PAVE VIII — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Resolução comentada

Leitura do gráfico: de 0 a 9 kcal o vapor esfria de 150 °C a 90 °C; de 9 a 24 kcal a temperatura fica em 90 °C (condensação); de 24 a 34 kcal o líquido esfria de 90 °C a 20 °C; de 34 a 44 kcal a temperatura fica em 20 °C (solidificação).

I (falsa): na condensação, $Q=15\text{ kcal}=15000\text{ cal}$ para $m=50\text{ g}$:

$$L_{cond}=\frac{Q}{m}=\frac{-15000}{50}=-300\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}$$

II (verdadeira): no vapor, $Q=9000\text{ cal}$ e $\Delta\theta=60\text{ °C}$:

$$c_{vapor}=\frac{9000}{50\cdot60}=3\text{ cal}\cdot\text{g}^{-1}\cdot\text{°C}^{-1}$$

III (verdadeira, para o estado de vapor): $C=m\,c=50\cdot3=150\text{ cal}\cdot\text{°C}^{-1}$. Para o líquido o valor seria outro ($\approx143\text{ cal}\cdot\text{°C}^{-1}$), e a questão não especifica a fase; adota-se a do enunciado, em que a substância “inicialmente está no estado de vapor”.

IV (falsa): os 44 kcal levam a substância apenas até o fim do patamar de 20 °C. Para chegar a 0 °C seria preciso ceder ainda mais energia.

Resolução comentada

As duas ondas de rádio se propagam com a mesma velocidade $c$, e $c=\lambda\,f$, então $\lambda=c/f$ é inversamente proporcional à frequência.

$$\frac{\lambda_{maior\ f}}{\lambda_{menor\ f}}=\frac{f_{menor}}{f_{maior}}=\frac{95{,}3}{107{,}9}\approx0{,}88$$

Resolução comentada

Pela Lei de Snell, $n_1\,\operatorname{sen}\theta_1=n_2\,\operatorname{sen}\theta_2$. Como $n_2$ depende da frequência, cada componente da luz branca sofre um desvio diferente ao refratar com incidência oblíqua.

Com desvios distintos, as cores se separam, e a luz branca se dispersa em várias cores (como no prisma e no arco-íris).

Resolução comentada

Miopia: a imagem se forma antes da retina, e a correção precisa afastar a convergência, com lente divergente.

Hipermetropia: a imagem se forma depois da retina, e a correção precisa aumentar a convergência, com lente convergente.

Presbiopia: o cristalino não consegue acomodar para objetos próximos, e a correção é a mesma da hipermetropia, com lente convergente.

Resolução comentada

A temperatura de ebulição de um líquido cresce com a pressão a que ele está submetido. O vapor retido na panela aumenta a pressão sobre o líquido e, com isso, a água só ferve em temperatura maior que $100\text{ °C}$.

Com a água mais quente, os alimentos cozinham mais depressa.

Resolução comentada

Balanço de energia, comparando o que o gelo pode absorver com o que a água pode ceder.

Gelo de $-10\text{ °C}$ a $0\text{ °C}$:

$$Q_1=100\cdot0{,}5\cdot10=500\text{ cal}$$

Fusão total do gelo:

$$Q_2=100\cdot80=8000\text{ cal}$$

Água de $20\text{ °C}$ a $0\text{ °C}$ pode ceder, no máximo:

$$Q_3=300\cdot1{,}0\cdot20=6000\text{ cal}$$

Como $Q_3>Q_1$, o gelo chega a $0\text{ °C}$ (gastando $500\text{ cal}$), mas as $5500\text{ cal}$ restantes não bastam para fundir os $8000\text{ cal}$ necessários: funde-se só parte do gelo ($5500/80\approx69\text{ g}$). O equilíbrio ocorre a $0\text{ °C}$, com gelo e água coexistindo.