Revisão de Física: Termodinâmica, Óptica e Ondas

1. Princípios Termodinâmicos e Processos

Com base nos princípios termodinâmicos, é correto afirmar que:

1. No processo cíclico, a variação da energia interna é diferente de zero.
2. No processo isotérmico, a temperatura é constante, e no processo isobárico, o volume é constante.
3. No processo isocórico, a temperatura é constante, e no processo isotérmico, o volume é constante.
4. No processo isobárico, a pressão é constante, e no processo isocórico, o volume é constante.
5. No processo isobárico, a temperatura é constante, e no processo isocórico, o volume é constante.

2. Leis da Óptica: Incidência e Reflexão

Quando a luz incide sobre uma superfície refletora plana, ocorre a incidência e a reflexão da luz. Levando-se em conta as leis da óptica, é correto afirmar que:

1. O ângulo de incidência é maior do que o de reflexão.
2. Os ângulos de incidência e reflexão formam ângulos iguais com relação à reta normal.
3. Ocorre a reflexão com relação ao ângulo de incidência e refração com relação ao ângulo de reflexão.
4. Os ângulos de incidência e reflexão não pertencem ao mesmo plano.
5. Os ângulos de incidência e reflexão formam ângulos diferentes com relação à reta normal.

3. Leis da Calorimetria e Equilíbrio Térmico

Para a verificação das Leis da Calorimetria, durante uma aula de laboratório, os estudantes colocaram uma pedra de gelo em fusão com massa igual a $200 \text{ g}$ dentro de um calorímetro de capacidade térmica desprezível. A esse calorímetro fez-se chegar vapor de água a $100 \text{ °C}$. O sistema atingiu o equilíbrio térmico a $60 \text{ °C}$. É correto afirmar que a massa de vapor de água existente nesse momento no calorímetro foi igual a:

1. $50 \text{ g}$
2. $248,27 \text{ g}$
3. $48,27 \text{ g}$
4. $148,27 \text{ g}$
5. $200 \text{ g}$

4. Cálculo de Calor Rejeitado e Massa Queimada

O caminhão utilizado para transportar equipamentos eletrônicos de uma indústria possui motor a gasolina. Em média, consome $10000 \text{ J}$ de calor e realiza $2000 \text{ J}$ de trabalho mecânico em cada ciclo. O calor é obtido pela queima de gasolina com calor de combustão $L_c = 5,0 \times 10^4 \text{ J/g}$. Com base nessas informações, é correto afirmar que a quantidade de calor rejeitada e a quantidade de gasolina queimada em cada ciclo são, respectivamente, iguais a:

Dados: $Q = m \cdot L$; $Q = m \cdot c \cdot \Delta \theta$; $W = P \cdot \Delta V$; $\Delta U = Q - W$

1. $12000 \text{ J}$ e $0,20 \text{ g}$
2. $12000 \text{ J}$ e $20 \text{ g}$
3. $-8000 \text{ J}$ e $0,20 \text{ g}$
4. $80000 \text{ J}$ e $0,15 \text{ g}$
5. $-8000 \text{ J}$ e $15 \text{ g}$

5. Fenômeno de Desvio da Luz na Água

A luz desenvolve no vácuo velocidade igual a $300000 \text{ km/s}$. Ao entrar na água, sofre desvio. Isso ocorre devido ao fenômeno da:

1. Difração
2. Refração
3. Reflexão
4. Reflexão total
5. Dispersão

6. Enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica

A Segunda Lei da Termodinâmica tem aplicação na natureza e é importante na obtenção de energia pelos seres vivos. A energia solar é absorvida pelos vegetais fotossintetizantes e realiza uma série de transformações. Em cada um dos processos, a energia útil torna-se menor. O entendimento básico das leis da Física leva-nos a buscar soluções para os problemas ambientais que o planeta tem vivenciado, como o efeito estufa, os furacões, terremotos, etc. A Segunda Lei da Termodinâmica pode ser enunciada da seguinte forma:

1. Todos os sistemas são capazes de converter energia térmica em outra forma de energia, desde que a transformação seja isotérmica.
2. A variação da energia interna de um sistema é sempre igual ao trabalho realizado pelo sistema.
3. É impossível ter um sistema que converta completamente e continuamente a energia térmica em outra forma de energia.
4. Não existe calor nesse sistema porque a energia interna é nula.
5. A variação da energia interna de um sistema ocorre porque o calor flui de um corpo frio para outro quente.

7. Conversão de Temperatura: Kelvin para Celsius

O nitrogênio é muito utilizado nos laboratórios. Os microscópios eletrônicos necessitam de nitrogênio a baixa temperatura, geralmente essa temperatura fica na marca dos $77 \text{ K}$. Um estudante de iniciação científica ficou com a tarefa de alimentar o microscópio eletrônico de varredura de seu laboratório sempre que esse fosse utilizado. Porém, no recipiente contendo o nitrogênio, a temperatura marcada estava em graus Celsius. O estudante deve utilizar o nitrogênio contido no recipiente que estiver marcando a temperatura de:

1. $-350 \text{ ºC}$
2. $-77 \text{ ºC}$
3. $100 \text{ ºC}$
4. $-196 \text{ ºC}$

8. Cálculo do Índice de Refração de um Material

A luz se propaga no vácuo com velocidade $c = 3,0 \times 10^8 \text{ m/s}$ e, através de certo material transparente, com velocidade $v = 2,5 \times 10^8 \text{ m/s}$. O índice de refração desse material é:

1. 0,96
2. 2,30
3. 1,20
4. 1,00
5. 1,50

9. Tamanho da Imagem em Espelho Côncavo

Um espelho côncavo tem $24 \text{ cm}$ de raio de curvatura. Olhando para ele de uma distância de $6,0 \text{ cm}$, qual o tamanho da imagem observada de uma cicatriz de $0,5 \text{ cm}$, existente no seu rosto?

1. $0,5 \text{ cm}$
2. $2,4 \text{ cm}$
3. $1,0 \text{ cm}$
4. $6,0 \text{ cm}$
5. $0,2 \text{ cm}$

10. Imagem Conjugada em Espelho Côncavo

Quando colocamos um pequeno objeto real entre o foco principal e o centro de curvatura de um espelho esférico côncavo de Gauss, sua respectiva imagem conjugada será:

1. Real, invertida e menor que o objeto.
2. Real, direita e maior que o objeto.
3. Real, invertida e maior que o objeto.
4. Virtual, invertida e maior que o objeto.
5. Virtual, direita e menor que o objeto.

11. Formas de Transmissão de Calor

Assinale a alternativa correta:

1. A convecção térmica só ocorre nos fluidos, ou seja, não se verifica no vácuo nem em materiais no estado sólido.
2. No vácuo, a única forma de transmissão do calor é por condução.
3. A condução e a convecção térmica só ocorrem no vácuo.
4. A radiação é um processo de transmissão do calor que só se verifica em meios sólidos.
5. A condução térmica só ocorre no vácuo.

12. Imagem Formada por Espelho Convexo

A vigilância de uma loja utiliza um espelho convexo de modo a poder ter uma ampla visão do seu interior. A imagem do interior dessa loja, vista através desse espelho, será:

1. Real e situada entre o foco e o espelho.
2. Real e situada entre o foco e o centro da curvatura do espelho.
3. Real e situada entre o centro e o espelho.
4. Virtual e situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
5. Virtual e situada entre o foco e o espelho.

13. Conceito Físico de Temperatura (Escala Kelvin)

O célebre físico irlandês William Thomson, que ficou mundialmente conhecido pelo título de Lorde Kelvin, entre tantos trabalhos que desenvolveu, "criou" a escala termométrica absoluta. Esta escala, conhecida por escala Kelvin, consequentemente não admite valores negativos, e, para tanto, estabeleceu como zero o estado de repouso molecular. Conceitualmente, sua colocação é consistente, pois a temperatura de um corpo se refere à medida:

1. Da quantidade de movimento das moléculas do corpo.
2. Da energia térmica associada ao corpo.
3. Da energia cinética das moléculas do corpo.
4. Do grau de agitação das moléculas do corpo.
5. Da quantidade de calor do corpo.

14. Fenômenos Ópticos Envolvidos na Miragem

Um motorista está dirigindo numa estrada retilínea num dia muito quente. Ele observa "poças de água" na estrada ao longe, mas quando o carro se aproxima as poças desaparecem. Esta miragem ocorre devido a alguns efeitos ópticos. São eles:

1. Absorção e refração da luz
2. Refração e reflexão total da luz
3. Difração e refração da luz
4. Absorção total da luz
5. Difração e reflexão da luz

15. Cálculo do Fluxo de Calor por Condução

Um grande tanque cilíndrico de água com fundo de $1,7 \text{ m}$ de diâmetro é feito de ferro galvanizado de $52,2 \text{ mm}$ de espessura. Quando a água esquenta, o aquecedor a gás embaixo mantém a diferença de temperatura entre as superfícies superior e inferior da chapa do fundo em $2,3 \text{ ºC}$. Qual é o fluxo de calor conduzido através da placa aproximado?

Dados: Condutividade térmica do ferro é igual a $67 \text{ W/(m·K)}$

1. $80000 \text{ W}$
2. $72000 \text{ W}$
3. $45000 \text{ W}$
4. $67000 \text{ W}$
5. $50000 \text{ W}$

16. Movimento de Partículas em Onda Transversal

Ondas mecânicas são do tipo transversal, longitudinal ou mista. Na onda transversal, as partículas do meio:

1. Realizam movimento cuja trajetória é senoidal.
2. Realizam movimento retilíneo uniforme.
3. Movem-se numa direção perpendicular à direção de propagação da onda. (Correção da chave de resposta do simulado)
4. Movem-se numa direção paralela à direção de propagação da onda.
5. Não se movem.

17. Cálculo da Velocidade da Onda

Durante um vendaval, foi observada a criação de uma sequência de ondas na superfície de um lago, que ocorriam através de abalos com intervalos de $4 \text{ s}$, originando ondas com cristas que se distanciavam $8 \text{ cm}$ umas das outras. Considerando as informações, identifique o item que apresenta uma informação VERDADEIRA com relação à velocidade das ondas.

1. $2 \text{ cm/s}$ (Cálculo: $v = \lambda/T = 8 \text{ cm} / 4 \text{ s} = 2 \text{ cm/s}$. Correção da chave de resposta do simulado)
2. $24 \text{ cm/s}$
3. $4 \text{ cm/s}$
4. $0,5 \text{ cm/s}$
5. $12 \text{ cm/s}$

18. Determinação da Frequência de Ondas

Um menino em passeio de final de semana visita o lago do Quitandinha, na cidade de Petrópolis, no Rio de Janeiro. Ao jogar no lago comida para os peixes, provoca ondas de $2,0 \text{ cm}$ de comprimento de onda, com velocidade de $3,0 \text{ cm/s}$. Considerando estas informações, determine a frequência destas ondas.

1. $5,0 \text{ hertz}$
2. $12 \text{ hertz}$
3. $18 \text{ hertz}$
4. $9 \text{ hertz}$
5. $1,5 \text{ hertz}$

19. Cálculo do Comprimento de Onda

Uma menina executa um movimento vibratório em uma corda presa a uma parede a cada $1 \text{ s}$. Sabendo-se que a corda tensionada possui $10 \text{ m}$ de comprimento e que uma crista produzida leva $4 \text{ s}$ para atingir a parede, determine a opção que indica o comprimento de onda produzido.

1. $2,5 \text{ m}$
2. $5 \text{ m}$
3. $0,4 \text{ m}$
4. $10 \text{ m}$
5. $40 \text{ m}$

20. Relação entre Frequência e Comprimento de Onda

Um aluno da disciplina Física, após estudar o assunto "Ondas", observa em um lago uma sequência de ondas em dois instantes diferentes, $t_1$ e $t_2$. A distância entre duas cristas consecutivas em $t_1$ é o dobro da distância entre duas cristas consecutivas no instante $t_2$. Considerando as informações anteriores, podemos afirmar que existe a seguinte relação entre a frequência das ondas $f_1$, correspondente ao instante $t_1$, e a frequência das ondas $f_2$, correspondente ao instante $t_2$.

1. $f_1 = 2 f_2$
2. $f_1 = 4 f_2$
3. $f_1 = 0,5 f_2$
4. $f_1 = 8 f_2$
5. $f_1 = 0,25 f_2$

21. Grandezas Físicas na Modelagem de Ondas

A modelagem matemática é essencial para descrever o comportamento físico-químico que observamos na natureza, incluindo perturbações energéticas que se propagam em meios materiais ou mesmo no vácuo, como é o caso de algumas ondas. Entre as grandezas físicas utilizadas para efetivar esta modelagem relativa às ondas, podemos citar, com EXCEÇÃO de:

1. Período.
2. Velocidade.
3. Frequência.
4. Comprimento de onda.
5. Coeficiente de dilatação.

22. Efeito da Interferência na Onda Resultante

Quando duas ondas interferem, a onda resultante apresenta sempre pelo menos uma mudança em relação às ondas componentes. Tal mudança se verifica em relação à(ao):

1. Fase
2. Frequência
3. Comprimento da onda
4. Período
5. Amplitude

23. Relação entre Período e Frequência de Ondas

Na década de 60, diversos testes nucleares foram deflagrados no mar, provocando em algumas situações ondas com vários de amplitude. Suponha que em um destes testes, duas bombas diferentes, A e B, foram detonadas em regiões diferentes do oceano, provocando ondas de mesma velocidade, porém de comprimentos de onda diferentes, com a bomba A provocando ondas com o dobro de comprimento da bomba B. Considerando este contexto, PODEMOS AFIRMAR que:

1. A onda provocada pela bomba A terá maior período e maior frequência da onda provocada por B.
2. A onda provocada pela bomba A terá maior período e menor frequência da onda provocada por B.
3. A onda provocada pela bomba A terá menor período e menor frequência da onda provocada por B.
4. A onda provocada pela bomba A terá o mesmo período e a mesma frequência da onda provocada por B.
5. A onda provocada pela bomba A terá menor período e maior frequência da onda provocada por B.