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quarta-feira, 17 de setembro de 2014

Se prepare para o ENEM.

   E  N  E  M   -   693 QUESTÕES   
 
 

ENEM - Tudo que você precisa saber / Física para ENEM - como estudar

terça-feira, 9 de setembro de 2014

DIFERENÇA ENTRE ENERGIA E POTÊNCIA - APOSTILA ENEM 2014.

Muitas questões do caderno de Ciências da Natureza e Suas Tecnologias, do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem), abordam energia e potência. Porém, muitos candidatos confundem essas duas grandezas físicas, o que pode transformar uma questão fácil em um pesadelo.
Vamos recordar a definição de cada uma delas a fim de saber diferenciá-las.
Energia (ε) está associada à capacidade de um corpo em produzir trabalho, ou seja, ação, movimento. Existem várias formas de energia: elétrica, química, nuclear, cinética, potencial, mecânica, calorífica. Para todas as formas, utiliza-se a mesma unidade de medida: Joule (J).
P = E / T

Potência (P) é a quantidade de energia por variação de tempo (t).
W = j / s


Lembrando que a unidade de medida de tempo é segundo (s), podemos utilizar a mesma relação acima para ver que a unidade de medida de potência é Watt (W).

Para ilustrar as explicações, veja abaixo uma questão do Enem de 2010 que envolveu esses conceitos acompanhada da resolução feita pelos professores Fernando Buglia / Felipe Almendros e retirada das Apostilas para o ENEM 2014 do nosso Portal.
Questão 52 – Caderno Azul – Enem 2010
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10ºC de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima.
O forno mais eficiente foi aquele que
A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.
E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.
RESOLUÇÃO E COMENTÁRIOS
Alternativa C
Primeiramente vamos lembrar a relação entre potência (P), energia transformada (ε) e a variação do tempo (∆t) durante a transformação:

P = E / T

De acordo com a relação acima, vemos que a potência é diretamente proporcional à energia transformada e inversamente proporcional ao tempo decorrido para a transformação. Em outras palavras, quanto maior a energia transferida, maior será a potência, e quanto menor o tempo, maior também será a potência.
O forno de micro-ondas mais eficiente que a questão se refere é justamente aquele que fornece a maior energia em menos tempo, ou seja, o mais potente.
Comentário: A questão avalia o conceito de eficiência relacionado com o tempo que demora para se elevar a temperatura de certas substâncias. Na proposta de resolução, utilizamos uma das definições de potência. Entretanto, o conceito de eficiência proposto pela questão é bastante intuitivo. Sendo assim, mesmo que o aluno não se lembrasse da definição de potência ele conseguiria, ainda que com alguma dificuldade, encontrar a resposta correta.
Conteúdos envolvidos: Potência e energia. 

segunda-feira, 1 de setembro de 2014

EXERCÍCIOS SOBRE TROCAS DE CALOR.


 1) (ULBRA-RS) Dois corpos materiais, quando postos em contato, trocam calor entre si, atyé atingir o equilíbrio térmico. Quando isso acontece, eles passam a ter iguais:
 a) capacidades térmicas; b) massas; c) temperatura; d) calores específicos; e) quantidade de calor.

 2) (UEPG-PR) Dois corpos em equilíbrio térmico recebem quantidades iguais de calor e, em função disso, sofrem variações iguais na temperatura. A partir desses dados, podemos concluir que:
 a) os corpos têm massas iguais;
 b) os corpos têm a mesma capacidade térmica;
 c) os corpos têm o mesmo calor específico;
 d) os corpos têm a mesma densidade;
 e) os corpos têm densidades diferentes.

 3) (UEM-PR) Um corpo quente é colocado em contato com outro corpo frio e, até atingirem o equilíbrio térmico, suas temperaturas variam igualmente. Para que essa mudança ocorra, é necessário que: 01- haja transferência de temperatura de um corpo para outro;
02- haja transferência de calor de um corpo para outro;
04- as massas dos corpos sejam iguais; 
08- os calores específicos  dos corpos sejam iguais; 
16- as capacidades térmicas dos corpos sejam iguais.

 4) (UEPG-PR) No interior de um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, são colocados, simultaneamente, três corpos: X, Y e Z. Ao fim de um lapso de tempo, ocorre a elevação das temperaturas dos corpos X e Y. A partir desses dados, é correto afirmar que:
 01- o corpo Z perdeu calor em quantidade igual à que foi ganha pelo corpo X; 
02- os corpos X e Y ganharam calor sensível; 
04- o corpo Z ganhou uma determinada quantidade de calor; 
08- o corpo Z perdeu calor; 16- o corpo Z ganhou calor, mas não é possível precisar em que quantidade.

 5) (MACK-SP) Numa garrafa térmica ideal que contém 500 cm3 de café a 90 ºC, acrescentamos 200 cm3 de café a 20 °C. Admitindo-se que só haja trocas de calor entre as massas de café, a temperatura final dessa mistura será:
 a) 80 °C          b) 75 °C          c) 70 °C                d) 65 °C              e) 60 °C

 6) (UNIC-MT) Mistura-se 20 g de água inicialmente a 80 °C com 80 g de água a 20 °C. Sabendo-se que cágua = 1 cal/g ºC, podemos dizer que a temperatura final da  mistura é:
 a) 32 °C       b) 100 °C           c) 80 °C             d) 50 °C              e) 40 °C

 7) (UI-MG) No interior de um recipiente adiabático de capacidade térmica desprezível, são colocados 100 g de água a 20 °C e 200 g de água a 40 °C. A água atingirá o equilíbrio térmico:
 a) a 30 °C      b) a 40 °C        c) abaixo de 30 °C      d) entre 30 °C e 40 °C            e) acima de 40 °C 

8) (UFPI) Um cozinheiro coloca um litro de água gelada (à temperatura de 0 °C) em uma panela que contém água à temperatura de 80 °C. A temperatura final da mistura é 60 °C. A quantidade de água quente que havia na panela, não levando em conta a troca de calor da panela com a água, era, em litros:
 a) 2             b) 3                 c) 4                   d) 5                  e) 6

 9) (UEL-PR) Um bloco de alumínio de massa 400 g e à temperatura de 120 °C é introduzido em um calorímetro de cobre de massa 300 g que contém 900 g de água a 25 °C. Supondo que não haja perda de calor para o ambiente, a temperatura final de equilíbrio, em °C, vale: Dados: - cágua = 1,0 cal/g . °C - cAl = 0,20 cal/g . °C - cCu = 0,10 cal/ g . °C
 a) 61         b) 52            c) 47             d) 33              e) 28

 10) (UNIMEP-SP) Têm-se inicialmente três volumes de água de 1 litro, 2 litros e 3 litros às temperarturas de 10 °C, 20 °C e 30 °C, respectivamente. Esses volumes são então misturados entre si em um recipiente. Desprezando-se as trocas de calor com o recipiente pode-se concluir que a temperatura final dos 6 litros de água será de aproximadamente:
 a) 20,0 °C              b) 15,5 °C         c) 23,3 °C            d) 25,0 °C          e) 17,3 °C

11) (UNIRIO-RJ) No café da manhã de uma fábrica, é oferecida aos funcionários uma certa quantidade de café com leite, misturados com massas iguais, obtendo-se uma mistura a uma temperatura de 50 °C. Supondo que os calores específicos do café e do leite são iguais, indique qual a temperatura que o café deve ter ao ser adicionado ao leite, caso o leite esteja a uma temperatura inicial de 30 °C. 
a) 40 °C           b) 50 °C            c) 60 °C                   d) 70 °C             e) 80 °C 

12) (UEPG-PR) No interior de um calorímetro adiabático de capacidade térmica desprezível, são colocados dois cilindros, um de prata (c = 0,056 cal/g.°C) e um de cobre (c = 0,092 cal/g.°C), cujas massas são iguais. Nessas condições, a temperatura no interior do calorímetro é igual a 20 °C. São introduzidos 100 g de água a 80 °C no calorímetro, e a temperatura em seu interior, após as trocas de calor, passa a ser de 60 °C. A partir desses dados, assinale o que for correto: 
01) Após algum tempo, verifica-se que o cilindro de prata e o cilindro de cobre no interior do calorímetro têm a mesma temperatura, e que esta é diferente da temperatura da água.
02) O cilindro de cobre absorve mais calor que o cilindro de prata. 
04) A quantidade de calor absorvido pelo cilindro de prata vale, aproximadamente, 757 cal.
08) O processo que ocorre no interior do calorímetro é espontâneo. 
16) A massa de cada cilindro é, aproximadamente, igual a 338 g.

 13) (FEI-SP) Para se determinar o calor específico de um sólido foi utilizado um calorímetro com capacidade de 50 cal/°C, inicialmente em equilíbrio térmico com 200 g de água a 20 °C. Em seguida, forma adicionados 40 g desse sólido a 122 °C. Após novo equilíbrio térmico, a temperatura anotada foi de 22 °C. Determine o calor específico do sólido.
 a) 0,100 cal/g .°C    b) 0115 cal/g .°C     c) 0,120 cal/g .°C    d) 0,125 cal/g .°C    e) 0,150 cal/g .°C 

14) (MACK-SP) No laboratório de Física, um estudante realiza a seguinte experiência: em um calorímetro de capacidade térmica 10 cal/°C que contém 150 g de água (c = 1 cal/g .°C) a 20 °C, ele coloca um bloco de alumínio (c = 0,2 cal/g .°C) de 100 g a 100 °C. Alguns minutos após o equilíbrio térmico, o estudante verifica que a temperatura do sistema pe de 28 °C. A perda de calor do sistema até o instante em que é medida essa temperatura foi de:
 a) 288 cal     b) 168 cal     c) 160 cal     d) 152 cal      e) 120 cal 

15) (UFU-MG) Em um recipiente, é colocado 1 litro de água (densidade 1,0 kg/L) a 20 °C. A temperatura do sistema aumenta para 35 °C após ter absorvido 21 kcal. Pergunta-se:
a) Da quantidade de calor fornecida, quantas calorias foram absorvidas pela água e quantas pelo recipiente?

b) Quantas calorias o recipiente absorve para cada °C de elevação de sua temperatura?

c) Quantas calorias devem ser fornecidas para um aumento de 20 °C na temperatura do sistema? 

16) (FUVEST-SP) Num forno de microondas é colocado um vasilhame contendo 3 kg d'água a 10 °C. Após manter o forno ligado por 14 min, verifica-se que a água atinge a temperatura de 50 °C. O forno é então desligado e dentro do vasilhame d'água é colocado um corpo de massa 1 kg e calor específico c = 0,2 cal/g .°C, à temperatura inicial de 0 °C. Despreze o calor necessário para aquecer o vasilhame e considere que a potência fornecida pelo forno é continuamente absorvida pelos corpos dentro dele. O tempo a mais que será necessário manter o forno ligado, na mesma potência, para que a temperatura de equilíbrio final do conjunto retorne a 50 °C é:
 a) 56 s        b) 60 s       c) 70 s      d) 280 s      e) 350 s 

17) (VUNESP-SP) A figura mostra as quantidades de calor Q absorvidas, respectivamente, por dois corpos, A e B, em função de suas temperaturas. 
a) Determine a capacidade térmica CA do corpo A e a capacidade térmica CB do corpo B, em J/°C.

 b) Sabendo que o calor específico da substância de que é feito o corpo B é duas vezes maior que o da substância de A, determine a razão mA/mB entre as massas de A e B.


 Gabarito: 1) c 2) b 3) 18 (02,16) 4) 10 (02, 08) 5) c 6) a 7) d 8) b 9) d 10) c 11) d 12) 30 (02,04,08,16) 13) d 14) c 15) a) 15000cal  6000 cal b) 400 cal/°C c) 28000 cal 16) c 17) a) 7,5 J/°C 5 J/ °C b) 3

Lista de Exercícios de Hidrostática.

image
1. Um cubo de gelo flutua na superfície da água. Calcule a fração submersa do cubo.
 (dGELO = 0,9 g/cm³; dAGUA = 1 g/cm³)

 2. Um submarino tem massa de 20 toneladas. Qual deve ser seu volume, em m³ se ele estiver parado, 
totalmente submerso no mar? (dAGUA = 1 g/cm³)

 3. (PUCRS) Um densímetro é um dispositivo que permite medir a massa específica ou densidade de fluidos. Um densímetro muito simples, para avaliar massas específicas, pode ser feito com um canudinho e um contrapeso (C) colado na base do mesmo. As figuras abaixo representam o efeito no densímetro (D), em equilíbrio, mergulhado em dois fluidos diferentes, Fluido 1 e Fluido 2.
A partir da figura, é correto afirmar que
(A) o peso do densímetro no Fluido 1 é maior do que no Fluido 2.
(B) no Fluido 2, o densímetro recebe um empuxo maior do que no Fluido 1.
(C) o densímetro afunda mais no Fluido 2 porque a massa específica deste fluido é maior.
(D) o empuxo sobre o densímetro é o mesmo no Fluido 1 e no Fluido 2.
(E) o Fluido 1 é mais denso do que o Fluido 2.

4. (UCS) Considere uma casa flutuante sobre as águas do Rio Amazonas. O que permite à casa flutuar é o fato de ela estar sobre 250 garrafas pet preenchidas apenas com ar. O conjunto casa mais 250 garrafas sofre um empuxo de 3000 N. Assumindo que a massa de cada garrafa seja de 90 gramas, qual o peso da casa? (ignore o peso do ar dentro de cada garrafa e considere a aceleração da gravidade como g=10 m/s²)
(A) 2700 N.
(B) 2725 N.
(C) 2775 N
(D) 2750 N.
(E) 2800 N

5. (UFPEL) Duas esferas de ferro de mesmo volume, uma maciça e outra oca, estão mergulhadas completamente num líquido. Baseado em seus conhecimentos sobre hidrostática, com relação à situação descrita acima, é correto afirmar que
(A) os empuxos sofridos pelas esferas serão diferentes, porém as pressões a que estarão submetidas serão iguais.
(B) tanto os empuxos como as pressões a que ficarão submetidas serão iguais, mesmo para profundidades diferentes, já que possuem o mesmo volume.
(C) as duas esferas sofrerão o mesmo empuxo e estará submetida a uma maior pressão aquela que estiver a uma profundidade maior.
(D) sofrerá o maior empuxo a esfera oca, e as pressões a que estarão submetidas serão iguais, visto que ambas são de ferro.
(E) sofrerá o maior empuxo a esfera maciça, e as pressões a que estarão submetidas dependerão das massas específicas das esferas.

6. (UFPEL) Um corpo tem seu peso registrado em um dinamômetro quando imerso no ar, na água (recipiente A) e em um líquido B (recipiente B) conforme indicam as figuras abaixo, respectivamente.

De acordo com os textos e seus conhecimentos sobre hidrostática, é correto afirmar que
(A) o líquido B tem densidade maior que a da água.
(B) a água tem densidade igual à do líquido B.
(C) o líquido B tem densidade menor que a da água.
(D) a densidade do líquido B não pode ser determinada por falta de dados.
(E) o empuxo sobre o corpo, quando mergulhado na água, é maior do que quando mergulhado no líquido B.

7. (UFRGS) A figura abaixo representa duas situações em que um mesmo cubo metálico, suspenso por um fio, é imerso em dois líquidos, X e Y, cujas respectivas densidades, dX e dY , são tais que dX > dY.
Designando-se por Ex e Ey as forças de empuxo exercidas sobre o cubo e por Tx e Ty as tensões no fio, nas situações dos líquidos X e Y respectivamente, é correto afirmar que

(A) Ex < Ey e Tx > Ty.
(B) Ex = Ey e Tx < Ty.
(C) Ex = Ey e Tx = Ty.
(D) Ex > Ey e Tx > Ty.
(E) Ex > Ey e Tx < Ty.

8. (UNESP) Três esferas maciças e de mesmo tamanho, de isopor (1), alumínio (2) e chumbo (3), são depositadas num recipiente com água. A esfera 1 flutua, porque a massa específica do isopor é menor que a da água, mas as outras duas vão ao fundo (veja figura a seguir) porque, embora a massa específica do alumínio seja menor que a do chumbo, ambas são maiores que a massa específica da água.
Se as intensidades dos empuxos exercidos pela água nas esferas forem, respectivamente, E1, E2‚ e E3, tem-se:
(A) E1 = E2 = E3.
(B) E1 < E2 < E3.
(C) E1 > E2 > E3.
(D) E1 < E2 = E3.
(E) E1 = E2 < E3.

9. (Unitau) Um navio de 100 toneladas, após receber certa quantidade de sacos de café, de 60 kg cada, passou a ter um volume submerso V = 160 m³. Quantas sacas de café entraram no navio se a densidade da água é 1,0 g/cm³?
(A) 100
(B) 1000
(C) 600
(D) 60
(E) 6000

10. (UFRGS) Uma caixa de 500 N tem faces retangulares e suas arestas medem 1,0 m, 2,0 m e 3,0 m. Qual a pressão que a caixa exerce quando apoiada com sua face menor sobre uma superfície horizontal?

(A) 100 N/m2
(B) 125 N/m2
(C) 167 N/m2
(D) 250 N/m2
(E) 500 N/m2

11. (UFRGS) Uma força de 2 N é aplicada perpendicularmente a uma superfície por meio de um pino de 1 mm2 de área. A pressão exercida pelo pino sobre essa superfície é

(A) 2 x 106 N/m2
(B) 2 x 10-6 N/m2
(C) 2 x 104 N/m2
(D) 2 x 10-4 N/m2
(E) 2 N/m2

12. (UFRGS) A pressão de um gás contido no interior de um recipiente cúbico é de 6000 N/m2. A aresta do recipiente mede 0,2 m. Qual é o módulo da força média exercida pelo gás sobre cada face do recipiente?

(A) 40 N
(B) 240 N
(C) 1200 N
(D) 2400 N
(E) 30000 N

13. (UFRGS) Um copo cilíndrico de seção transversal interna igual a 20 cm2 está cheio com um líquido de massa específica igual a 1,5 g/cm3 até a altura de 8 cm. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, qual é, aproximadamente, a força peso do líquido contido no recipiente?

(A) 1,2 N
(B) 1,6 N
(C) 2,4 N
(D) 16 N
(E) 240 N

14. (UFV-MG) As represas normalmente são construídas de maneira que a largura da base da barragem seja maior que a largura da parte superior. Essa diferença de largura se justifica, principalmente, pelo(a):
(A) aumento, com a profundidade, da pressão da água sobre a barragem.
(B) diminuição, com a profundidade, da pressão da água sobre a barragem.
(C) aumento, com a profundidade, do empuxo exercido pela água.
(D) diminuição, com a profundidade, do empuxo exercido pela água.
(E) diminuição, com a profundidade, da viscosidade da água.

15. (UFRGS) Selecione a alternativa que apresenta as palavras que preenchem corretamente as lacunas nas afirmações seguintes:
I- Na atmosfera terrestre, a pressão atmosférica ......................... à medida que aumenta a altitude.
II- No mar, a pressão na superfície é ................ do que a pressão a dez metros de profundidade.
(A) aumenta – maior
(B) permanece constante – menor
(C) permanece constante – maior
(D) diminui – maior
(E) diminui – menor
16. (UFRGS) Das seguintes afirmações sobre fluidos, qual a incorreta?
(A) a pressão atmosférica aumenta à medida que aumenta a altitude.
(B) A massa de um líquido homogêneo é o produto de seu volume pela sua massa específica.
(C) A pressão num líquido em repouso aumenta à medida que aumenta a profundidade.
(D) Nos fluidos em repouso a pressão é transmitida igualmente em todas as direções.
(E) A perda aparente de peso de um corpo mergulhado num líquido é igual em intensidade ao peso do líquido que desloca.
17. (PUC-MG) Uma faca está cega. Quando a afiamos, ela passa a cortar com maior facilidade, devido ao aumento de:
(A) área de contato       (B) esforço       (C) força           (D) pressão      (E) sensibilidade



18. (Fatec-SP) Submerso em um lago, um mergulhador constata que a pressão absoluta no medidor que se encontra no seu pulso corresponde a 1,6 x105 N/m2. Um barômetro indica a pressão atmosférica local de 1,0 x105 N/m2. Considere a massa específica da água sendo 103 kg/m3 e a aceleração da gravidade, 10 m/s2. Em relação à superfície, o mergulhador encontra-se a uma profundidade de:
(A) 1,6 m
(B) 6,0 m
(C) 16 m
(D) 5,0 m
(E) 10 m

19. (UEL-PR) Uma sala tem as seguintes dimensões: 4,0 m x 5,0 m x 3,0 m. A densidade do é 1,2 kg/m3 e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2. O peso do ar na sala, em newtons, é de:
(A) 720
(B) 600
(C) 500
(D) 72
(E) 60

20. (UCS) Uma história do folclore do futebol: um jogador gabava-se de ter um chute tão forte, mas tão forte, que certa vez, ao chutar para cima uma bola murcha, acertou um piloto de asa-delta. O mais surpreendente foi que, ao ser procurado, o piloto da asa-delta confirmou a história, porém afirmou, com toda certeza, que a bola estava cheia.
Nessa situação, a bola inflou, porque
(A) o empuxo sobre ela aumentou enquanto subia, fazendo com que sua pressão interna aumentasse também.
(B) a pressão atmosférica ficou menor do que sua pressão interna ao subir.
(C) sua pressão interna, ao subir, diminuiu, e a pressão atmosférica aumentou, fazendo com que sua válvula permitisse a entrada de mais ar.
(D) o gás usado para enchê-la sofreu uma reação química, pelo chute, duplicando sua massa.
(E) a pressão externa aumentou com a altitude compactando mais a bola, o que deu a impressão de que ela estava cheia.

Respostas



1) 0,9 ou 90%                                                                                    18) B
2) 20 m³                                                                                              19) A
3)D                                                                                                       20) B
4) C
5) C
6) A
7) E
8) D
9) B
10) D
11) A
12) B
13) C
14) A
15) E
16) A
17) D