 · 2ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova