PAVE XX — 2ª Etapa

Os exames médicos de ultrassom e ultrassom Doppler são baseados na emissão e recepção de sons pelo transdutor, que é a parte do aparelho em que se coloca gel e que é posta em contato com o corpo. O transdutor emite sons que são refletidos pelos diferentes tecidos e órgãos do corpo e esses sons refletidos são detectados ao voltarem ao transdutor. Um “software”, uma programação no aparelho, é responsável pela tradução dos efeitos desse processo em imagens. O som emitido no exame, no entanto, é inaudível, de frequência muito maior do que a percebida pelo ouvido humano, que está na faixa entre $20\,\text{Hz}$ e $20\,000\,\text{Hz}$. A frequência mais baixa num exame de ultrassom pode ser cerca de 50 000 vezes maior do que a mais baixa frequência audível.

Referência: MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Física contexto & aplicações. 2º v. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2014.

Marque o valor aproximado de frequências dos exames de ultrassom mais compatível com o texto, ou seja, compatível com a frequência mais baixa num exame de ultrassom.

A cada dia que passa as pessoas estão mais preocupadas com os alimentos que consomem, pois estudos comprovam que uma dieta alimentar equilibrada, juntamente a exercícios físicos regulares, é indispensável para a manutenção da saúde e a prevenção de obesidade, diabetes, colesterol alto, entre outros problemas.

Os rótulos nutricionais dos alimentos trazem informações sobre os valores energéticos que eles proporcionam ao organismo. Estudos mostram que os valores de energia consumidos por uma pessoa (adulta) de 70 kg são, em média, 2500 calorias por dia. Se for ingerida uma quantidade de calorias superior à que o corpo precisa para manter suas atividades, o excesso será transformado em tecido gorduroso (adiposo), provocando o aumento de “peso”.

Geralmente, esse termo é usado para se referir à quantidade de energia que cada alimento fornece ao organismo se for totalmente aproveitado. Porém, as calorias não se aplicam somente aos alimentos, mas estão associadas a qualquer fenômeno relacionado a trocas de calor. Por exemplo, na queima de 1 litro de gasolina, são liberadas cerca de 7.750.000 calorias.

Referência: adaptado de https://www.preparaenem.com/quimica/o-que-sao-as-calorias.htm. Acesso em: 30/11/2022.

Uma massa de $5\,\text{g}$ de água que se encontra a uma temperatura de $25\,{}^{\circ}\text{C}$ é colocada para ser aquecida, e se utiliza nesse processo um valor de quantidade de calor de $2.535\,\text{cal}$, que corresponde aproximadamente à quantidade de calor, em média, necessária que uma pessoa adulta deve consumir diariamente.

Calcule a massa restante de água que não foi vaporizada no processo de aquecimento, sabendo-se que $c_{\text{água}}=1\,\text{cal}/(\text{g}\cdot{}^{\circ}\text{C})$ e $L_V=540\,\text{cal/g}$.

Usinas termelétricas são importantes no Brasil, em que pese a discussão dos impactos ambientais dessas instalações. Numa termelétrica usa-se a combustão de carvão ou derivados de petróleo para produzir, por aquecimento de água, um vapor que movimenta as pás de uma turbina que gera a energia elétrica. Chama-se rendimento, $R$, a razão (energia elétrica obtida) ÷ (energia desprendida pela combustão). Esse rendimento é sempre menor do que 1 (ou 100%), o que significa que nem toda energia desprendida na combustão se transforma em energia elétrica.

Mostra-se que podemos estimar aproximadamente $R$ a partir de duas temperaturas, $T_{\text{vapor}}$, a temperatura do vapor na turbina, e $T_{\text{resfriamento}}$, a temperatura do sistema que resfria o vapor de volta ao estado líquido. Temos $R=1-(T_{\text{resfriamento}}\div T_{\text{vapor}})$. Para usar essa expressão o único cuidado deve ser usar a escala Kelvin de temperatura, lembrando que, aproximadamente, $T(\text{Kelvin})=T({}^{\circ}\text{C})+273$ (temperatura em Kelvin igual a temperatura em Celsius mais 273). Vamos supor $T_{\text{vapor}}=500\,{}^{\circ}\text{C}$ e $T_{\text{resfriamento}}=25\,{}^{\circ}\text{C}$.

Referência: MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Física contexto & aplicações. 2º v. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2014.

Que estimativa de rendimento temos para as temperaturas de vapor e de resfriamento sugeridas?