2ª Etapa do triênio 2024–2026 · Prova aplicada em 14 de dezembro de 2025 · Física (Q36–40) — resolução comentada Método TEF.
Dados utilizados
Valores fornecidos nos enunciados das questões de Física:
calor específico do alumínio: $c_{Al}=0{,}21\text{ cal/(g}\cdot{}^\circ\text{C)}$
calor específico da água: $c_{H_2O}=1{,}0\text{ cal/(g}\cdot{}^\circ\text{C)}$
energia da reação do H₂: $1\text{ mol H}_2 \to 285\text{ kJ}$
massa molar do hidrogênio: $M_{H_2}=2\text{ g/mol}$
aceleração da gravidade: $g=10{,}0\text{ m/s}^2$
Q36
Calorimetria — Equilíbrio Térmico entre Alumínio e Água
Um bloco de alumínio de massa $400\text{ g}$, inicialmente a $150^\circ\text{C}$, é colocado cuidadosamente em um recipiente contendo $200\text{ g}$ de água a $25^\circ\text{C}$. Considerando que não há troca de calor com o ambiente e que o calor específico do alumínio é $c_{Al}=0{,}21\text{ cal/g}{}^\circ\text{C}$ e o da água é $c_{H_2O}=1{,}0\text{ cal/g}{}^\circ\text{C}$, a temperatura de equilíbrio térmico do sistema será de aproximadamente:
Um experimento foi realizado para analisar como o calor se propaga em diferentes situações:
I. Um cubo metálico é aquecido em uma das faces e observa-se que a outra face também se aquece após certo tempo.
II. Um líquido é aquecido na base de um recipiente e surgem movimentos circulares no interior do fluido.
III. Uma pessoa sente calor ao se aproximar de uma fogueira, mesmo sem haver contato direto com o ar quente.
Com base nesses experimentos, identifique corretamente os processos predominantes de propagação do calor em cada situação.
a)I – Convecção; II – Condução; III – Irradiação.
b)I – Condução; II – Convecção; III – Irradiação.
c)I – Condução; II – Condução; III – Irradiação.
d)I – Convecção; II – Convecção; III – Irradiação.
e)I – Irradiação; II – Condução; III – Irradiação.
No item I, o calor se propaga de partícula a partícula dentro do sólido, sem transporte de matéria: é condução. No item II, o aquecimento do fluido gera diferenças de densidade que produzem correntes de massa (movimentos circulares): é convecção. No item III, o calor chega à pessoa sem contato direto e sem meio material entre a fonte e o observador, por meio de ondas eletromagnéticas: é irradiação.
Alternativa correta: B
Q38
Energia — Célula a Combustível de Hidrogênio
O professor Cauê comprou um patinete elétrico para ir trabalhar na UFMS. Ligado na transição energética para matrizes sustentáveis, ele instalou uma célula a combustível de hidrogênio para alimentar o motor do patinete. No trajeto de sua casa para o trabalho, o patinete operou com potência elétrica constante de $400\text{ W}$ durante $6$ minutos. Sabe-se que, na reação química global, $1\text{ mol}$ de $H_2$ libera $285\text{ kJ}$ de energia química e que a célula converte apenas $50\%$ dessa energia em energia elétrica útil.
Assim, a massa de hidrogênio consumida, aproximadamente, nesse trajeto foi de: (Dado: massa molar do $H_2=2\text{ g/mol}$)
Eletrodinâmica — Associação de Resistores em Circuito Misto
Quatro lâmpadas de filamento idênticas K, L, M e N, que se comportam como resistores ideais, estão conectadas no circuito elétrico mostrado na figura. Qual das alternativas descreve corretamente o que ocorrerá se a lâmpada M queimar?
Circuito elétrico com as lâmpadas K, L, M e N.
a)Todas as lâmpadas apagam.
b)A lâmpada N apaga, mas pelo menos uma outra permanece acesa.
Observando o circuito, a lâmpada N está em série com a associação em paralelo formada pela lâmpada K e pelo ramo em série L–M. Sendo $r$ a resistência de cada lâmpada, a resistência equivalente do trecho paralelo, antes de M queimar, é:
$R_{par}=\dfrac{r\cdot(2r)}{r+2r}=\dfrac{2r}{3}$.
Quando M queima, o ramo L–M (que estava em série) abre, deixando apenas a lâmpada K nesse trecho — a resistência do trecho paralelo passa a ser $r$, maior que $\tfrac{2r}{3}$.
Como a resistência total do circuito aumenta, a corrente total (que passa por N) diminui — mas não se anula, pois o circuito continua fechado através de K. Logo, a lâmpada N fica mais fraca, porém não apaga.
Alternativa correta: E
Q40
Eletrodinâmica — Potência Elétrica em Circuito com Motor
Um circuito em série é composto por uma bateria ideal, um resistor de $10{,}0\ \Omega$ e um motor elétrico de resistência desprezível, como mostrado na figura. Quando a corrente no circuito é de $2{,}0\text{ A}$, o motor eleva uma massa de $1{,}0\text{ kg}$ verticalmente, com velocidade constante de $2{,}0\text{ m/s}$. Despreze as massas da corda e do carretel; considere a aceleração da gravidade igual a $10{,}0\text{ m/s}^2$.
Nessas condições, a potência elétrica fornecida pela bateria é igual a:
Circuito com bateria, resistor e motor elevando a massa.
Como o motor tem resistência desprezível (não dissipa energia por efeito Joule), toda a potência elétrica fornecida pela bateria se converte em potência no resistor mais potência mecânica útil do motor:
