Compilado Provas de 1 a 3-com Resposta-2022 1

12/05/2022 15:26 Questionário 5 - Questões dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012641&cmid=3337378 1/2  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Friday, 11 Feb 2022, 08:31 Estado Finalizada Concluída em Friday, 11 Feb 2022, 09:21 Tempo empregado 49 minutos 36 segundos Avaliar 1,70 de um máximo de 4,00(43%)  12/05/2022 15:26 Questionário 5 - Questões dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012641&cmid=3337378 2/2 Questão 1 Completo Atingiu 0,20 de 2,00 Questão 2 Completo Atingiu 1,50 de 2,00 Considere uma garrafa com meio litro de água à temperatura e pressão ambientes. Quais são os estados microscópicos e os macroscópicos deste sistema termodinâmico? Explique. (máximo 500 caracteres). A um estado macroscópico, estão associados muitos estados microscópicos. No caso da água, as moléculas apresentam uma menor união e maior agitação, de forma que apresentam forma variável e volume constante. No estado microscópico, à temperatura ambiente, a velocidade típica da água estaria à 500m/s. Comentário: >> A um estado macroscópico, estão associados muitos estados microscópicos. até aqui está ok, mas a tua resposta não define o que são estados microscópicos e macroscópicos do sistema. Com relação à atividade de laboratório gravada pelo prof. Alexandre (vídeo https://www.youtube.com/watch? v=G7UxP9xUUB8&feature=youtu.be) com o objetivo de calcular o calor específico de 3 materiais (cobre, alumínio e chumbo) e que foi objetivo de estudo estudo do questionário 3. Usando os valores de massa e temperaturas medidos pelo Prof. Alexandre e mais a discussão no roteiro do laboratório (http://www.if.ufrgs.br/fis183/laboratorio-calor-especifico.pdf), é possível calcular o calor específico de 3 materiais. Comparando os valores medidos com os valores tabelados para cada material, nota-se que o valor medido experimentalmente foi menor nos 3 casos. Discuta pelo menos uma possível fonte de erro neste experimento e, com base nisto, explique porque você esperaria que o valor experimental fosse menor que o tabelado (e não maior ou igual). Máximo 500 caracteres. O sistema não troca energia com o meio externo, mas isso não acontece na prática. Nem toda a energia de fato é aproveitada dentro do sistema, pois uma parcela é perdida. Então, se o valor de energia aproveitada no sistema é menor, e a capacidade calorífica e calor estão relacionados de forma direta, o valor medido é menor que o tabelado, visto que o aparato experimental utilizado é mais simplificado e com um rigor menor do que aquele utilizado para as medições em laboratórios especializados. Comentário: A tua resposta está correta, mas incompleta. Note que a temperatura de equilíbrio dos materiais é também alterada pelo fato de não haver isolamento total do sistema. Mas temperatura e calor específico estão relacionados de maneira inversa.  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 1/6  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Friday, 11 Feb 2022, 09:22 Estado Finalizada Concluída em Friday, 11 Feb 2022, 10:58 Tempo empregado 1 hora 35 minutos Notas 2,00/4,00 Avaliar 2,50 de um máximo de 5,00(50%)  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 2/6 Questão 1 Incorreto Atingiu 0,00 de 1,00 A figura abaixo é uma representação da temperatura do ar em função da distância a uma janela em um dia de verão. A janela é feita de um vidro que tem condutividade térmica k =1W/m.K e tem dimensões de 1m x 1m x l , onde l =0,3cm é a espessura do vidro. A diferença de temperatura entre as superfı́cies externa e interna do vidro, a qual não é visı́vel na escala do gráfico é de ΔT =0,02. Sabendo-se que a condutividade térmica do ar é de k =0,026W/m.K e que a escala horizontal do gráfico é dada por d =9cm, calcule a diferença de temperaturas (T -T ) em °C. . Responda com o sinal e duas casas decimais. Resposta: A resposta correta é: 22,33 v v v v ar s 2 1  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 3/6 Questão 2 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 A figura abaixo mostra um ciclo fechado a que um gás é submetido. De c até b, 45J deixam o gás em forma de calor. De b até a, 135 deixam o gás em forma de calor, e o valor absoluto do trabalho realizado pelo gás é 73 J. De a até c, 426J são recebidos pelo gás na forma de calor. Todos os processos são reversı́veis. Qual é o trabalho realizado pelo gás de a até c? Resposta: A resposta correta é: 319,00  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 4/6 Questão 3 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Tem-se 2,3kg de água à T=278,4. Quanto calor, em Joules, seria necessário retirar deste sistema para toda a massa atingisse a temperatura final de 250,9K? Calor específico do gelo c =2220J/kg, calor específico da água c =4190J/kg e calor latente de fusão da água L =334 kJ/kg. Respoda somente o valor numérico, utilzando duas casas decimais: Resposta: A resposta correta é: 933082,40 g a F  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 5/6 Questão 4 Não respondido Vale 1,00 ponto(s). Um termômetro é constituído por uma esfera oca de vidro ligada a um fino tubo cilíndrico de vidro. Conforme esquematizado na figura abaixo, o diâmetro interno da esfera é D, o diâmetro interno do tubo é d e o tubo tem altura H (as dimensões do termômetro não estão necessariamente em escala). Inicialmente, quando o termômetro está a uma temperatura inical T , o mercúrio preenche completamente a esfera mais uma certa altura "h" do tubo cilíndrico. Depois, quando o termômetro é colocado em um local a uma temperatura de T , o mercúrio preenche totalmente o tubo. Considere h=8d, H=18d, D=13d, o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio δ = 1,8. 10 ºC e despreze a dilatação do vidro. Quanto vale (T - T ), em °C? i f -4 -1 f i  12/05/2022 15:27 Questionário 6 - Questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3012827&cmid=3129053 6/6 Resposta: A resposta correta é: 38,18  12/05/2022 15:30 Questionário 4 - questões dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122166&cmid=3129111 1/3  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Friday, 18 Mar 2022, 08:30 Estado Finalizada Concluída em Friday, 18 Mar 2022, 09:13 Tempo empregado 43 minutos 41 segundos Avaliar 2,00 de um máximo de 4,00(50%)  12/05/2022 15:30 Questionário 4 - questões dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122166&cmid=3129111 2/3 Questão 1 Completo Atingiu 0,00 de 2,00 Uma certa quantidade de calor Q é transferida para um mol de gás ideal monoatômico e a mesma quantidade Q é transferida para um mol de gás ideal diatômico. A transferência ocorre por meio de processos indicados no diagrama PV abaixo. A figura abaixo mostra 2 trajetórias no diagrama pV, as duas iniciando no mesmo ponto e chegando a pontos finais distintos por caminhos diferentes, indicados pelas setas nas figuras. Qual das duas trajetórias é associada ao gás monoatômico? Explique (MÁXIMO 500 caracteres). A primeira lei da termodinâmica é dada por deltaU=q+w, e a mesma taxa que foi cedida para ambos. Então, deltaU-w de ambos precisa ser igual. Pelo gráfico, sabemos que o (2) tem um maior trabalho, já que tem uma variação de volume maior. Consequentemente, sabe-se que o valor de deltaU precisa ser maior. Então, com base nisso: Caminho 1 => trabalho menor=deltaU menor Caminho 2 => trabalho maior=deltaU maior E sabe-se que o valor de Cp do monoatômico é menor. Logo, o monoatômico seria o caminho 1. Comentário: A trajetória 1 corresponde ao gás diatômico. >> A primeira lei da termodinâmica é dada por deltaU=q+w, Cuidado com o sinal : deltaU=q - w  12/05/2022 15:30 Questionário 4 - questões dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122166&cmid=3129111 3/3 Questão 2 Completo Atingiu 2,00 de 2,00 Além do erro da primeira lei, o teu raciocínio tem o problema de que não é conhecida a variação de temperatura neste processo. E como Delta U depende também da variação de te Delta T, não dá para garantir que Delta U maior (ou meno)r seja devido ao fato de Cp ser maior (ou menor). Um gás ideal descreve o Ciclo de Otto que está representado no diagrama PV abaixo. Este ciclo é uma aproximação dos processos que ocorrem nos motores a quatro tempos. Afirma-se: "O sistema recebe calor entre os pontos 3 e 4". A afirmação é verdadeira? Explique (MÁXIMO 500 caracteres): Não recebe calor, pois na transformação 3 -> 4 há uma redução de temperatura, e como o valor de volume é constante, o trabalho vai ser nulo. Então, ocorre diminuição da energia interna, e consequentemente liberação de calor nessa etapa. Comentário: Ok  12/05/2022 15:30 Questionário 5 - questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122292&cmid=3129112 1/5  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Friday, 18 Mar 2022, 09:07 Estado Finalizada Concluída em Friday, 18 Mar 2022, 10:53 Tempo empregado 1 hora 45 minutos Notas 4,00/4,00 Avaliar 5,00 de um máximo de 5,00(100%) 12/05/2022 15:30 Questionário 5 - questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122292&cmid=3129112 2/5 Questão 1 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 A figura abaixo representa a distribuição de probabilidade de velocidades das moléculas de uma amostra de gás cuja massa molhar é M e está a uma temperatura T . A escala do eixo horizontal é definida por vs=2800m/s. Se trocarmos o gás por uma molécula cuja massa molar é M=12M e a temperatura for alterada para T=9T , qual será a velocidade mais provável (em m/s) nesta situação? Responda com 2 casas decimais. Resposta: A resposta correta é: 808,290 0 0 0 0 12/05/2022 15:30 Questionário 5 - questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122292&cmid=3129112 3/5 Questão 2 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 Uma maneira de avaliar a qualidade do vácuo produzido em laboratório é estimar sua densidade de moléculas. Quantas moléculas por centímetro cúbico existem num vácuo cuja pressão é P = 2,8x10 Pa e T=174K? Responda com duas casas decimais. Resposta: A resposta correta é: 116,52 -13 12/05/2022 15:30 Questionário 5 - questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122292&cmid=3129112 4/5 Questão 3 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 9,6 mols de um gás ideal poliatômico efetua um ciclo de Carnot conforme esquematizado abaixo. A temperatura mais elevada do ciclo vale 468K e a menor é 287K. A pressão menos elevada que o gás experimenta ao longo do ciclo é 4atm. Quanto vale o produto da pressão pelo volume (PV) no ponto 3, em J? Respoda somente o valor numérico, utilizando duas casas decimais. Resposta: A resposta correta é: 22895,71 12/05/2022 15:30 Questionário 5 - questões numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3122292&cmid=3129112 5/5 Questão 4 Correto Atingiu 1,00 de 1,00 A figura abaixo ilustra um gás com n=1,3 mols que está num recipiente com paredes adiabáticas nas laterais e em cima. A parede inferior do recipiente é diatérmica e está em contato com um reservatório térmico a uma temperatura T=293K. Ao absorver calor do reservatório, o gás sofre uma expansão isotérmica reversível entre os volumes V e V =2,5V (a figura é ilustrativa; os volumes inicial e final do gás não estão com a proporção correta). Quanto vale a variação de entropia do reservatório térmico, em J/K? Responda com três casas decimais e sem colocar a unidade. Resposta: A resposta correta é: -9,903 i f i 12/05/2022 15:31 Questionário 4 - Questões Dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214690&cmid=3129154 1/3  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Wednesday, 20 Apr 2022, 08:30 Estado Finalizada Concluída em Wednesday, 20 Apr 2022, 09:27 Tempo empregado 57 minutos 13 segundos Avaliar 0,00 de um máximo de 4,00(0%)  12/05/2022 15:31 Questionário 4 - Questões Dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214690&cmid=3129154 2/3 Questão 1 Completo Atingiu 0,00 de 2,00 Em qual das duas situações o aumento da frequência percebida pelo detector é maior? Quando a fonte sonora se aproxima com velocidade v e o detector está parado ou quando a fonte está parada e o detector se aproxima com velocidade v? Explique bem a resposta usando argumentos matemáticos. Use suas próprias palavras. Textos muito semelhantes a textos de livros/internet/roteiros ou de colegas não serão considerados. Segundo o efeito Doppler, quando a fonte sonora se aproxima do observador e o detector está parado, o som é percebido mais agudo, e quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda, e mais agudo e alto é o som, o que pode ser argumentado pela fórmula f' = f (1+ VD/VSOM). Comentário: >> Segundo o efeito Doppler, quando a fonte sonora se aproxima do observador e o detector está parado, o som é percebido mais agudo, e quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda, e mais agudo e alto é o som, o que pode ser argumentado pela fórmula f' = f (1+ VD/VSOM). a expressão acima é correta quando a fonte está parada e o detector se move. Além disso, o som é percebido mais agudo em qualquer situação onde há aproximação relativa entre fonte e detector; não apenas no caso em que a fonte sonora se aproxima. A resposta foge à pergunta do enunciado, pois não explica em qual das situações (fonte parada/observador em movimento OU fonte em movimento/observador parado) a frequência percebida é maior  12/05/2022 15:31 Questionário 4 - Questões Dissertativas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214690&cmid=3129154 3/3 Questão 2 Completo Atingiu 0,00 de 2,00 Uma corda de tamanho 1m está vibrando com a equação y(x,t) = 0,001*cos(880πt)*sen(πx) onde o tempo é dado em segundos e o comprimento em metros. Se você aumentasse a tensão na corda, aumentando a velocidade de onda de 1%, apesar de v = λ*f somente a frequência sofreria modificação e não o comprimento de onda. Explique com suas próprias palavras. Textos muito semelhantes a textos de livros/internet/roteiros ou de colegas não serão considerados. Matematicamente, se derivar y(x, t), teríamos a velocidade da corda, que é dependente do tempo, e a grandeza que depende de t é a frequência. Quanto maior a densidade, mais espessa a onda sonora. A expressão de Taylor a seguir descreve essa relação entre a força e a densidade: Comentário: >> Matematicamente, se derivar y(x, t), teríamos a velocidade da corda, que é dependente do tempo, e a grandeza que depende de t é a frequência. Quanto maior a densidade, mais espessa a onda sonora. A expressão de Taylor a seguir descreve essa relação entre a força e a densidade: A derivação de y(x,y) com relação ao tempo fornece a velocidade transversal de um elemento de massa. A velocidade cuja expressão é colocada no problema é a velocidade de fase da onda.  12/05/2022 15:31 Questionário 5- Questões Numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214851&cmid=3129155 1/4  (Buscar cursos) Buscar cursos Iniciado em Wednesday, 20 Apr 2022, 09:28 Estado Finalizada Concluída em Wednesday, 20 Apr 2022, 10:59 Tempo empregado 1 hora 31 minutos Avaliar 1,00 de um máximo de 5,00(20%) 12/05/2022 15:31 Questionário 5- Questões Numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214851&cmid=3129155 2/4 Questão 1 Completo Atingiu 1,00 de 1,00 A figura mostra como o deslocamento vertical de uma corda varia com o tempo em duas posições x =0 m e x =6,2m. A densidade linear da corda é 0,7kg/m. Usando a menor velocidade de fase possível para esta onda calcule a sua tensão em N. [Preste atenção nas unidades e responda com 3 casas depois da vírgula !] Resposta: A resposta correta é: 6,727 azul vermelho 12/05/2022 15:31 Questionário 5- Questões Numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214851&cmid=3129155 3/4 Questão 2 Completo Atingiu 0,00 de 1,00 Questão 3 Não respondido Vale 1,00 ponto(s). Questão 4 Completo Atingiu 0,00 de 1,00 Duas fontes oscilatorias acopladas a uma corda produzem duas ondas senoidais de mesma frequência que viajam ao longo da corda com uma diferença de fases entre elas tal que uma está deslocada em relação a outra de 1/6 do comprimento de onda. As amplitudes das ondas são 5,7 mm e 5,4 mm. Qual é a amplitude da onda resultante em mm? [Use 2 casas depois da vírgula na resposta.] Resposta: A resposta correta é: 9,614 Uma caixa de som esférica para pequenos ambientes tem uma potência de 1,5 mW. Se for considerada como uma fonte pontual qual é o nível sonoro em decibéis escutado por um ouvinte a uma distância de 1,2m dela? [Preste atenção nas unidades. Responda com 3 casas depois da vírgula.] Resposta: A resposta correta é: 79,1851890 Dois alto-falantes localizados numa parede de um laboratório estão separados por uma distância de 5,4m. Um ouvinte está a 18,9 m na frente de um deles de forma que a linha que o une ao alto-falante é perpendicular a linha que une os dois alto-falantes. Durante um experimento, um gerador de sinais aciona os dois alto-falantes em antifase (differença de π) com a mesma amplitude e frequência. A frequência é varrida na faixa audível, de 20 Hz a 20 kHz. Qual é a frequência mais baixa, em Hz, que fornece sinal máximo (interferência construtiva) na localização do ouvinte? Use 343m/s para a velocidade do som. [Use na resposta 3 casas depois da vírgula.] Resposta: A resposta correta é: 226,76 12/05/2022 15:31 Questionário 5- Questões Numéricas https://moodle.ufrgs.br/mod/quiz/review.php?attempt=3214851&cmid=3129155 4/4 Questão 5 Não respondido Vale 1,00 ponto(s). Uma ambulância se aproxima e ultrapassa um ciclista com velocidade 11,2km/h. O ciclista, que é um entusiasta de ondulatória, carrega com ele um aplicativo de celular que mede frequência e observa que o som vindo da sirene da ambulância varia de 1612,7Hz quando ela está muito longe se aproximando dele, a 1566,5Hz quando está se afastando dele também muito longe. Usando a velocidade do som 343m/s calcule qual a frequência de fábrica da sirene da ambulância em Hz. [ Preste atenção nas unidades e use 2 casas depois da vírgula.] Resposta: A resposta correta é: 1589,05