LE.208 2a Lei da Termodinâmica

                                               Escola Estadual "Mauricio Murgel"

LE.208  2^a Lei da Termodinâmica

 

Exercícios de Fixação

 

1)  Determine o rendimento de uma  máquina térmica que opera entre as temperaturas

      27^oC e  327^oC executando o ciclo de Carnot.

2)     Uma máquina  térmica de Carnot recebe de uma fonte quente 1000 cal por ciclo. Sendo as temperatura das fontes quentes e fria, respectivamente 427^oC e 127^oC, determine: a) o rendimento da máquina;  b) o trabalho, em joules, realizado pela máquina em cada ciclo; c) a quantidade  de calor, em joules, rejeitado para a fonte fria. Usar 1 cal = 4,2 J.

3)     Uma máquina térmica funcionando realizando o ciclo de Carnot entre as temperaturas 800 K e 400 K. Em cada ciclo a máquina recebe 1000J de calor da fonte quente.

       a) qual o calor rejeitado em cada ciclo?

       b) qual o  trabalho realizado pela máquina em cada ciclo?

4)     Uma máquina de Carnot, cuja a fonte fria está a 7^oC, tem rendimento de 40%. Determine em quantos graus  precisamos elevar a temperatura da fonte quente par que o rendimento passe a ser de 50%.

5)     Uma máquina térmica executa 5 ciclos por segundo. Em cada ciclo retira 800J  da fonte quente e cede 400J da fonte fria. Sabe-se que a máquina opera  com a fonte de 27^oC.

a)     Qual a temperatura da fonte quente?  b) qual a potência da máquina?

6)     Uma máquina térmica realiza, durante um ciclo, um trabalho de 4 x 10⁴ J e cede, à fonte fria, 12 x 10⁴ J. Determine o rendimento percentual da máquina.

7)     Uma máquina térmica realiza, por ciclo, um trabalho de 3000J e cede à fonte fria 3200 cal. Calcule, aproximadamente, o rendimento percentual da máquina ( 1 cal =  4,2 J)

8)     O rendimento máximo possível para a turbina de uma máquina que absorve vapor de uma caldeira a 540^oC e o descarrega em condensador a 100^oC é de:

9)     Uma máquina térmica  trabalha entre uma fonte quente de temperatura 127^oC e uma  fonte fria de temperatura de 27^oC. Seu rendimento é de

 

Questões de Vestibulares:

 

1)  (PUC - SP) Um gás perfeito realiza o ciclo de carnot. A temperatura da fonte fria e

      de 127^oC e da fonte quente 427^oC. O rendimento do ciclo é:

2)     (Unimep - SP) Uma maquina  térmica de carnot tem um rendimento de 40% e a

      temperatura da fonte fria é 27^oC. a temperatura da fonte quente é:

3)     (FMU - FIAM - SP) Uma máquina térmica recebe de uma fonte quente 100 cal e transfere para a fonte fria 70cal. O rendimento dessa máquina será:

4)     (UFSC) Um ciclo de carnot opera entre as temperaturas de 500 K ( fonte quente) e de 300 K ( fonte fria). A máquina (ideal) recebe por ciclo 1,5 x 10³ J de uma fonte quente. Qual a quantidade de energia que a máquina devolve à fonte fria por ciclo?

5)     (ITA - SP) Uma máquina térmica reversível opera entre dois reservatórios térmicos de temperatura de 100^oC e 127^oC, respectivamente, gerando gases aquecidos para acionar uma turbina. a eficiência dessa máquina, é:

 

LE.305 Resistores I

                                                                   Escola Estadual "Mauricio Murgel"

Disciplina: Física    Prof: Marcos Faria 3 ano ensino médio

LE.305   Resistores  I

Exercícios de Fixação

1)  Uma serpentina de aquecimento, ligada a uma linha de 110V, consome 5 A

     determine a resistência dessa serpentina.

2)  Um chuveiro tem resistência de 10Ω. Qual é a corrente, quando ligado em    

     220V?

3)  Qual a ddp  se deve aplicar a um resistor ôhmico de resistência 200Ω, para 

     se obter uma corrente de 100m A?

4)  Dois resitores R1 e R2 estão associados em série, se R1 = 1Ω  e R2 = 4 Ω.

     Pede-  se:

     a) Quanto vale o resistor equivalente da associação?

     b) Qual a ddp no resistor R1? considere  a corrente que passa por R1 é 2 A    

     c)  Qual a ddp no resistor R2?

5)  Sendo  uma associação de três resistores em série de valores R1, R2 e R3,

     demonstre a expressão do resistor equivalente da associação e desenhe os

      circuitos (inicial e o equivalente).  Sugestão V = RI

7)   Um resistor  R1 = 20Ω foi associado em série com R2 = 40Ω. O conjunto

       foi submetido à ddp  V = 120 V. Calcule:

       a) a corrente da associação;

       b) a ddp  em cada resistor.

8)    Dois resitores de 5Ω e 30Ω de resistência foram associados em série. O

       conjunto foi submetido à ddp de 140 V. Determine a corrente que

       atravessa os resitores e a ddp em cada um deles.

9)    Três resistores de 2Ω, 3Ω e 5Ω, foram associados em série. O conjunto

       foi submetido    à  ddp de 40V. Calcule a ddp em cada um dos resistores.

10)  Dois resistores, 3Ω  e 5 Ω são ligados em série. A tensão no primeiro é

       de 45 V, qual  será a tensão no segundo resistor, em volts:

11) Três resitores 10Ω, 20Ω e 30Ω, associados em série e aplica-se uma ddp

       de 240V ao conjunto de resistores. Calcule a corrente que atravessa os

       resitores e a ddp em cada um.

Questões  de vestibulares

1)  ( UFAL) Uma corrente elétrica de 2,0 ampères flui num resistor de 5,0 ohms

     que está associado em série com outro de 15,0 ohms. Nesta associação, a

     diferença de potencial nos terminais do resistor de 15,0 ohms é, em volts,

     igual a:

2)  (Vunesp - SP) Num circuito elétrico, dois resistores, cujas resistências são

     R1 e R2, com R1> R2, estão ligados em série. Chamando I1 e I2 as correntes

     que os atravessam e de V1 e V2 as tensões a que estão submetidas,

     respectivamente, pode se afirmar que

3)  ( Unibh- MG)  Nas extremidades de um fio considerado ôhmico está

     aplicada  uma ddp que origina a passagem de uma corrente de 2  A . Se

     triplicarmos essa ddp, a intensidade  da corrente será:

4) (Unifor - CE) Um fio condutor, submetido a uma tensão de 1,5 V, é

     percorrido por uma corrente de 3 A .  A resistência elétrica desse condutor,

     em ohms, é de:

LE.207 1a Lei da Termodinâmica

                                                     Escola Estadual "Mauricio Murgel"

LE.207  1^a Lei da Termodinâmica

 

Exercícios de Fixação:

 

1)     Um gás recebe  de uma fonte de calor uma quantidade  Q = 9 cal e fornece 2,54 J de trabalho a um meio. Sendo 1 cal = 4,2 J. Calcule a variação  da energia interna do gás?

2) Numa  expansão isobárica , sob pressão  P = 2x10⁵ N/m² , um gás  variou se

     volume desde  V₁ = 2x10^-4 m³  até  V₂ =  5x10^-4 m³. Calcule o trabalho realizado 

      pelo gás,

3) Numa  expansão isobárica , sob pressão  P = 2.10⁵ N/m² , um gás  variou se volume

    desde  V1 = 2.10^-4 m³  até  V2 =  5.10^-4 m³.  Sabendo que a quantidade de calor

     trocada  pelo gás  com uma fonte externa foi de  delta Q = 80J, determine:

      a) o trabalho realizado pelo gás b) a  variação  da energia interna do gás

4)  Um gás sofre uma transformação isobárica sob pressão de 100 N/m². Calcule o

      trabalho realizado pelo gás, quando o volume passa de 10 m³ para 20 m³.

5)  Em sistema termodinâmico  realiza - se um trabalho de 50Kcal, sendo a sua 

     variação de energia interna igual a 120Kcal. Qual a quantidade de calor fornecida ao

     sistema em joules?

Questões de vestibulares:.

 

1)     (PUC - MG) Num processo à pressão constante de 1,0 x 10⁵ Pa, um gás aumenta seu volume de 9 x 10^-6 m³ para  14 x 10^-6 m³. O trabalho realizado pelo gás, em joules, é:

2)     (Fatec - SP) Um sistema termodinâmico recebe 600J sob a forma de calor, enquanto realiza trabalho de 400J. A variação de sua energia interna é:

3)     (UFPB)Se um sistema sofre uma transformação na qual  recebe 20Kcal de calor e realiza um trabalho de 10Kcal, qual a variação de sua energia interna?

4)      (Osec - SP) Numa transformação isobárica, o volume de um gás ideal aumentou de 0,2 m³ para 0,6 m³, sob pressa de  5 N/ m² . Durante o processo, o gás  recebeu 5J de calor do ambiente. Qual foi a variarão da energia interna do gás?

5)     (UFMG) Em uma transformação isobárica de um gás perfeito mantido a 2,0 x 10⁵ N/m²  de pressão, forneceram-se 1500J de calor e provocou-se um aumento de volume de 3,0 litros. Em joules, qual foi a variação da energia interna do gás?

6)     (PUC - RS) A um gás mantido a volume constante são fornecidos 500 J de calor. Em  correspondência, o trabalho realizado pelo gás e a variação da energia interna são de:

7)  (UFRN) Um sistema termodinâmico realiza um trabalho de 40Kcal quando recebe 

       30Kcal de calor. Nesse processo, a variação de energia interna desse sistema  é:

8)      (PUC -RS) Um  sistema recebe 300 cal de uma fonte térmica, ao mesmo tempo  em que realiza um trabalho de 854 J. Sabendo - se que 1 cal = 4,18J,  pode - se afirmar  

      que a energia interna do sistema aumenta de:

9) (Unesp - SP) a energia interna  U de uma certa quantidade  de gás , que se comporta

     como gás ideal, contida em um recipiente, é proporcional à temperatura T, e o seu

     valor  pode ser calculado utilizando a expressão  U = 12,5T. A temperatura deve ser

     expressa em kelvins e a energia em joules. Se inicialmente o gás  está a temperatura

     T = 300 k e, em uma transformação a volume constante, recebe 1250 J de uma fonte

     de calor, sua temperatura final será:

 

LE205. Dilatação Volumétrica

                                        Escola Estadual "Mauricio Murgel"

Disciplina: Física    Prof: Marcos Faria 2 ano ensino médio

LE205. Dilatação Volumétrica

Exercícios de Fixação:

1)  Um parafuso de latão tem 5 cm³  de volume a 30^oC. Qual a variação de volume

      desse parafuso quando sua temperatura cair para -50^oC .Sendo a   2,0 X 10^-5 oC ^-1

2)     Um recipiente de cobre tem 2000 cm³ de capacidade a 0^oC. Calcule sua capacidade a 100^oC. Dado coeficiente de dilatação linear do cobre a 17 x 10^-6 oC ^-1

3)     O tanque de gasolina de um carro, com capacidade para 60 litros, é completamente  cheio a 10^oC, e o carro é deixado num estacionamento onde a temperatura é de 30^oC. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina é 1,1 x 10^-3 oC ^-1  , qual a quantidade de gasolina derramada.

4) Quais os coeficientes de dilatação superficial e volumétrica do zinco sabendo que o

     alfa do  zinco é 26X 10^-6  o C ^-1 ?

5)  Um vendedor de gasolina recebe, em seu tanque, 2000 litros de gasolina à

      temperatura de 30^oC. Qual a perda em litros se toda a gasolina for vendida à

      temperatura de 20^oC, sabendo-se que o coeficiente de dilatação da gasolina é 1,1

       x10^-3  C^-1  ?

 6) Qual a dilatação volumétrica sofrida por uma esfera metálica do alumínio de volume

      igual a 150 cm³ cuja temperatura aumentada de 100^o C ?  a= 22 X 10^-6 o C ^-1

7)  Um bloco de ferro tem um volume de50 cm³ a 0^oC. Determinar ate qual temperatura

      devemos aquece-lo a fim de que seu volume seja igual a 50,425 cm³  . Dado o

      coeficiente de dilatação linear do ferro = 12 x 10^-6 o C ^-1

8)  Um tubo de vidro tipo pirex tem um volume interno de 50 cm³ a 20^o C. Determine o

      volume interno desse tubo à temperatura de 60^o C.         

      Dado a do vidro pirex  =  26 X 10^-6 o C ^-1   sendo o gama do vidro = 3 X alfa do 

      vidro.

9)  Uma companhia compra 1,0 X 10⁴   litros de petróleo à temperatura de 28^o C. Se o

       petróleo for vendido à temperatura de 8^o C, qual a perda da companhia em litros?

       O  coeficiente de dilatação cúbica do petróleo é 9,0 X 10^-4o C ^-1

Questões de vestibulares:

1)     (PUC - SP) Uma esfera de aço tem um volume de 100 cm³ a 0^o C. Sabendo que o 

1)  coeficiente de dilatação linear do aço é de 1,2 X 10^-6 o C ^-1, o acréscimo de volume

1)  sofrido por essa esfera, quando aquecida a 500^o C é de :

2)     ( ITA - SP) Um pequeno tanque, completamente preenchido com 20,0 l  de gasolina a 0^oF, é g = 0,0012^o C^-1 o coeficiente de  expansão volumétrica da gasolina, o volume de gasolina logo a seguir  transferido para uma garagem mantida à temperatura de 70^oF. Sendo que vazará em conseqüência do seu  aquecimento até a temperatura da garagem é:

LE204 Dilatação superficial

                                 Escola Estadual "Mauricio Murgel"

Disciplina: Física    Prof: Marcos Faria 2 ano ensino médio

LE204  Dilatação superficial

Exercícios de Fixação:

1)  Considere a chapa do exercício  7 da lista de exercícios anterior:

a) Qual  o valor  de seu coeficiente de dilatação superficial, b?

b)     Calcule o aumento  na área da chapa usando o valor de b obtido?

2)   Uma placa de ferro tem um orifício circular de 10Cm de diâmetro, a 25^oC. Calcule o

      diâmetro  do orifício  a 75^oC. O coeficiente de dilatação linear do ferro igual a  1,2x

      10^-5  oC ^-1

3)   Uma placa apresenta inicialmente uma área de 1m²  a 0^o C. ao ser aquecida até 50^oC 

      sua área aumentada de 0,8 cm² Determine o coeficiente de dilatação linear do

      material que constitui a placa.

4)     Uma chapa de alumínio tem 300,0 cm² de área a 20^oC. Determine sua área 120^oC,

      sendo  a =  2,4 x 10^-5  oC ^-1

5) Uma placa de ferro  apresenta, a 10^o C uma área de 100  cm² . Calcule a área da placa 

     a  90^o C? Dado a fe = 1,2 X 10^-5  o C ^-1

7) Uma placa metálica tem área de 500 cm² a 30^o C . Qual será a área da placa a 50^o C?

     Dado a = 2 X 10^-5  o C ^-1

8)     Uma placa retangular de alumínio tem área de 40 cm² a 0^oC. Sabendo que o coeficiente de dilatação superficial do alumínio e 48 x 10^-6  o C ^-1calcule:

       a) a área final da placa a 50^oC?   b) a área final da placa a - 20^oC?

9)     Uma chapa quadrada de ferro tem 1 m de lado a 10^oC. sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é  12 x 10^-6 C^-1 , calcule a área da chapa num local cuja a temperatura  é de 35^oC.

10) Uma placa retangular mede 10cm x 20cm quando está a 0^oC. O material da placa tem coeficiente de dilatação linear de 10^-6 C^-1 . Quando a temperatura é de 20^oC, a área da placa varia:

11) O coeficiente de dilatação linear do alumínio é 22 x 10^-6  oC ^-1 . Uma placa de alumínio tem a 0^oC área igual a 5 m² . Determine a área da placa a 200^oC ?

12) Um anel de ouro apresenta a área interna de 5cm a 20^oC. Determine a dilatação superficial que ocorre quando o anel é aquecido a 120^oC. a au =  30 x10^-6  oC ^-1 

Questões de vestibulares:

1)     (Fuvest - SP) Considere  uma chapa de ferro circular, com um orifício circular concêntrico, à temperatura inicial de 30^oC, o orifício tem diâmetro de 1,0 cm. A chapa é então aquecida até 330^oC. qual a variação do diâmetro do furo, se o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12 x 10^-6  oC ^-1

2)  (UFU - MG) Um orifício numa panela de ferro, a 0^o C, tem 5 cm²  de área, se o 

     coeficiente de dilatação linear do ferro e de 1,2 X 10^-5  o C ^-1, a área desse orifício a

     300^o C será em cm² ?

LE.304 Campo Elétrico

                                   Escola Estadual "Mauricio Murgel"

Disciplina: Física    Prof: Marcos Faria 3 ano ensino médio

LE.304  Campo  Elétrico

  Exercícios de fixação:

1)  Determine a força elétrica criada a partir de um campo elétrico de 6x 10⁵ N/C e de uma carga de: a)  2µC e b) -3µC

2)  Calcule o módulo do vetor campo elétrico criado por uma carga de 2µC num ponto situado a 20 cm da carga.

3)  Determine  a intensidade  da força elétrica que atua numa carga pontual de 40µC, quando esta  é colocada  num ponto de um campo elétrico E = 500 N/C.

4)  Num ponto B situado a 10 cm de uma carga Q, o módulo do vetor campo é  4 x 10⁵ N/C. Qual  é o módulo da carga criadora do campo.

5)  Uma carga de 8µC colocada  no ponto P, fica sob a ação de uma força elétrica de intensidade 16 N. Qual a intensidade do campo elétrico no ponto P?

6) Uma carga  Q cria um campo elétrico de intensidade 9 x 10⁹ N/ C , a uma distância de 1 m, no vácuo. Determine:

     a)  O valor da carga Q.       b) O campo elétrico à distância de 2 cm da carga

7)  Calcule o módulo do vetor campo elétrico criado por uma carga de -4µC num ponto situado a 20 cm da carga.

8)  Determine o campo elétrico num ponto P situado a  1m  da carga  Q = 10^-6 C

9) Determine a intensidade do campo elétrico criado por uma carga pontual Q de -8,0µC, em um ponto A situado a 6,0 cm dessa carga. O meio é o vácuo,  cuja constante eletrostática é igual a 9 x 10⁹ m²/ C²

10) Duas partículas eletrizadas com cargas iguais a + 25µC estão  colocadas a 1,0 m uma da outra, no vácuo, onde a constante eletrostática vale 9 x 10⁹ m²/ C² . Não havendo influência de outras cargas, determine a intensidade do campo eletrostático que cada carga cria no ponto P, situado a meia distância entre elas.

11) Um condutor esférico, de raio igual a 20cm, recebe 2,5 x 10¹³ elétrons.  

      Determine o módulo campo elétrico criado a 60cm do centro do condutor.

 Considere e = 1,6 x 10^-19C e Ko = 9,0 x 10^oN m²/C²  Sugestão: Q = ne

12) A uma distância de 1 m do centro de uma esfera de raio r (  colocada no vácuo), carregada com carga q = 10^-4 C, uniformemente distribuída sobre uma superfície, o campo elétrico, em 10⁵ N/C, vale:

Questões  de Vestibulares:

1) (EFOA-MG)  Uma partícula de carga elétrica q = 3x 10^-8 C, colocada num

 ponto P localizada a 3 m de uma carga Q, no vácuo, sofre a ação de uma

 força de módulo F = 1,5 x 10^-2 N. Qual  o módulo do campo elétrico em P?

2)  (UFRGS) O módulo do vetor campo elétrico produzido por uma carga elétrica puntiforme em um ponto P é igual a E. Dobrando-se a distância entre a carga e o ponto P, por meio do afastamento da  carga, o módulo do vetor campo elétrico nesse ponto muda para:

3)  (UCS - RS) Uma carga elétrica q fica sujeita a uma força elétrica  de 4,0 mN ao ser colocada num campo elétrico de 2,0 kN/C. O valor da carga elétrica q em mC é de:

LE 203. Dilatação linear

                                                       Escola Estadual "Maurício Murgel"

LE 203. Dilatação linear

Exercícios de Fixação

 1)     Uma barra de ferro, homogênea, é aquecida de 10^oC até 60^oC. Sabendo-se que a barra a 10^oC tem um comprimento  igual a 5,000 m e que o coeficiente de dilatação linear do ferro é igual a 1,2 x 10^-5  oC^-1 . determine: a)     a dilatação  ocorrida;         b) o comprimento final

2)     Uma  barra de cobre, homogênea e uniforme, mede 20 m, a 0^oC. Calcule a variação do comprimento dessa barra, em milímetros, quando aquecida a 50^oC. Dado o coeficiente de dilatação linear do cobre  =  1,6 x 10^-5  oC^-1

3)     Um fio de cobre, com 1,000 m de comprimento a 20^oC, foi  colocado em forno, dilatando-se até atingir 1012 mm. Qual é a temperatura do forno suposta constante? Dado o coeficiente de dilatação linear do cobre  =  1,6 x 10^-5  oC^-1

4)     Uma régua de alumínio tem comprimento de 200,0 cm a 20^oC. Qual o valor, em centímetros, do seu comprimento a 60^oC? Dado o coeficiente de dilatação linear do alumínio =  2,5 x 10^-5  oC^-1

5)     No Canadá existe uma ferrovia com 600 km de extensão,  numa região onde a temperatura varia de - 10^oC ( no inverno) a 30^oC ( no verão). O coeficiente de dilatação linear do material dos trilhos é da ordem de 10^-5  oC^-1 . Faça uma estimativa, em metros, da variação da extensão dessa ferrovia, tomando como referência as temperatura fornecidas.

6)     Uma barra de metal de comprimento lo, a 0^oC, sofreu um alongamento de 0,1% quando aquecida a 100^oC. Qual o coeficiente de dilatação do metal?

7)  Uma chapa de zinco, de forma retangular, tem 60 cm de comprimento e 40cm de

      largura  `a temperatura  de 20^oC. Supondo que a chapa foi aquecida até 120^oC e seu,

      a =  25 X 10^-6  oC ^-1 Calcule:

      a)  a dilatação  no comprimento da chapa,

b)     a dilatação na largura da chapa.

8)     Uma barra homogênea sofre  uma variação de 3mm em seu comprimento quando sua temperatura é elevada de 30^oC para 50^oC. Se em seguida a temperatura dessa barra for elevada de 50^oC para 70^oC sofrerá uma dilatação em seu comprimento.

9)     Uma barra de uma certa liga metálica, com 3,0 m de comprimento, sofre  uma dilatação Dl quando sua temperatura aumenta 50^oC. Outra barra, do mesmo material e com 6,0 m de comprimento, quando tiver um aumento de 150^oC, sofrerá uma dilatação igual a:

Questões de vestibulares:

 

1)     (UEL - PR)  Uma barra metálica, inicialmente à temperatura de 20^oC, é  aquecida  até 260^oC e sofre uma dilatação igual a 0,6% de seu comprimento inicial. Qual o coeficiente de dilatação linear médio do metal, nesse intervalo de tempo?