P1 de Física III da UFF - 2017.2

Em qual das situações abaixo o calor é transportado por convecção:

A) Um disco é aquecido a 800ºC em um forno a vácuo.

B) O ar condicionado resfriando a sala de aula.

C) Um elemento resistivo é usado para aquecer uma placa de metal.

D) Enquanto um atleta disputa uma prova, o calor gerado no corpo do atleta passa por células adiposas antes de chegar à pele.

E) A temperatura de uma frigideira de ferro fundido aumenta quando a frigideira é deixada no sol.

Qual das seguintes afirmações é falsa quanto à derivação ou uso da equação de Bernoulli?

A) O fluido não deve ser viscoso.

B) Assumimos que o fluxo é estacionário.

C) O fluido deve ser incompressível.

D) O teorema trabalho-energia é usado para derivar a equação de Bernoulli.

E) As distâncias verticais são sempre medidas em relação ao ponto mais baixo do fluido.

Um gás ideal monoatômico sofre uma expansão isotérmica a 300 K, com o aumento do volume de 0,020 m3 para 0,040 m3 . A pressão final é de 120 kPa. A transferência de calor para fora do gás é mais próxima de:

A) 3,3 kJ

B) 1,7 kJ

C) -3,3 kJ

D) -1,7 kJ

E) 0,00 kJ

Sabemos que o calor específico da água é maior que o do ferro. Considere duas amostras com massas iguais de ferro e água, que estão à mesma temperatura T, cada uma em um recipiente isolado termicamente do resto do ambiente. Se a mesma quantidade de calor Q = 100 J é injetada em cada sistema separadamente, o que podemos afirmar sobre as duas amostras?

A) Elas permanecerão à mesma temperatura inicial T.

B) Elas não permanecerão à temperatura T, e o ferro estará mais quente que a água.

C) Elas não permanecerão à temperatura T, e a água estará mais quente que o ferro.

D) Elas não permanecerão à temperatura T, e estarão ambas à mesma temperatura final.

E) É impossível dizer algo sem saber os calores específicos das amostras.

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.

I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.

II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.

Qual a relação correta entre as variações das energias internas?

A) ΔE ab

B) ΔE ac

C) ΔE ad =ΔE ac

D) ΔE ad = ΔE ab = ΔE ac

E) ΔE ac

A Figura ao lado mostra um recipiente contendo um líquido em repouso, ou seja, em equilíbrio hidrostático. Qual a relação correta entre as pressões nos pontos A e B?

A) p A > p B

B) p A

C) p A = p B

D) Depende da distância entre os pontos

E) Depende da densidade do líquido

Um recipiente que contém 1,2 kg de água a é colocado num congelador mantido a . A água congela e entra em equilíbrio térmico com o interior do congelador. Quanto calor é (aproximadamente) extraído da água nesse processo?

A) 48 kJ

B) 170 kJ

C) 400 kJ

D) 550 kJ

E) 348 kJ

Dados:

A Figura abaixo mostra 4 situações nas quais um líquido preto e um líquido cinza foram colocados em um tubo em forma de U. Em qual(is) dessas situações, os líquidos não podem estar em equilíbrio estático. Para esta(s) atribua a palavra impossível. Para as outras, supondo os líquidos em equilíbrio estático, a densidade do líquido preto é maior, menor ou igual à densidade do líquido cinza?

A) (1) menor, (2) impossível, (3) igual, (4) maior

B) (1) menor, (2) menor, (3) impossível, (4) impossível

C) (1) maior, (2) impossível, (3) igual, (4) menor

D) (1) maior, (2) igual, (3) impossível, (4) menor

E) (1) impossível, (2) menor, (3) igual, (4) maior

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.

I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.

II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.

Qual a correspondência correta entre os processos descritos acima e os indicados no diagrama PV da Figura?

A) I = ac, II =ab, III=ad

B) I = ab, II =ac, III=ad

C) I = ad, II =ac, III=ab

D) I = ad II =ab, III=ac

E) I = ab, II =ad, III=ac

Qual relação correta entre as densidades dos blocos A, B e C da Figura ao lado? As linhas tracejadas servem somente para guiar os olhos.

a)

b)

c)

d)

e)

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.

I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.

II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.

Ordene o calor recebido do ambiente nos processos ab, ac e ad em ordem crescente.

A) Q ab

B) Q ad

C) Q ad

D) Q ac

E) Q ac

Três cilindros, I, II e III fechados por um êmbolo móvel, contém amostras idênticas de um mesmo gás ideal. A força F que o êmbolo exerce sobre o gás é ajustada de modo que a pressão e o volume iniciais do gás no interior de todos os cilindros sejam Pa e Va respectivamente. Então o gás contido em cada cilindro sofre um processo distinto descrito abaixo e ilustrado no diagrama PV da Figura ao lado. Todos os processos terminam à mesma temperatura T2.

I) O gás do cilindro I é aquecido, e o volume da câmera é alterado, mantendo-se o valor da força F inalterado.

II) O gás do cilindro II é aquecido mantendo-se a posição do êmbolo inalterada.

III) O êmbolo comprime o gás do cilindro III suficientemente rápido para que o calor trocado entre o gás e sua vizinhança seja desprezível.

Ordene o trabalho realizado sobre o gás nos processos ab, ac e ad em ordem crescente (cuidado com o sinal)

a)

b)

c)

d)

e)

Água flui da esquerda para a direita através do tubo horizontal mostrado na Figura a seguir. No ponto A , a área da seção reta vale 4,00 cm2 e a velocidade da água é V A =6,00 m/s. No ponto B a área vale 10,0 cm2 . Nos tubos verticais que estão em contato com o horizontal a água está em repouso e em contato com a atmosfera nas suas extremidades superiores. A altura da coluna vertical de água no interior do tubo do lado direito é de 200 cm enquanto a do lado esquerdo, H , será determinada a seguir. Seja ρ a a densidade da água. Considere g=10,0 m/s 2 . Responda as questões 5 e 6.

A pressão no ponto A se relaciona com a no ponto C de acordo com:

A) PA = PC + ρa .g.H

B) PA = PC + ρa.g.H + ρa .(VA )2/2

C) PA = PC + ρa.g.H - ρa .(VA )2/2

D PA = PC - ρa.g.H

E) PA = PC - ρa.g.H + ρa.(VA )2/2

Um dada composto é mantido inicialmente a -100ºC e a pressão atmosférica. Considerando seu diagrama de fase mostrado na Figura ao lado, podemos afirmar que:

A) Ao aquecer este composto até temperatura ambiente mantendo a pressão inicial ocorre uma sublimação.

B) Aumentando a pressão para 5 atm e aquecendo a amostra até temperatura ambiente ocorre primeiramente uma solidificação e em seguida uma condensação.

C) Ao aumentar a pressão mantendo a temperatura inicial ocorre uma solidificação.

D) Aumentando a pressão para 67 atm e aquecendo a amostra até temperatura ambiente ocorre uma sublimação.

E) Aquecendo a amostra até temperatura ambiente e aumentando a pressão para 73 atm, ocorre uma fusão e em seguida uma ebulição.

Água flui da esquerda para a direita através do tubo horizontal mostrado na Figura a seguir. No ponto A , a área da seção reta vale 4,00 cm2 e a velocidade da água é VA =6,00 m/s. No ponto B a área vale 10,0 cm2 . Nos tubos verticais que estão em contato com o horizontal a água está em repouso e em contato com a atmosfera nas suas extremidades superiores. A altura da coluna vertical de água no interior do tubo do lado direito é de 200 cm enquanto a do lado esquerdo, H , será determinada a seguir. Seja ρ a a densidade da água. Considere g=10,0 m/s 2 . Responda as questões 5 e 6.

Quanto vale, em cm, a altura H?

A) 31

B) 49

C) 80

D) 231

E) 249