Em um hospital, materiais cirúrgicos são esterilizados em uma autoclave, equipamento que utiliza vapor de água a alta temperatura e pressão para eliminar microrganismos. Durante o funcionamento da autoclave, o vapor quente se espalha pelo interior da câmara, transferindo energia térmica para os instrumentos e sofrendo expansão até ocupar todo o volume disponível. Do ponto de vista da Termodinâmica, o processo descrito está associado ao aumento de uma grandeza física relacionada ao grau de desordem e à irreversibilidade dos processos naturais. Qual alternativa apresenta a grandeza física descrita no processo de esterilização?
A grandeza termodinâmica associada ao grau de desordem de um sistema e à irreversibilidade dos processos naturais é a entropia.
Em processos espontâneos de sistemas isolados, a entropia total não diminui.
Logo, alternativa A.
Em um hospital, uma bomba de infusão eletrônica utiliza um circuito de segurança formado por quatro resistores idênticos, associados em paralelo, para garantir a distribuição adequada da corrente elétrica nos sensores que controlam a taxa de administração de medicamentos ao paciente. Cada resistor apresenta resistência elétrica de $40\text{ Ω}$, e o conjunto está ligado a uma fonte de tensão contínua de $20\text{ V}$. Considerando o funcionamento ideal do circuito e desprezando perdas de energia, qual alternativa apresenta a corrente elétrica total fornecida pela fonte?
Para quatro resistores idênticos de resistência $R=40\text{ Ω}$ associados em paralelo,
$R_{eq}=\dfrac{R}{4}=\dfrac{40}{4}=10\text{ Ω}$.
Pela lei de Ohm, a corrente total fornecida pela fonte é
$I=\dfrac{U}{R_{eq}}=\dfrac{20}{10}=2{,}0\text{ A}$.
Logo, alternativa C.
Um marcapasso cardíaco é um dispositivo implantável que utiliza circuitos elétricos para gerar impulsos capazes de estimular o músculo cardíaco, regulando o ritmo dos batimentos. Durante seu funcionamento, a passagem de corrente elétrica pelos condutores internos do aparelho produz campos magnéticos ao seu redor. Qual alternativa apresenta o fenômeno físico responsável pela geração de campo magnético a partir de uma corrente elétrica, fundamental para o funcionamento do marcapasso?
Correntes elétricas geram campos magnéticos ao redor dos condutores. A Lei de Ampère relaciona a circulação do campo magnético à corrente elétrica que o produz.
Logo, alternativa B.
Em estudos de estimulação magnética transcraniana (EMT), correntes elétricas variáveis percorrem bobinas condutoras posicionadas próximas ao crânio, produzindo campos magnéticos intensos capazes de induzir efeitos fisiológicos em tecidos nervosos. Considere, de forma simplificada, uma bobina circular de raio $20\text{ cm}$, formada por 50 espiras, percorrida por uma corrente elétrica constante de $8{,}0\text{ A}$. Um neurônio localizado no centro da bobina está sujeito ao campo magnético ali produzido. Qual alternativa apresenta o valor aproximado do campo magnético que atua sobre o tecido nervoso? (Dados: $\mu_0=4\pi\times10^{-7}\text{ Tm/A}$ e $\pi=3$)
No centro de uma bobina circular com $N$ espiras,
$B=\dfrac{\mu_0NI}{2R}$.
Com $R=20\text{ cm}=0{,}20\text{ m}$, $N=50$ e $I=8{,}0\text{ A}$:
$B=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\cdot50\cdot8}{2\cdot0{,}20}$.
Usando $\pi=3$:
$B=1{,}2\times10^{-3}\text{ T}=1{,}2\text{ mT}$.
Logo, alternativa A.
Em exames de diagnóstico por imagem, como a tomografia por emissão de pósitrons (PET-Scan) e a radiografia, a radiação eletromagnética interage com o corpo humano de maneiras distintas. Em alguns casos, essa radiação apresenta comportamento típico de onda, enquanto em outros manifesta características associadas a partículas. Qual alternativa apresenta a situação que evidencia corretamente o caráter ondulatório e o caráter corpuscular da radiação?
A interferência é um fenômeno característico de ondas.
A ejeção de elétrons pela incidência de radiação corresponde ao efeito fotoelétrico, explicado pelo caráter corpuscular da luz, em termos de fótons.
Logo, alternativa B.
Para atender às normas de segurança de um laboratório, técnicos precisam alterar o layout do ambiente, mudando a posição de um equipamento. Para facilitar a análise do deslocamento, o chão do laboratório foi representado por um plano cartesiano $(x,y)$. Inicialmente, o equipamento encontra-se na posição $(2,2)$. Durante o processo de reorganização, ele é deslocado primeiro para a posição $(5,6)$ e, em seguida, para a posição $(9,9)$. Qual alternativa apresenta o módulo do deslocamento do equipamento no plano cartesiano?
O deslocamento depende apenas das posições inicial e final.
$\Delta x=9-2=7$ e $\Delta y=9-2=7$.
Assim, o módulo do deslocamento é
$|\Delta\vec r|=\sqrt{(\Delta x)^2+(\Delta y)^2}=\sqrt{7^2+7^2}=7\sqrt{2}$.
A passagem pela posição $(5,6)$ não altera o deslocamento resultante.
Logo, alternativa C.