FísicaCalorimetriaCebraspe 2009
UnB
Questão de Física
Na construção do aparato necessário para a projeção de um filme, utilizam-se princípios da óptica, da termodinâmica, da mecânica e do eletromagnetismo. Na figura I, é mostrado um esquema simplificado de um projetor cinematográfico.
Esse projetor, constituído por uma lâmpada que consome 500 W de potência elétrica, está posicionado em uma sala de projeção cuja temperatura inicial é de 20 ºC. Essa sala, que tem a forma de um paralelepípedo, com dimensões iguais a 10 m × 5 m × 4 m, contém matéria de densidade média igual a 1,4 g·cm−3 e calor específico igual a 0,3 cal·g−1·ºC−1. Nesse esquema, a variável d ≥ 0 representa a distância entre a película e a lente do projetor, e a variável D ≥ 0, a distância entre essa lente e a tela de projeção. O motor do projetor cinematográfico pode ser representado, simplificadamente, pelo diagrama da figura II, em que é mostrada a espira E conduzindo a corrente i.
Essa espira é alimentada pela bateria F, que, por sua vez, é ligada às escovas S1 e S2, que fazem contato elétrico com duas peças de formato cilíndrico que estão rigidamente atreladas à espira. A espira, que se encontra no entreferro de um ímã, está livre para girar ao redor do eixo que passa pelo centro da roldana R, de raio r1, conforme mostrado nas figuras I e II. Os projetores cinematográficos utilizam lâmpadas que contêm uma mistura de átomos dos elementos Ne, Ar, Kr e Xe. A partir das informações apresentadas no texto, julgue os itens de 10 a 27.
Considere que 60% da energia consumida pela lâmpada do projetor esquematizado na figura I seja transformada em calor e que a sala de projeção seja hermeticamente fechada e termicamente isolada. Nesse caso, tomando-se 4,186 J como valor aproximado para 1 cal, é correto concluir que, após 2 h de projeção, a variação de temperatura na sala será superior a 0,01 ºC.
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Questão de prova oficial, com o gabarito definitivo publicado pela banca. Reproduzida para fins de estudo.




