Questão de Física

(A) apenas o motor II é teoricamente viável, pois seu rendimento é menor do que sua eficiência de Carnot. (B) apenas o motor I é teoricamente viável, pois seu rendimento é menor do que sua eficiência de Carnot. (C) nenhum motor é viável, pois ferem a 2ª lei da termodinâmica. (D) os dois motores são teoricamente viáveis e estão de acordo com a 2ª lei da termodinâmica. (E) a melhor escolha é o motor I, pois das duas opções é o que apresenta melhor rendimento. 14 47 O cotidiano é repleto de máquinas térmicas: automóveis com motor de combustão interna, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores. A figura abaixo representa o diagrama pV de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Brayton, esquematicamente análogo a um refrigerador.

Considerando o diagrama pV representado na figura, avalie as afirmativas: I A área da região delimitada pela curva da figura é igual ao trabalho realizado sobre o gás para extrair calor (QF) de um reservatório frio e rejeitar uma quantidade maior de calor (QQ) para o reservatório quente. II O gás deve sofrer uma expansão adiabática no processo de 2 para 1 para que sua temperatura fique abaixo da temperatura do reservatório frio. III O gás deve sofrer uma compressão adiabática no processo de 4 para 3 para que sua temperatura fique acima da temperatura do reservatório quente. Das afirmativas feitas, está(ão) correta(s): (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 15 48 Os tsunamis são causados por terremotos submarinos e acontecem essencialmente nas zonas de fortes movimentos tectônicos, como algumas regiões do Pacífico e da Ásia. O tsunami, nascido do choque sísmico de cima para baixo da massa oceânica, tem várias centenas de metros de espessura e ganha energia toda vez que bate contra o solo submarino. A velocidade de propagação de um tsunami no mar beira os 800 km/h. Massas de água gigantescas baixam em profundidade ao longo das deformações do solo marinho, ao contrário das ondas comuns, que afetam apenas a superfície da água. Durante sua propagação no mar, uma onda perde muito pouca energia. Pode, portanto, percorrer distâncias consideráveis e destruir costas situadas a milhares de quilômetros de seu mecanismo gerador. Como a razão de transferência de energia do tsunami tem que se manter aproximadamente constante, e como a velocidade diminui, a altura da onda tem de aumentar. Devido a este fato, os tsunamis que têm alturas praticamente imperceptíveis em oceano aberto, começam a aumentar de altura quando se aproximam dos continentes, podendo atingir vários metros junto à costa. A maior parte dos tsunamis é gerada devido ao movimento relativo das placas tectônicas em um oceano. Esse movimento origina uma perturbação na superfície livre da água que se propaga em todas as direções para longe do local de geração sob a forma de ondas. Em oceano aberto, onde a profundidade média é de 4 km, os tsunamis têm comprimento de onda da ordem de 200 km e velocidades superiores a 800 km/h dependendo do terremoto. Quando um tsunami atinge a costa, a profundidade do oceano diminui, e, em consequência, a sua velocidade de propagação decresce, assim como seu comprimento de onda. Suponha que se aplica o modelo de ondas rasas, em que a velocidade da onda é proporcional à raiz quadrada da profundidade em que a onda se encontra.

Analisando os dados apresentados na figura, o valor do comprimento de onda para uma profundidade de 5 m é aproximadamente igual a: (A) 2,1km. (B) 4,1km. (C) 5,3 km. (D) 7,5 km. (E) 8,4 km. 49 O som é produzido por corpos quando colocados em vibração. Essa vibração se transfere no ar de molécula a molécula até alcançar nossos ouvidos. Tem-se uma característica sonora que permite distinguir sons de mesma frequência e mesma intensidade, desde que as ondas sonoras correspondentes a esses sons sejam diferentes. Dois aparelhos musicais, violão e violino, por exemplo, podem emitir sons com a mesma frequência, porém as ondas sonoras possuem formas diferentes. Esta característica refere-se ao(à): (A) intensidade. (B) timbre. (C) altura. (D) eco. (E) ressonância. 16 50 No circuito, a seguir, os fios AD e BC, que têm resistências desprezíveis (quando comparadas a 6 :), não se tocam.

As intensidades das correntes nos fios AD e BC são, respectivamente: (A) 6 A, 6 A (B) 9 A, 9 A (C) 6 A, 9 A (D) 3 A, 6 A (E) 3 A, 3 A 51 O circuito abaixo mede a força eletromotriz de um gerador. Tem-se um gerador de força eletromotriz igual a 12 V e resistência interna igual a 1 Ω ligado a um fio condutor ôhmico AB, de comprimento L, seção uniforme, e resistência total RAB = 5 Ω. O polo negativo do gerador, de força eletromotriz E desconhecida, é ligado à extremidade B do condutor. Este gerador está em série com um amperímetro ideal. A extremidade C pode ser ligada a qualquer ponto do condutor entre as extremidades A e B.

Quando a extremidade C é colocada a uma distância igual a L/4 de A, a corrente que passa pelo amperímetro ideal é nula. Assim, E vale: (A) 15 V (B) 7,5 V (C) 8 V (D) 0 V (E) 4 V 17 52 Têm-se uma lâmina de vidro e um raio de luz monocromática propagando-se no ar e atingindo o ponto A da superfície desta lâmina de vidro que possui formato de um paralelepípedo retângulo. A linha pontilhada, normal à superfície no ponto de incidência do raio luminoso, e os três raios representados estão situados num mesmo plano paralelo a uma das faces do bloco. Dados n = 2; n = 1; sen 40º = 0,64; sen 75º = 0,97; sen 50º = 0,77; sen 15º = 0,26; sen 33º = 0,54. vidro ar O ângulo de refração da luz, ao passar do vidro para o ar no ponto B: (A) medirá 33º. (B) medirá 45º. (C) medirá 75º. (D) será igual a 90º, uma vez que o ângulo de incidência é igual ao limite. (E) será igual ao ângulo de incidência, pois em B sofre reflexão total. 53 Considere dois tubos sonoros, um aberto e outro fechado, ambos do mesmo comprimento e situados no mesmo ambiente. Se o som de frequência fundamental emitido pelo tubo aberto tem comprimento de onda igual a 34 cm, o comprimento de onda, em centímetros, do som de frequência fundamental emitido pelo tubo fechado é: (A) 34 cm (B) 8,5 cm (C) 17 cm (D) 68 cm (E) 22,7 cm 54 A figura abaixo apresenta um recipiente cilíndrico com um êmbolo, ambos feitos de material cuja capacidade térmica é desprezível. O atrito pode ser desconsiderado entre o êmbolo e as paredes do cilindro. Pendurado ao êmbolo, em equilíbrio, há um corpo suspenso por um fio. No interior, o cilindro armazena, sem escape, um gás ideal que ocupa um volume de 5 litros, estando à temperatura de 300 K e com pressão de 0,6 atm.

Em determinado instante o fio é cortado e após o gás reencontrar seu equilíbrio termodinâmico de maneira natural, os valores de suas variáveis de estado V, P e T serão: (A) V > 5 litros, P > 0,6 atm, T = 300 K (B) V < 5 litros, P > 0,6 atm, T > 300 K (C) V < 5 litros, P > 0,6 atm, T = 300 K (D) V < 5 litros, P = 0,6 atm, T = 300 K (E) V > 5 litros, P < 0,6 atm, T > 300 K 18 55 Ficar sozinho em um descampado, nadar na piscina ou no mar, ficar em lugares altos, como árvores, segurar objetos metálicos grandes, como para-raios, é estar em lugares e situações propícias para uma descarga elétrica ocorrer. Veja a imagem da garota que estava escalando uma montanha e ficou com os cabelos arrepiados. Isso aconteceu devido à repulsão de cargas elétricas de igual sinal que foram induzidas pela passagem de uma tempestade. É o mesmo fenômeno que acontece no Gerador de Van De Graaff.

Sobre a garota da figura é correto afirmar que: (A) a garota não corria risco nesta situação, pois como o próprio texto menciona, ela estava blindada pelo mesmo princípio que ocorre no Gerador de Van De Graaff. (B) a garota poderia ter morrido, uma vez que o campo elétrico que atua no cabelo dela é nulo. (C) caso a garota levantasse o braço, ela correria um risco maior de descarga elétrica do raio. (D) o cabelo da garota está alinhado com as linhas de força que se cruzam. Assim, o risco de queda de raio era iminente. O cabelo evidenciou a quebra da rigidez dielétrica do local. (E) a garota corria grande perigo, pois os fios de cabelos estavam alinhados com as linhas de força e, consequentemente, com o campo elétrico. Tal posicionamento do cabelo indicava uma queda de raio iminente.