Uma alternativa para tratamento de dejetos gerados pela criação intensiva de animais é a utilização de biodigestor. No interior desse equipamento, os resíduos orgânicos são decompostos por bactérias em condições anaeróbicas, tendo como resultado a produção de biogás e fertilizante. O biogás pode ser utilizado como fonte primária para o fornecimento de energia para turbinas e motores, com um poder calórico total de $5000\text{ kJ}$ para cada $1\text{ m}^3$.
Um motor de gerador possui eficiência de $30\%$ e tem a capacidade de gerar $5000\text{ kWh}$ por mês. Para fazer esse motor funcionar durante 1 (um) mês, será necessário quantos $\text{m}^3$ de biogás?
A energia elétrica produzida em um mês é $5000\text{ kWh}$. Como $1\text{ kWh}=3600\text{ kJ}$,
$E_{\text{útil}}=5000\cdot3600=1{,}8\times10^7\text{ kJ}$.
O rendimento é $\eta=0{,}30=E_{\text{útil}}/E_{\text{entrada}}$. Portanto,
$E_{\text{entrada}}=\dfrac{1{,}8\times10^7}{0{,}30}=6{,}0\times10^7\text{ kJ}$.
Cada metro cúbico de biogás fornece $5000\text{ kJ}$, logo
$V=\dfrac{6{,}0\times10^7}{5000}=1{,}2\times10^4\text{ m}^3$.
Portanto, alternativa D.
Na cozinha de um apartamento, existem três eletrodomésticos que funcionam a $200\text{ V}$: geladeira, forno micro-ondas e fogão elétrico. Esses equipamentos estão ligados em paralelo, em um mesmo circuito, passando por um disjuntor. A potência de cada um dos equipamentos está no quadro seguinte:
| Aparelho | Potência (W) |
|---|---|
| Geladeira | 200 |
| Forno Micro-ondas | 2000 |
| Fogão Elétrico | 6000 |
Considere todos os equipamentos ligados ao mesmo tempo e despreze a resistência elétrica no circuito. A corrente elétrica que passa pelo disjuntor será de:
Em paralelo, todos os aparelhos estão submetidos à mesma tensão de $200\text{ V}$. A potência total é
$P_{\text{tot}}=200+2000+6000=8200\text{ W}$.
Usando $P=Ui$:
$i=\dfrac{8200}{200}=41\text{ A}$.
Portanto, alternativa C.
A figura a seguir ilustra um copo totalmente cheio de água e com a abertura tampada por uma folha de papel. O conjunto é cuidadosamente girado, de modo que a abertura do copo fica voltada para baixo e suspensa no ar. A água é mantida dentro do copo pela folha de papel.
Após girar o copo, conforme ilustrado na figura, a água exerce sobre o papel:
A folha permanece sustentando a água porque a pressão atmosférica exercida externamente, de baixo para cima, supera a pressão exercida pela água sobre a face interna do papel.
Para o equilíbrio do conjunto, portanto, a pressão da água sobre o papel deve ser menor que a pressão atmosférica externa.
Portanto, alternativa D.
A figura a seguir ilustra dois objetos de massa $m$ e $M$ apoiados em uma gangorra a distâncias distintas do ponto de equilíbrio. A massa $M$ é maior que a massa $m$.
A condição de equilíbrio observada na figura ocorre, pois
Para equilíbrio estático são necessárias simultaneamente as condições de equilíbrio translacional e rotacional:
$\sum\vec F=0$ e $\sum\tau=0$.
Como a gangorra permanece em repouso, tanto a resultante das forças quanto o torque resultante são nulos. Portanto, alternativa A.
Um grupo de estudantes criou um sistema de monitoramento de alagamento nas ruas, constituído de uma boia cilíndrica conectada a um sensor por um fio inextensível e massa desprezível, conforme ilustrado na figura a seguir.
A boia é feita de um material com densidade de $1/3$ da densidade da água. O sensor é acionado quando a boia estiver com $2/3$ do seu volume submerso. No momento que o sensor é acionado, o sistema descrito estará em equilíbrio.
Dados: $V_C=3\times10^{-2}\text{ m}^3$ (volume da boia); $\rho_L=1\times10^3\text{ kg/m}^3$ (densidade da água); $g=10\text{ m/s}^2$.
Desprezando o atrito entre a boia e a parede do tubo, a tração CORRETA no fio no momento em que o sensor é acionado corresponde a:
A densidade da boia é $\rho_B=\rho_L/3$. Sua massa é
$m=\rho_BV_C=\dfrac{1000}{3}\cdot3\times10^{-2}=10\text{ kg}$.
Logo, o peso vale $P=mg=100\text{ N}$.
Quando o sensor é acionado, o volume submerso é $V_s=\dfrac{2}{3}V_C=2\times10^{-2}\text{ m}^3$. O empuxo é
$E=\rho_LgV_s=1000\cdot10\cdot2\times10^{-2}=200\text{ N}$.
No equilíbrio, o empuxo para cima equilibra peso e tração para baixo: $E=P+T$. Assim, $T=200-100=100\text{ N}$.
Portanto, alternativa A.
As radiações eletromagnéticas na região do visível ($400-700\text{ nm}$) são responsáveis pela maior parte dos fenômenos da fotossíntese. Nas plantas, uma das principais clorofilas que predominam é a clorofila a, podendo absorver ou refletir total ou parcialmente a luz solar em determinadas frequências. O gráfico a seguir ilustra a absorção (eixo das ordenadas) da clorofila a realizada pelos pigmentos de uma planta em função do comprimento de onda da luz (eixo das abscissas).
A tabela apresenta o comprimento de onda relativo a algumas cores do espectro da luz no visível:
| Cor | Comprimento de onda (nm) |
|---|---|
| Violeta | 400-425 |
| Azul | 425-490 |
| Verde | 490-560 |
| Amarelo | 560-585 |
| Laranja | 585-640 |
| Vermelho | 640-700 |
Com base nas informações acima expostas, é CORRETO afirmar que:
O gráfico apresenta máximos de absorção aproximadamente nas regiões do azul e do vermelho e uma faixa de baixa absorção na região do verde.
Uma leitura escolar usual levaria à alternativa C, associando a baixa absorção entre aproximadamente $500$ e $550\text{ nm}$ à maior presença de luz verde não absorvida. Entretanto, o gabarito definitivo da UFT/COPESE anulou a questão.
Por rigor, a página mantém a situação oficial como ANULADA, sem substituir o resultado institucional por uma alternativa inferida.
No Sistema Internacional (S.I.), a unidade de quantidade de calor, cujo símbolo é $Q$, pode ser relacionada com a energia em trânsito sem mudança de fase. A expressão $Q=mc\Delta T$ é utilizada para determinar a quantidade de calor $Q$ absorvida ou cedida por um corpo de massa $m$, constituído por um determinado material de calor específico $c$, quando sua temperatura sofre uma variação $\Delta T$.
No S.I. a unidade CORRETA da grandeza física calor específico é:
Da relação $Q=mc\Delta T$, isolando $c$:
$c=\dfrac{Q}{m\Delta T}$.
No SI, energia é medida em joules (J), massa em quilogramas (kg) e temperatura termodinâmica em kelvin (K). Portanto,
$[c]=\dfrac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}$.
Portanto, alternativa B.
Um gás ideal está confinado em uma câmara fechada, onde o volume sofre variação, em processo isotérmico. Durante o processo, a relação entre a pressão ($P$) e o volume ($V$) foram medidas para duas temperaturas distintas $T_1$ e $T_2$, sendo $T_1\mathrel{<}T_2$. As tabelas a seguir ilustram os dados obtidos para as duas temperaturas.
Temperatura $T_1$
| $V\,(\text{cm}^3)$ | 20 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 08 | 06 | 04 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $P\,(10^5\text{ Pa})$ | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,4 | 1,7 | 2,0 | 2,5 | 3,3 | 5,0 |
Temperatura $T_2$
| $V\,(\text{cm}^3)$ | 20 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 08 | 06 | 04 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $P\,(10^5\text{ Pa})$ | 2,0 | 2,2 | 2,5 | 2,9 | 3,3 | 4,0 | 5,0 | 6,7 | 10 |
Com base nas tabelas, o gráfico CORRETO que corresponde ao comportamento $P\times V$ é:
Em uma transformação isotérmica de uma quantidade fixa de gás ideal, vale a lei de Boyle:
$PV=\text{constante}$.
Assim, cada isoterma é uma hipérbole decrescente no diagrama $P\times V$.
Além disso, pela equação $PV=nRT$, para um mesmo volume, a pressão é maior na temperatura maior. Como $T_2\mathrel{>}T_1$, a curva de $T_2$ deve ficar acima da curva de $T_1$.
A única representação com hipérboles decrescentes e $T_2$ acima de $T_1$ é a alternativa B.