PAS UEM 2024 · 2ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

\[A_1v_1=A_2v_2\]

\[A_2<A_1\ \Longrightarrow\ v_2>v_1\]

\[p_1+\frac{\rho v_1^2}{2}=p_2+\frac{\rho v_2^2}{2}\]

\[p_2<p_1\]

01) Incorreta. A velocidade é maior no segmento 2, que tem menor seção.

02) Correta. A pressão no segmento 2 é menor sob as hipóteses ideais do enunciado.

04) Incorreta. Continuidade e Bernoulli relacionam a redução da área às mudanças de velocidade e pressão.

08) Correta. A sístole ventricular impulsiona o sangue para as artérias.

16) Incorreta. Os grupos citados não possuem artérias e veias como as do sistema descrito.

Soma: 02 + 08 = 10.

\[C_m=2000\cdot0{,}5=1000\ \mathrm{J/K}\]

\[C_a=1000\cdot4{,}18=4180\ \mathrm{J/K}\]

\[Q_{a,100}=4180(100-25)=313500\ \mathrm{J}\]

\[|Q_{m,100}|=1000(200-100)=100000\ \mathrm{J}\]

\[1000(T_f-200)+4180(T_f-25)=0\]

\[T_f=304500/5180\approx58{,}8\,{}^\circ\mathrm{C}\]

01) Correta. Desprezada a capacidade térmica do recipiente, o calor cedido pelo metal é recebido pela água.

02) Incorreta. O equilíbrio ocorre abaixo de 100°C.

04) Incorreta. A água exige 313500 J, mais que os 100000 J liberados pelo metal até 100°C.

08) Correta. O metal varia cerca de 141,2°C e a água, 33,8°C.

16) Correta. A soma algébrica das trocas é zero no modelo isolado.

Soma: 01 + 08 + 16 = 25.

\[T(l)=x+\frac{y-x}{L}l\]

\[\Phi=kA\frac{|y-x|}{L}\]

\[L=\frac{kA|y-x|}{\Phi}\quad(\Phi\neq0)\]

01) Incorreta. O fluxo varia com 1/L, não linearmente com L.

02) Correta. O coeficiente angular do perfil de temperatura é $(y-x)/L$.

04) Incorreta. No modelo adotado, k caracteriza o material e não depende do comprimento da barra.

08) Incorreta. O calor vai da extremidade mais quente para a mais fria; não foi imposto x maior que y.

16) Correta. Com os dados indicados e fluxo não nulo, a lei permite isolar o comprimento.

Soma: 02 + 16 = 18.

\[h_0=2-1=1\ \mathrm{m}\]

\[v_0=\sqrt{2\cdot9{,}8\cdot1}=\sqrt{19{,}6}\ \mathrm{m/s}\]

\[Q=A\sqrt{2gh}\]

\[\frac{dh}{dt}=-\frac{A}{\pi\cdot1^2}\sqrt{2gh}\]

No modelo de pequeno orifício e área constante do tanque, a raiz de h diminui linearmente até cessar o escoamento; h é quadrática nesse trecho.

01) Incorreta. Para a mesma altura, reduzir a área reduz a vazão.

02) Correta. O valor inicial corresponde a uma coluna de 1 m.

04) Correta. Para área fixa, a vazão é proporcional a $\sqrt h$.

08) Incorreta. A taxa de queda do nível não é constante; a função não é linear.

16) Correta. A velocidade de saída depende da coluna acima do orifício.

Soma: 02 + 04 + 16 = 22.

\[p_{O_2}=\frac{1\cdot0{,}082\cdot200}{50}=0{,}328\ \mathrm{atm}\]

\[p_{O_3}=\frac{1\cdot0{,}082\cdot400}{100}=0{,}328\ \mathrm{atm}\]

\[N_{mol,O_2}=N_{mol,O_3}=N_A\]

\[N_{atomos,O_2}=2N_A\]

\[N_{atomos,O_3}=3N_A\]

Sem reações e sob as hipóteses usuais de capacidades térmicas positivas, a temperatura final comum fica entre 200 K e 400 K; não é necessário supor capacidades iguais.

01) Correta. As duas pressões iniciais calculadas coincidem.

02) Correta. Cada recipiente contém um mol de moléculas.

04) Incorreta. O ozônio contém três átomos por molécula, e o oxigênio molecular contém dois.

08) Incorreta. A igualdade de pressão não bloqueia a mistura por difusão.

16) Correta. Os gases inicialmente a temperaturas diferentes trocam energia internamente até o equilíbrio.

Soma: 01 + 02 + 16 = 19.

\[Q=mc\Delta T\]

\[\Delta T=4180/(50\cdot4{,}18)=20\,{}^\circ\mathrm{C}\]

\[T_f=25+20=45\,{}^\circ\mathrm{C}\]

\[\Delta H_{reacao}<0\]

\[\Delta T_{m/2}=2\Delta T_m\]

01) Correta. O aumento de temperatura é 20°C.

02) Incorreta. A reação exotérmica tem entalpia negativa.

04) Correta. A expressão do calor sensível é aplicável ao aquecimento da água sem mudança de fase.

08) Incorreta. A temperatura final é 45°C, abaixo de 50°C.

16) Correta. Para o mesmo calor e calor específico, reduzir a massa à metade dobra a variação.

Soma: 01 + 04 + 16 = 21.