PF de Física 2 da UFRJ - 2012.2

Uma máquina real opera entre dois reservatórios térmicos com da eficiência de uma máquina térmica de Carnot operando entre os mesmos dois reservatórios. Esta máquina real tem uma potencia de saída de e descarrega calor no reservatório de baixa temperatura, que está a , a uma taxa de . A temperatura do outro reservatório é:

A figura abaixo representa uma fonte sonora que se desloca pela trajetória representada pela linha cheia, com velocidade escalar constante, emitindo um som de frequência constante no referencial da fonte. Um observador localizado no ponto escutará o som de forma mais aguda quando a fonte passar pelo ponto:

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

Considere um líquido homogêneo que tem massa específica à temperatura . Seja o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. Pode-se afirmar que a variação na massa específica do mesmo para uma variação da temperatura é:

Uma plataforma de massa está presa a duas molas ideais sem massa de constantes elásticas e e pode deslizar sobre uma superfície horizontal sem atrito, como indicado na figura.

Um bloco de massa é colocado sobre a plataforma. Sendo o coeficiente de atrito estático entre as superfícies do bloco e da plataforma, pode-se afirmar que a amplitude máxima de oscilação do sistema para que o bloco não deslize é:

Considere um recipiente com uma mistura de três gases ideais inertes. Sejam , e as capacidades térmicas molares a volume constante de cada um dos gases e suponha que no recipiente haja , e moles de cada um dos gases, respectivamente. Podemos afirmar, então, que a capacidade térmica efetiva de toda a mistura é:

Uma mola ideal sem massa de constante elástica está presa a um bloco de massa que pode deslizar sobre uma superfície horizontal sem atrito. No instante o bloco é liberado a partir do repouso da posição . Pode-se afirmar que período do movimento:

1. Independente das condições iniciais do problema
2. Função da energia mecânica do oscilador
3. Inversamente proporcional a constante elástica
4. Proporcional a amplitude de oscilação
5. Proporcional a massa do bloco

Por que um copo de vidro às vezes quebra quando se despeja rapidamente água fervendo no mesmo?

1. A água quente dilata, empurrando o copo para fora.
2. A água quente resfria quando toca o copo, encolhendo e puxando o copo para dentro.
3. O copo fica quente e dilata, causando a quebra de suas moléculas.
4. A região interna do copo dilata mais rapidamente do que a região externa, causando a quebra do mesmo.
5. Nenhuma das respostas anteriores.

Um oscilador harmônico simples se constitui de uma massa presa à uma mola ideal de constante elástica . O sistema vibra com frequência angular e amplitude . O sistema é modificado e agora tem uma massa e é colocado para oscilar com amplitude . Em função de , a energia total no primeiro caso, e sua frequência angular , qual alternativa melhor expressa estas grandezas no segundo caso?

1. e
2. e
3. e
4. e
5. e

Um recipiente de paredes rígidas e adiabáticas e com capacidade térmica desprezível contém moles de um sal de capacidade térmica molar a volume constante dada por , onde é uma constante e a temperatura. Inicialmente, o sal está em equilíbrio térmico à temperatura . Troca-se, então, uma das paredes adiabáticas do recipiente por uma diatérmica e coloca-se o sistema em contato térmico com um reservatório a temperatura . Observa-se que após algum tempo o sal e o reservatório atingem o equilíbrio térmico. Calcule, neste processo e apenas em termos dos dados do problema.

1. O calor total fornecido pelo reservatório ao sal.
2. As variações de entropia do reservatório e do sal.
3. A variação da entropia do universo.

Considere um sistema formado por um reservatório de água com área e altura . O reservatório está conectado na parte inferior com uma tubulação cuja seção transversal tem área . A uma distância da base do reservatório, a tubulação faz uma curva de 90 graus mantendo a seção transversal com a mesma área e ficando paralela ao solo. Em seguida, a tubulação se conecta com uma outra de área , cuja extremidade está aberta permitindo que a água saia com velocidade para o meio externo. Considere que a velocidade com que a superfície do líquido no reservatório desce seja muito menor do que as outras envolvidas no processo. Suponha conhecidas a densidade da água , a aceleração da gravidade e a pressão atmosférica .

1. Determine a velocidade no trecho horizontal de área em termos de
2. Determine a pressão no trecho horizontal da canalização de área