P3 - Va Parte 1- 2023-2

Verificação de Aprendizagem 3 Física Geral 2 Agosto/2023 Prof. M. Reza Dousti 1. (2,0 pontos) Um aluno dessa turma fez um experimento de medição do tempo de oscilações de um pêndulo no laboratório de ensino. Ele usou uma corda de 8,00 cm onde a composição de corda foi medida com um instrumento de precisão de 0,1 cm. O valor médio do tempo de cada oscilações foi de 1,88 s, com um desvio padrão médio de 0,20 s. (a) (1,0p) Calcule o valor estimado de g a partir desse experimento. (b) (1,0p) Sabendo que o valor do g na cidade de Cabo de Santo Agostinho é 9,78 𝑚/𝑠^2, qual é o erro relativo percentual das medidas? 2. (2,0 pontos) Você coloca 330 mL de água com temperatura de 30,0°C em um copo de isopor e adiciona 250 mL de água com temperatura de 20,0°C no mesmo copo. Supondo que não ocorre troca de calor com o ambiente: (a) (1,0p) Qual é a temperatura final do sistema? (b) (1,0p) Qual é a variação da entropia do sistema? 3. (3,0 pontos) Uma amostra de 0,100 mol de um gás ideal monoatômico inicialmente num estado (A), a uma pressão de 1,50 atm e a temperatura de 200 K, é submetida a uma expansão isotérmica até atingir o estado (B) onde tem seu volume triplicado. A seguir, um processo isobárico com aquecimento leva o estado (C) para uma pressão de 1,00 atm, e em seguida, outro processo isobárico leva o gás ao volume inicial deixando o estado como estado (D). (a) (1,0p) Determine a temperatura, o volume e a pressão (p, V e T) dos estados A, B, C e D? (b) (1,0p) Calcule a quantidade de energia térmica em forma de calor que é transferida para o gás no dado processo. (c) (0,5p) Mostre o processo inteiro ABCD numa única diagrama P.V. Escolha escalas para os dois eixos na SI. (d) (0,5p) Se desejamos levar o gás de volta para o estado A, a partir do estado D, qual é a energia térmica mínima e ou o trabalho mínimo necessário? 4. (3,0 pontos) O professor da turma de Física Geral 2, realiza um experimento de ondas estacionarias numa corda no laboratório de ensino. O motor responsável por gerar ondas progressivas tem uma frequência de 20 Hz, e conseguimos ver dois anti-nós uma corda com comprimento de 40,0 m. Se a corda pesa 20,0 g e cada metro, qual é: (a) (1,0p) Qual é a tensão aplicada na corda? (b) (1,0p) Qual é a equação descritiva de onda estacionaria? Considere uma amplitude aleatória. (c) (0,5p) Quantos anti-nós podemos ver se fixamos a tensão em 1 N? (d) (0,5p) Qual é a tensão para ver o primeiro harmônico ou seja oscilação fundamental? Dados: R = 8,31 J/mol K Constante de Boltzmann = 1,38 * 10^-23 J/K Massa específica do aço 1,760*10^3 kg/m3 Calor específico de água em p 4187 J/kgK Calor específico de gelo 2230 J/kgK