PF de Física 2 da UFRJ - 2014.1

Uma máquina térmica opera entre dois reservatórios a e . Ela absorve de calor do reservatório de temperatura mais elevada e executa de trabalho durante um ciclo. Encontre COM JUSTIFICATIVAS:

1. A variação de entropia da máquina e a variação de entropia do universo para este processo.
2. O trabalho feito por uma maquina de Carnot que opera entre esses dois reservatórios absorvendo de calor da fonte de temperatura mais elevada.
3. O trabalho desperdiçado, isso é, a diferença entre o trabalho realizado pela presente máquina e o trabalho feito por uma máquina de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas.

Uma onda estacionaria estabelecida em uma corda infinita apresenta espaçamento entre nós consecutivos. Se a força de tração for dobrada, mas a frequência mantida fixa, qual será o espaçamento entre nós consecutivos?

5. , ou seja, não haverá mudança.

Seja um copo com de água a Despreze a capacidade térmica do copo e considere que o sistema esteja isolado. Adiciona-se de gelo a e espera-se que o sistema atinja o equilíbrio térmico. Sabendo que o calor latente de fusão da água é aproximadamente de e que o calor latente de vaporização é aproximadamente de , o calor necessário pra ferver a água do copo, de modo que ela evapore completamente, é igual a:

Qual das seguintes funções é uma solução para a equação de onda, sendo e constantes reais?

Um gás ideal está inicialmente em um estado de equilíbrio caracterizado por . O gás pode sofrer um dos seguintes processos:

- Expansão isotérmica reversível até o volume

-Expansão adiabática reversível até o volume

Sabendo que o trabalho realizado pelo gás nestes processos é o mesmo, marque a alternativa correta para a relação entre e

5. Nada se pode afirmar

Uma pessoa segura uma ponta de um pedaço de corda de tal modo que a outra extremidade não está em contato com o chão. Esta pessoa mexe sua mão na horizontal de tal modo que o movimento da extremidade da corda em contato com a sua mão pode ser aproximado ao movimento horizontal de um oscilador harmônico simples.

Depois de um tempo longo em comparação ao tempo necessário para que uma onda progressiva percorra um comprimento de onda, qual(quais) da(s) afirmação(ões) seguinte(s) é (são) verdadeira(s):

-O movimento da corda corresponde a uma onda progressiva se propagando de cima pra baixo.

-A onda criada pelo movimento de mão não é refletida porque a extremidade inferior da corda está solta.

-O movimento da corda é composto por uma onda subindo e uma descendo.

São verdadeiras:

4. e
5. e
6. Todas
7. Nenhuma

Considere um gás ideal confinado dentro de um cilindro e um pistão, ambos com paredes diatérmicas, inicialmente em equilíbrio térmico. Realizamos um ciclo termodinâmico no qual primeiramente o pistão é rapidamente pressionado para que seu volume diminua até a metade. Em seguida ele entra em equilíbrio térmico com o exterior a volume constante e finalmente volta lentamente até o estado termodinâmico inicial. Marque a alternativa correta:

1. Após um ciclo completo, a energia interna do gás aumentou.
2. Este ciclo resulta em um trabalho efetuado pelo gás.
3. A compressão sendo rápida, não houve trocas de calor durante o ciclo.
4. Em algum momento do ciclo, a temperatura do gás desceu abaixo da temperatura inicial.
5. No final de um ciclo, houve uma transferência de calor do gás para o exterior.

A figura abaixo mostra as linhas de corrente de um escoamento em regime estacionário de um fluido através da tubulação cilíndrica de seção reta de área constante.

Baseado na figura, considere as seguintes afirmações:

- Uma vez que as linhas de corrente estão mais concentradas na região central do cilindro, a pressão deve ser mínima próxima a região lateral da tubulação.

-A equação de Bernoulli é válida entre quaisquer dois pontos da tubulação.

-A velocidade de escoamento do fluido é maior para as camadas do fluido mais próximas do eixo central do cilindro do que para as mais próximas à superfície lateral da tubulação.

São verdadeiras as afirmativas:

1. Somente
2. Somente
3. Somente
4. Somente
5. Somente
6. Todas são verdadeiras.

Uma onda estacionária de amplitude , com dois nós intermediários e frequência se formou numa corda de comprimento fixa nas duas extremidades. A função de onda que a descreve corretamente é a:

Considere dois pêndulos simples, de mesmo comprimento presos a um mesmo ponto como mostra a figura. A partícula de massa é solta do repouso a uma altura em relação a posição de equilíbrio e atinge a partícula de massa em Anteriormente, a partícula de massa estava em repouso, na posição de equilíbrio. Após a colisão as duas partículas permanecem juntas. Considere a aceleração da gravidade conhecida e que, tanto antes quanto depois da colisão, vale a aproximação de pequenos ângulos para ambos os pêndulos.

1. Calcule a frequência angular do sistema após a colisão.
2. Obtenha as condições inicias do sistema em
3. Calcule a amplitude do sistema após a colisão.