UFRR 2016 · Seriado · E2 — Questões de Física com Gabarito e Resolução

Q10

Termologia — Gases Ideais — Sinal do trabalho na compressão

Um recipiente cilíndrico munido de um pistão contém um gás ideal à temperatura ambiente, pressão de $1{,}02\times10^5\ \mathrm{N/m^2}$ e volume de $2{,}00\times10^{-2}\ \mathrm{m^3}$. Uma força externa F atua sobre o pistão, reduzindo o volume do gás para $1{,}98\times10^{-2}\ \mathrm{m^3}$. A pressão se mantém constante durante o processo. O trabalho realizado sobre o gás foi de:

A)20,40 J

B)24,00 J

C)-20,40 J

D)-24,00 J

E)-0,24 J

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

$$\Delta V=1{,}98\times10^{-2}-2{,}00\times10^{-2}$$

$$\Delta V=-2{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{m^3}$$

$$W_{\mathrm{pelo}}=P\Delta V$$

$$W_{\mathrm{pelo}}=-20{,}40\ \mathrm J$$

$$W_{\mathrm{sobre}}=+20{,}40\ \mathrm J$$

O comando pede trabalho sobre o gás, positivo na compressão. A resposta publicada corresponde ao trabalho pelo gás; a divergência fica registrada sem pontuação TEF.

Resposta publicada pela banca: C.

Q11

Termologia — Dilatação Térmica — Comportamento anômalo da água

Ao se elevar a temperatura de uma substância, ocorre um aumento de seu volume. Considerando que a temperatura da água é aumentada de 0 °C à 4 °C, é correto afirmar que:

A)o volume diminui e a densidade se mantém constante, e a partir de 4° C, o volume e a densidade aumentam;

B)a densidade diminui e o volume também e, a partir de 4 °C tanto a densidade quanto o volume aumentam;

C)o volume aumenta e a densidade diminui e, a partir de 4 °C, o volume aumenta e a densidade diminui;

D)o volume e a densidade permanecem inalterados, visto que a variação de 0 °C à 4 °C da temperatura é muito pequena;

E)o volume diminui e a densidade aumenta e, a partir de 4 °C, o volume aumenta e a densidade diminui.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

Entre 0 °C e 4 °C, o volume de uma massa de água diminui.

$$\rho=\frac mV$$

Sua densidade aumenta e atinge o máximo próximo de 4 °C.

Acima dessa temperatura, nas condições usuais consideradas, o volume aumenta e a densidade diminui.

Alternativa correta: E.

Q12

Óptica — Refração — Reflexão total em fibra óptica

As fibras ópticas são fios extremamente finos, flexíveis e transparentes. São constituídos geralmente por náilon ou vidro. Quando um sinal luminoso é lançado nesses fios, a luz percorrerá a estrutura com velocidade próxima à que desenvolve no vácuo e, ao se chocar com a superfície de separação vidro/ar, não sofrerá refração. Pois, o ângulo de incidência do raio de luz será sempre superior ao do ângulo limite, devido a espessura mínima do fio. Como consequência, haverá o fenômeno indicado corretamente na alternativa:

A)refração;

B)interferência;

C)dispersão;

D)reflexão total;

E)difusão.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

A luz incide do meio de maior índice para o de menor índice.

Quando o ângulo de incidência supera o ângulo limite, não há raio refratado propagante e ocorre reflexão total.

$$\sin\theta_L=\frac{n_{ar}}{n_{vidro}}$$

O guiamento depende dos índices e da geometria de incidência; não é consequência apenas da espessura da fibra.

Alternativa correta: D.