Projeto de Recuperação Final - 1ª Série (EM)

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1 Projeto de Recuperação Final - 1ª Série (EM) FÍSICA MATÉRIA A SER ESTUDADA VOLUME CAPÍTULO ASSUNTO 5 16 Hidrostática II 5 18 Introdução à termometria 5 18 Dilatação térmica dos sólidos 6 20 Calorimetria LISTA DE EXERCÍCIOS 1. A figura abaixo representa um macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de raios R A = 60 cm e R B = 240 cm, respectivamente. Esse dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 2 m, em relação à posição inicial, um veículo de massa igual a 1 tonelada devido à aplicação de uma força F. Despreze as massas dos pistões, todos os atritos e considere que o líquido seja incompressível. Nessas condições, o fator de multiplicação de força deste macaco hidráulico é: a) 2 b) 4 c) 8 d) Uma força vertical de intensidade F, atuando sobre o êmbolo menor de uma prensa hidráulica, mantém elevado um peso P = 400 N, como mostra a figura. Sabendo que a área do êmbolo maior é 8 vezes a área menor, determine o valor de F, em newtons.

2 3. A figura abaixo mostra dois objetos idênticos completamente imersos em um recipiente que contém o mesmo líquido. Sejam T 1 e T 2 as tensões nos fios, P 1 e P 2 os pesos e F 1 e F 2 forças de empuxo que agem sobre os respectivos objetos. Sabendo-se que ambos os objetos estão em repouso e que o conjunto 1 está muito próximo da superfície da Terra enquanto o outro está muito próximo da superfície da Lua, as relações corretas entre as forças são a) T1 T 2, P1 P 2, F1 F2 b) T1 T 2, P1 P 2, F1 F2 c) T1 T 2, P1 P 2, F1 F2 d) T1 T 2, P1 P 2, F1 F2 4. Uma barca para transportar automóveis entre as margens de um rio, quando vazia, tem volume igual a m e massa igual a 4,0 10 kg. Considere que todos os automóveis transportados tenham a mesma 3 3 massa de 1,5 10 kg e que a densidade da água seja de 1000 kg m. O número máximo de automóveis que podem ser simultaneamente transportados pela barca corresponde a: a) 10 b) 40 c) 80 d) As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de 12 kg e densidade 2 10 kg / m, ambas em repouso em relação à água de um lago calmo, em duas situações diferentes. Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2, apenas um quarto dela está imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a pessoa exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F. 1 Para mantê-la em repouso na situação da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F. 2

3 Considerando a densidade da água igual a em newtons, é igual a a) 60. b) 75. c) 45. d) 30. e) kg / m e 6. Um pato de borracha de massa m 120,0 g e volume total de água. Qual a porcentagem do volume do pato que está fora d água? a) 64% b) 76% c) 24% d) 2,5% e) 97,2% 7. Um bloco de massa específica 2 g 10 m / s, é correto afirmar que a diferença F2 F 1, 3 500,0 cm flutua em uma banheira cheia de 3 ρ 800 kg / m flutua em um fluido de massa específica ficando parte de seu volume submerso. O bloco tem uma altura H 6 cm. 3 ρf 1200 kg / m, Qual a altura, h, da parte submersa do bloco? 8. Pelo Princípio de Arquimedes explica-se a expressão popular isto é apenas a ponta do iceberg, frequentemente usada quando surgem os primeiros sinais de um grande problema. Com este objetivo realizouse um experimento, ao nível do mar, no qual uma solução de água do mar e gelo (água doce) é contida em um béquer de vidro, sobre uma bacia com gelo, de modo que as temperaturas do béquer e da solução mantenhamse constantes a 0 ºC. No experimento, o iceberg foi representado por um cone de gelo, conforme esquematizado na figura. Considere a densidade do gelo 0,920 g/cm 3 e a densidade da água do mar, a 0 ºC, igual a 1,025 g/cm 3.

4 Que fração do volume do cone de gelo fica submersa na água do mar? O valor dessa fração seria alterado se o cone fosse invertido? 9. Um objeto de volume 26 cm 3, encontra-se totalmente imerso em um líquido de densidade igual a 1000 kg/ m 3. O valor do empuxo do líquido sobre o objeto será de: (Dado: g = 9,8 m/s 2 ). a) 0,2548 N b) 28,84 N c) 254,8 N d) 2884 N e) 2900 N 10. Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a m. O automóvel a ser elevado tem peso de 2 10 N e está sobre o êmbolo maior de área 0,16 m. A intensidade mínima da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar o automóvel é de a) 20 N b) 40 N c) 50 N d) 80 N e) 120 N 11. Se um termômetro graduado em graus Celsius assinala 60, a leitura em outro, graduado na escala Fahrenheit, medindo a temperatura no mesmo ambiente, assinalará a) 280 ºF b) 42 ºF c) 140 ºF d) 40 ºF e) 63 ºF 12. Uma escala de temperatura arbitrária X está relacionada com a escala Celsius, conforme o gráfico a seguir. As temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão normal, na escala X são, respectivamente, a) 60 e 250 b) 100 e 200 c) 150 e 350 d) 160 e 400 e) 200 e Um termômetro está graduado numa escala X tal que 60 ºX corresponde a 100 ºC e 40 ºX corresponde a 0 ºC. Uma temperatura de 60 ºC corrresponde a que temperatura lida no termômetro de escala X? a) 28 ºX b) 25 ºX c) 18 ºX d) 20 ºX e) 30 ºX

5 14. A temperatura do corpo humano é próxima de 37 ºC. Qual é este valor em Fahrenheit? 15. Um turista, ao descer no aeroporto de Nova Iorque, viu um termômetro marcando 68 ºF. Fazendo algumas contas, esse turista verificou que essa temperatura era igual à de São Paulo, quando embarcara. A temperatura de São Paulo, no momento de seu embarque, era de: a) 10 ºC b) 15 ºC c) 20 ºC d) 25 ºC e) 28 ºC 16. A temperatura, cuja a indicação na escala Fahrenheit é 5 vezes maior que a da escala Celsius, é: a) 50 ºC b) 40 ºC c) 30 ºC d) 20 ºC e) 10 ºC 17. Em dois termômetros distintos, a escala termométrica é a Celsius, porém um deles está com defeito. Enquanto o termômetro A assinala 74 ºC, o termômetro B assinala 70 ºC e quando o termômetro A assinala 22 ºC, o B assinala 20 ºC. Apesar disso, ambos possuem uma temperatura em que o valor medido é idêntico. Este valor corresponde, na escala Kelvin, a a) 293 K b) 273 K c) 253 K d) 243 K e) 223 K 18. O termômetro construído por um estudante marca 1 ºE quando a temperatura é a de fusão do gelo sob pressão normal e marca 96 ºE no ponto de ebulição da água sob pressão normal. A temperatura lida na escala E coincide com a temperatura Celsius apenas no valor a) 20 b) 10 c) 10 d) 20 e) Uma panela com água é aquecida de 25 ºC para 80 ºC. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de a) 32 K e 105 ºF b) 55 K e 99 ºF c) 57 K e 105 ºF d) 99 K e 105 ºF e) 105 K e 32 ºF 20. Em um determinado dia, a temperatura mínima em Belo Horizonte foi de 15 ºC e a máxima de 27 ºC. A diferença entre essas temperaturas, na escala Kelvin, é de a) 12 b) 21 c) 263 d) O comprimento de uma barra de latão varia, em função da temperatura, segundo o gráfico a seguir. Assim o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0 ºC a 100 ºC, vale, em ºC -1, a) b) c) d)

6 e) 5, A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação linear do metal A é metade do coeficiente de dilatação linear do material B. À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. Se a temperatura for aumentada em 200 ºC, a lâmina a) continuará na vertical b) curvará para frente c) curvará para trás d) curvará para direita e) curvará para a esquerda 23. Uma barra de metal tem comprimento igual a 10,000 m a uma temperatura de 10,0 ºC e comprimento igual a 10,006 m a uma temperatura de 40 ºC. O coeficiente de dilatação linear do metal é: a) 1, ºC -1 b) ºC -1 c) ºC -1 d) ºC -1 e) ºC Num laboratório situado na orla marítima paulista, uma haste de ferro de 50 cm de comprimento está envolta em gelo fundente (0ºC). Para a realização de um ensaio técnico, esta barra é colocada num recipiente contendo água em ebulição (100 ºC), até atingir o equilíbrio térmico. A variação de comprimento sofrida pela haste foi de: a) 12 mm b) 6,0 mm c) 1,2 mm d) 0,60 mm e) 0,12 mm 25. Ao se aquecer de 1 ºC uma haste metálica de 1 m, o seu comprimento aumenta de 0,02 mm. O aumento de comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80 cm, quando aquecemos de 20 ºC, é: a) 0,23 mm b) 0,32 mm c) 0,56 mm d) 0,65 mm e) 0,76 mm 26. Deseja-se passar uma esfera metálica através de um orifício localizado no centro de uma chapa metálica quadrada. O diâmetro da esfera é levemente maior que o diâmetro do furo. Para conseguir esse objetivo, o procedimento correto é: a) aquecer igualmente a chapa e a esfera b) resfriar apenas a chapa c) resfriar igual a chapa e a esfera d) aquecer a chapa 27. Uma chapa de zinco, cujo o coeficiente de dilatação linear é de ºC -1, sofre elevação de 10 ºC na sua

7 temperatura. Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2 cm². Nessas condições, a área inicial da chapa mede, em cm², a) 200 b) 800 c) 4000 d) 2000 e) Uma chapa metálica de área 1 m², ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm². Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm³, dilatará a) 0,72 mm³ b) 0,54 mm³ c) 0,36 mm³ d) 0,27 mm³ e) 0,18 mm³ 29. Para permitir a ocorrência do fato observado na tirinha, a partir do menor aquecimento do conjunto, o parafuso e a porca devem ser feitos, respectivamente, de a) aço e níquel b) alumínio e chumbo c) platina e chumbo d) ouro e latão e) cobre e bronze 30. A FIG. 1(a) mostra como duas barras de materiais diferentes estão fixas entre si e a um suporte e a FIG. 1(b) mostra essas mesmas barras, após terem sofrido uma variação de temperatura Δ T. Sabendo-se que os coeficientes médios de expansão linear dessas barras são α 1 e α 2, é correto afirmar que a) Se α 1 α 2, então Δ T 0.

8 b) Se α 1 α 2, então Δ T 0. c) Se α 1 α 2, então Δ T 0. d) ΔT 0, independentemente de α 1 e α 2. e) ΔT 0, independentemente de α 1 e α No preparo de uma xícara de café com leite, são utilizados 150 ml (150g) de café, a 80 C, e 50 ml (50g) de leite, a 20 C. Qual será a temperatura do café com leite? (Utilize o calor específico do café = calor específico do leite 1,0 cal/ g C) a) 65 C b) 50 C c) 75 C d) 80 C e) 90 C 32. Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600 g de água à temperatura inicial de 90 C. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 42 C. A perda média de energia da água por unidade de tempo é: Dado: c = 1,0 cal/g. C a) 2,0 cal/s b) 18 cal/s c) 120 cal/s d) 8,4 cal/s e) 1,0 cal/s 33. Um corpo de massa 100g é aquecido por uma fonte térmica de potência constante e igual a 400 cal/min. O gráfico a seguir mostra como varia no tempo a temperatura do corpo. O calor específico da substância que constitui o corpo, em cal/g C, é: a) 0,6 b) 0,5 c) 0,4 d) 0,3 e) 0,2 34. A capacidade térmica de uma amostra de água é 5 vezes maior que a de um bloco de ferro. A amostra de água se encontra a 20 C e a do bloco, a 50 C. Colocando-os num recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, a temperatura final de equilíbrio é: a) 25 C b) 30 C c) 35 C d) 40 C 35. Um aquecedor de imersão (ebulidor) dissipa 200W de potência, utilizada totalmente para aquecer 100g de água, durante um minuto.

9 Qual a variação de temperatura sofrida pela água? Considere 1cal=4J e c(água)=1cal/g C. a) 120 C b) 100 C c) 70 C d) 50 C e) 30 C 35. Em um aquário de 10 L, completamente cheio d água, encontra-se um pequeno aquecedor de 60 W. Sabendo-se que em 25 minutos a temperatura da água aumentou 2 ºC, determine que quantidade de calor foi absorvida pela água. 36. Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253 K, por meio da transferência de calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293 K. a) Qual é o maior calor específico? É o do gelo ou da água? Justifique. b) Por que a temperatura permanece constante em 273 K, durante parte do tempo? (Descarte a hipótese de perda de calor para o meio ambiente). 37. Quantas calorias são necessárias para vaporizar 1000 g de água, se sua temperatura é, inicialmente igual a 10 ºC? Dados: - calor específico da água: 1 cal/gºc - calor latente de vaporização da água: 540 cal/g. 38. Ao retirar calor de uma substância líquida pura de massa 5 g, sua temperatura cai de acordo com o gráfico a seguir. O calor latente de fusão da substância, em cal/g,

10 a) 30 b) 60 c) 80 d) 100 e) Misturam-se 200 g de água a 17 ºC com certa quantidade de gelo a - 10ºC. Para que o equilíbrio térmico se estabeleça a 0ºC, a massa de gelo, em gramas, no mínimo, igual a Dados: Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g Calor específico do gelo: 0,5 cal/gºc a) 20 b) 40 c) 60 d) 80 e) Utilizando-se uma fonte de fornecimento contínuo de calor, aquece-se, à pressão constante de 1 atm, 100 g de gelo, que são transformados em vapor superaquecido. A figura seguinte ilustra a variação da temperatura do sistema com o tempo. a) Em que intervalo ocorre a fusão? b) Em que intervalo ocorre a vaporização? GABARITO: 1. D N 3. A 4. B 5. C 6. B 7. 4 cm 8. 89,8% 9. A 10. C 11. C 12. C 13. D ,6 ºF 15. C 16. E 17. D 18. D 19. B 20. A 21. A 22. E 23. C 24. D 25. B 26. D 27. C 28. B 29. C 30. C 31. A 32. A 33. B 34. E J 36. a) água. b) mudança de estado , cal 38. B 39. B 40. a) t 1 e t 2 b) t 3 e t 4