Instituto Federal Federal de Educação, Ciência e Tecnolog Tecnologia ia - Sul de Minas Gerais - Câmpus Machado !ista de E"erc#cios !eis de $e%ton, Medidas e suas &plicaç'es &plicaç'es
Questã Questão o 02) Quando Fahrenheit defniu a
esca escala la termo termomé métr trica ica que que hoje hoje leva leva o seu seu nome nome,, o prim primei eiro ro ponto ponto fxo fxo defn defnid ido o por por ele, ele, o 0ºF, 0ºF, cor correspo espond nde e à temp temper erat atur ura a obtida ao se misturar uma porção de cloreto de amn amnia ia com com tr!s tr!s por porç"es ç"es de neve neve,, à pressão de #atm$ Qual é esta temperatura na escala %elsius& e' (#),)º% *m turi turist sta a bras brasil ilei eirro, ao dese desemb mbar arca carr no aer aeropor oporto to de %hic %hica+ a+o, o, obser observo vou u que que o valor valor da temp temper erat atura ura l indi indica cado do,, em -F, -F, era era um quin quinto to do valo valorr correspondente em -%$ . valor observado /oi e' 1 2 -F Questão
09)
Quando Quando se deseja deseja reali reali3ar 3ar exper xperim imen ento tos s a baix baixas as temp temper erat atur uras as,, é muito muito comu comum m a util utili3 i3aç ação ão de nitr nitro+!nio o+!nio l4quido l4quido como como re/ri re/ri+er +erante ante,, pois seu ponto ponto normal de ebulição é de 1 #56 º%$ 7a escala 8elvin, esta temperatura vale a' )) 8 Questã Questão o 10)
Questão 16) 7uma cidade da 9uropa, no
*m pesquisador desatento, para não di3er maluco, ao reali3ar suas medidas experimentais, utili3ou al+uns instrumentos de /or /orma adeq adequa uada da e, outr outros os de /or /orma inadequada uada$$ %onsi nsider derando que o seu seu labo labora rat@ t@ri rio o se loca locali li3a 3a ao n4ve n4vell do mar, mar, veri verifq fque ue em quais quais situ situaç aç"e "es s ele ele adoto adotou u procedimentos corretos 0#$ usou um ohm4metro, para medir a d$d$p de uma pilhaA 0:$ usou um termmetro +raduado até #>0ºF, para medir a temperatura da +ua /erventeA 02$ usou sou um din dinamm mmetro, par para med medir o peso de um objeto 0<$ usou um barmetro, para medir a velocidade do ventoA #6$ usou um aparelho +raduado em decibéis, para medir o n4vel de intensidade sonora$ Gab: FFBFB
decor decorre rerr de um ano, ano, a temp temper erat atur ura a mais mais o baixa no inverno /oi :; F e a mais alta no verão /oi <6 oF$ = variação da temperatura, em +raus %elsius, ocorrida nesse per4odo, naquela cidade, /oi b' ;>,0o% mquin ina a tér térmica mica Questão 31) *ma mqu rever revers4v s4vel el opera opera entre entre dois reser reservat vat@ri @rios os *ma caixa de flme térmicos de temperaturas #00-% e #:)-%, Questão 18) /oto /oto+r +rf fco co tra3 tra3 a tabe tabela la apr apresent sentad ada a respectivamente, +erando +ases aquecidos abaixo, para o tempo de revelação do flme, para acionar uma turbina$ = efci!ncia dessa em /unção da temperatura dessa revelação$ mquina é melhor representada por b' 6,
6 5 oF (1 8oC )
6 8oF ( 2 0 oC )
7 0 oF (2 1o C )
o
72 F ( 2 2 oC )
o
75 F ( 2 4 oC )
+s ideal so/re uma Questão 35) *m +s
trans/ormaç trans/ormação ão c4clica = → D → % → =, em que = → D é uma trans/ormação isotérmica, D → % , isobrica e % → =, isovoluméttrica$ o = temperatura em F cor correspon sponde de .s +rfcos da temperatura em /unção do exatamente ao seu valor na escala %elsius, volume E x B' e da pressão em /unção do apenas para o tempo de revelação, em min, volume EG x B', para as trans/ormaç"es = → de D e D → % , são, respectivamente b' 5 ,0 1 0 ,5
9
8
7
6
Questão 24) =h? 9u t maluco?
a (
T
P
. .
. .
B
C
B
A
Questão 67) *m motor de combustão /oi
) (
. .
T
P
A
c(
T
P
. . A
. . . . B
B
C
C
T
.
A
B
B
B
d (
projetado de tal /orma que é capa3 de reali3ar, em al+uns ciclos, um trabalho de :00 J , retirando :000 J de calor de uma /onte quente e trans/erindo #<00K para uma /onte /ria, con/orme o dia+rama apresentado a se+uir$
.
P
. . C
B
Gab: = Questão 41) %ostuma1se especifcar os
motores dos autom@veis com valores numéricos, #$0, #$6, #$< e :$0, entre outros$ 9sses nHmeros indicam também valores crescentes da pot!ncia do motor$ Gode1se explicar essa relação direta entre a pot!ncia do motor e esses valores numéricos porque eles indicam o volume aproximado, em litros, a$' de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior a pot!ncia que o combust4vel pode /ornecer$ b' do consumo de combust4vel e, quanto maior esse volume, maior a quantidade de calor que o combust4vel pode /ornecer$ c' de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior a temperatura que o combust4vel pode atin+ir$ d' do consumo de combust4vel e, quanto maior esse volume, maior a temperatura que o combust4vel pode /ornecer$ e' de cada cilindro do motor e, quanto maior esse volume, maior o rendimento do motor$ Gab: =
=s temperaturas das /ontes /ria e quente valem ;008 e 6008, respectivamente$ %alculando a efci!ncia desse motor e comparando1a com a efci!ncia de uma mquina de %arnot, que opera entre essas mesmas duas /ontes térmicas, podemos afrmar que a efci!ncia dessa mquina é de a' 50C e é /4sicamente imposs4vel, pois se encontra acima da efci!ncia de uma mquina de %arnotA b' 50C e est abaixo da efci!ncia de uma mquina de %arnotA c' :0C e é /4sicamente imposs4vel, pois se encontra acima da efci!ncia de uma mquina de %arnotA d' :0C e est abaixo da efci!ncia de uma mquina de %arnotA e' #0C e est abaixo da efci!ncia de uma mquina de %arnot$ Gab: 9 Questão 71) Gara aliviar a con+estão nasal
e melhorar a respiração, o médico recomendou ao paciente uma sessão de sauna a vapor$ Lentro da cabine da sauna, mantida à temperatura constante, o vapor dM+ua, um banco de madeira e uma barra de aço encontram1se em equil4brio térmico$ . paciente, ao entrar na sauna e sentar1se no banco de madeira, encosta1se na barra de aço e tem a sensação de que a barra est mais quente do que a madeira do Questão 59) *ma usina +eradora de banco e mais quente do que o ar saturado eletricidade produ3 60 IJ$ . vapor entra de vapor dM+ua$ . paciente teve essa na turbina a >:)º% e sai a #:)º%$ = sensação porque efci!ncia da usina corresponde a 60C de a temperatura da barra de aço é uma mquina de %arnot ideal$ Quanto vale a' superior à temperatura da madeira$ a taxa de consumo de calor& b' o vapor dM+ua é melhor condutor e' :00 IJ$ térmico do que a barra de aço$
c' a temperatura da barra de aço é superior à temperatura do vapor dM+ua$ d' a madeira é melhor condutor térmico do que a barra de aço$ e' a barra de aço é melhor condutor térmico do que a madeira$ Gab 9 Questão 72) 7uma tarde quente de verão,
um estudante resolveu /a3er a se+uinte experi!ncia como ele não tinha condicionador de ar, manteve as portas e as janelas abertas em seu ambiente de estudo e colocou sua +eladeira, com a porta aberta, /uncionando no meio da sala$ . que se pode concluir sobre esta experi!ncia do estudante& =ssinale a alternativa correta$ a' = experi!ncia não dar certo, e o estudante aquecer ainda mais a sala$ b' . estudante alcançar seu objetivo, e a sala fcar /ria$ c' = experi!ncia poder dar certo, desde que o estudante utili3e, por exemplo, um ventilador para espelhar rapidamente o ar +elado produ3ido pela +eladeira$ d' = experi!ncia não dar certo porque a +eladeira, di/erente do ar condicionado, est na parte in/erior da sala$ e' = experi!ncia vai dar certo, desde que o estudante /eche as portas e as janelas de sua sala de estudos$ Gab =
Gab: D Questão 77) *m +rupo de ami+os compra
barras de +elo para um churrasco, num dia de calor$ %omo as barras che+am com al+umas horas de anteced!ncia, al+uém su+ere que sejam envolvidas num +rosso cobertor para evitar que derretam demais$ 9ssa su+estão a' é absurda, porque o cobertor vai aquecer o +elo, derretendo1o ainda mais depressa$ b' é absurda, porque o cobertor /acilita a troca de calor entre o ambiente e o +elo, /a3endo com que ele derreta ainda mais depressa$ c' é in@cua, pois o cobertor não /ornece nem absorve calor ao +elo, não alterando a rapide3 com que o +elo derrete$ d' /a3 sentido, porque o cobertor /acilita a troca de calor entre o ambiente e o +elo, retardando o seu derretimento$ e' /a3 sentido, porque o cobertor difculta a troca de calor entre o ambiente e o +elo, retardando o seu derretimento$ Gab: 9 Questão 82) = f+ura abaixo representa
um corte transversal numa +arra/a térmica hermeticamente /echada$ 9la é constitu4da por duas paredes$ = parede interna é espelhada em suas duas /aces e entre ela e a parede externa existe uma re+ião com Questão 75) Neia atentamente cada uma vcuo$ %omo se explica o /ato de que a das afrmaç"es que se se+uem temperatura de um uido no interior da O$ . con+elador de uma +eladeira +arra/a mantém1se quase que inalterada comum é sempre posto na parte superior do durante um lon+o per4odo de tempo& T a m p a is o !a n t e aparelho$ OO$ *m pedaço de carne assa mais rapidamente em um /orno convencional se houver palitos de metal penetrando1o$ P a r e " e e s p e !# a " a OOO$ *m satélite espacial em @rbita n a s " u a s $a % e s transmite, para o espaço va3io, o calor produ3ido pelo /uncionamento de seus *ui"o & %u o componentes eletrnicos$ 9m cada /ato descrito acima, predomina ' a t e r ia ! uma /orma de trans/er!ncia de calor$ p & s t i % o iso!ante = alternativa que relaciona %.PP9=I979 cada /ato com essa /orma predominante é a' O ( conduçãoA OO ( convecçãoA OOO ( radiação$ = temperatura s@ permanecer b' O ( convecçãoA OO ( conduçãoA OOO ( a' inalterada, se o l4quido estiver com uma radiação$ c' O ( radiaçãoA OO ( condução OOO ( baixa temperatura$ b' =s /aces espelhadas da parede radiação$ d' O ( convecçãoA OO ( conduçãoA OOO ( interna impedem totalmente a propa+ação do calor por condução$ condução$
c' %omo a parede interna é duplamente espelhada, ela reete o calor que che+a por irradiação, e a re+ião de vcuo evita a propa+ação do calor através da condução e convecção$ d' Levido à exist!ncia de vcuo entre as paredes, o l4quido não perde calor para o ambiente através de radiação eletroma+nética$ e' Qualquer material plstico é um isolante térmico per/eito, impedindo, Letermine portanto, toda e qualquer propa+ação de a' a tensão aplicada às lTmpadas, calor através dele$ quando o /us4vel do fo neutro est normal Gab: % Esem queimar'A b' a tensão aplicada às duas lTmpadas de baixo, se o /us4vel do fo neutro se queimar$ Questão 83) *ma pessoa adquiriu um condicionador de ar para instal1lo em 7uma resid!ncia, Questão 03) determinado ambiente$ . manual de +eralmente, che+am tr!s fos da rua, dois instruç"es do aparelho tra3, dentre outras, /ases e um neutro, que são li+ados à chave as se+uintes especifcaç"es 5 000 D*sA +eral$ volta+em ::0 BA corrente 2,# =A pot!ncia a' Faça o esquema de uma chave +eral e <:: J$ %onsidere que D* é uma unidade de de tr!s chaves parciais, de modo a obter ener+ia equivalente a :>0 calorias e que o duas chaves de distribuição de ##0B e outra aparelho seja utili3ado para es/riar o ar de de ::0B$ b' Faça um esquema indicando a li+ação um ambiente de #> m de comprimento, por #0 m de lar+ura, por 2 m de altura$ . calor de uma lTmpada com interruptor, de uma espec4fco do ar é de 0,:> calRE+ ⋅º%' e a sua tomada em ##0B e de um chuveiro em ::0B$ densidade é de #,:> S+Rm ;$ . rendimento do aparelho ser mais Questão 04) *ma lTmpada de abajour pr@ximo de possui a se+uinte inscrição E#:)B 1 ::J'$ d' 5#C$ a' . que acontece se a li+armos nos terminais de uma bateria de #:B& b' Ueria poss4vel, se dispuséssemos de Lista Eletricidade *m aquecedor de muitas baterias, li+ar esta lTmpada de Questão 01) ambiente cuja pot!ncia é <00J é li+ado na modo que ela tenha brilho normal& c' 9m caso afrmativo, como voc! /aria& tensão ##0B$ d' %aso não seja poss4vel /a3er a li+ação a' qual o valor da corrente elétrica no da lTmpada nas baterias como e onde ela resistor& b' qual o valor da resit!ncia elétrica do deveria ser li+ada para ter brilho normal& resistor& Questão 05) . dono de uma resid!ncia c' qual deve ser o valor da resist!ncia élétrica do resitor para que ele tenha a resolve /a3er uma estimativa de quanto o aparelho ar condicionado est mesma pot!ncia seja li+ado na tensão seu consumido durante um m!s$ Le posse do ::0B& manual de instruç"es do aparelho descobre Questão 02) 7uma instalação elétrica que a pot!ncia do aparelho é de #>00 J$ . residencial não se deve colocar /us4vel no proprietrio da resid!ncia costuma usar o fo neutro, pois se ele se queimar, é poss4vel aparelho todos os dias iniciando às ::h de que haja um aumento de tensão indesejvel um dia até as 2h do outro$ Ue o SJh custa PV 0,;0, qual o valor encontrado para o em certos aparelhos$ Bamos con/erir& %onsidere o custo mensal de ener+ia elétrica consumida pelo aparelho& esquema
Questão 06) Uabendo1se que # SJh
=o receber a conta de lu3, custa PV 0,:0, qual é o custo da ener+ia correspondente ao m!s re+istrado na elétrica consumida por uma lTmpada de tabela, o morador deve esperar pot!ncia i+ual a 60 J acesa durante < h por umconsumo, em SJh$ Ue o SJh custa PV dia, num m!s de ;0 dias$ 0,#0, qual o custo mensal de ener+ia elétrica nessa resid!ncia& Questão 07) . /us4vel é um dispositivo elétrico que, ao ser inserido num circuito, Nista Pendimento e termodinTmica prote+e(o, pois s@ permite a passa+em de corrente elétrica até um certo valor$ =cima Questão 02) *m autom@vel de # 000 S+ desse valor, o /us4vel queima, est submetido a uma resultante de /orças interrompendo a passa+em da corrente$ que lhe proporciona uma variação de *ma lTmpada de /arol de carro tem as velocidade ao lon+o de um trecho retil4neo se+uintes caracter4sticas elétricas #: BR :2 da estrada$ 9ntre os instantes to X 0 s e t # X J$ Qual é a ampera+em de um /us4vel para #0 s, a velocidade escalar do autom@vel prote+er essa lTmpada& varia, uni/ormemente, de ;6 SmRh para #0< SmRh$ = pot!ncia média dessa resultante de .s disjuntores t!m a /orças, no re/erido intervalo de tempo, é Questão 09) mesma /unção dos /us4veis impedem que a corrente elétrica atinja valores muito altos Questão 03) %om uma bomba hidrulica que danifquem o circuito em que estão de pot!ncia Htil 0,> %B, retira1se +ua de inseridos$ Gara isso, interrompem a um poço de #> m de pro/undidade e passa+em da corrente$ La mesma /orma preenche1se um reservat@rio de >00 litros, que os /us4veis, os disjuntores são locali3ado no solo$ Lespre3ando as perdas, comerciali3ados pelo valor da corrente adotando + X #0 mRs:, a densidade da +ua mxima que permitem passar pelo circuito$ i+ual a # +Rcm; e # %B X )>0 J, o tempo Uuponha que um chuveiro elétrico de +asto para encher o reservat@rio é de pot!ncia >>00J seja o Hnico aparelho Gab: :>0 s li+ado num dos circuitos elétricos de uma casa, cuja tensão é de ::0 B$ Questão 04) *m motor de avião consome a' Qual a ampera+em m4nima do #0$000 K de calor e reali3a ;000 K de disjuntor mais adequada para trabalho mecTnico por ciclo$ . calor provém prote+er esse circuito& da queima do combust4vel, que tem calor b' Ue+undo a tabela abaixo, qual seria o de combustão dado por 6,0x#0 2 KR+$ fo ideal para /a3er esse circuito& =ssinale a alternativa %.PP9= que /ornece, respectivamente, a efci!ncia térmica do motor, a quantidade de calor rejeitada em cada ciclo, a quantidade de combust4vel queimada em cada ciclo e a pot!ncia /ornecida em Jatts, se o motor reali3a 20 ciclos por se+undo$ ;0CA )000KA 0,#)+A #:0 SJ Gab: Questão 05) *m +uindaste com
=s companhias de eletricidade +eralmente usam medidores calibrados em quiloWatt1hora ESJh'$ *m SJh representa o trabalho reali3ado por uma mquina desenvolvendo pot!ncia i+ual a # SJ durante # hora$ . morador de uma casa re+istrou, durante um m!s, o tempo de /uncionamento de todos os aparelhos elétricos con/orme a tabela abaixo$ Questão
11)
rendimento de :>C er+ue uma car+a de meia tonelada a uma altura de )>,0cm no intervalo de >,0s$%onsiderando1se o m@dulo da aceleração da +ravidade local i+ual a #0,0mRs:, a pot!ncia do +uindaste, em SJ, é Gab: ;,0 Questão 06) *ma bomba de >,0 YG é
usada para retirar +ua de um poço cuja g 10,0 m/s 2 =
pro/undidade é #< metros, sendo , # YG X )>0 J e a densidade da +ua i+ual
a #000 S+Rm;$ Ue, em ) horas de operação, 9st correta ou estão corretas /oram retirados 2:0$000 litros de +ua, o Gab: OO e OOO$ rendimento da bomba /oi de . calor dissipado por uma Gab: :0C$ Questão 15) mquina térmica é tr!s ve3es o valor do Questão 11) *ma mquina térmica, trabalho que ela reali3a$ = efci!ncia dessa operando em um ciclo de %arnot, trabalha mquina é de entre as temperaturas de ();º% e ::)º%$ Gab: :>C 9m cada ciclo, a mquina recebe >00 K de calor da /onte quente$ Letermine, Questão 39) =nalise as se+uintes afrmativas aproximadamente, a pot!ncia desenvolvida 1.6( ∆ = 1,6 l* O$ . rendimento dessa mquina é de por um motor , sabendo1se que 20C$ OO$ . trabalho reali3ado pela mquina é ele opera com a pressão média de 8 atm, a 3500 rpm$ de ;00 K$ > : OOO$ . calor rejeitado, por ciclo, para a Lado # atm X #,0#; Z #0 7R m Gab )>,6 SJ$ /onte /ria é de :00K$
