Pf - 2023-2

1. A água se move a uma velocidade de 5,00 m/s em um cano com uma seção reta de 4,00 cm2. A água desce gradualmente 10 m enquanto a seção reta aumenta para 8,00 cm2. (0,75 pontos) (a) Qual é a velocidade da água depois da descida? (0,75 pontos) (b) Se a pressão antes de descer é 1,50x10^5 Pa, qual é a pressão depois de descer? 2. Uma corda de violão com densidade linear de 25,0 g/m está esticada entre suportes separados por 60 cm. Observa-se que a corda forma uma onda estacionária com três nós quando é tocada e emite uma frequência de 420 Hz. Quais são: (0,5 pontos) (a) a massa da corda? (0,5 pontos) (b) o comprimento de onda? (0,5 pontos) (c) a frequência do quinto harmônico da corda? (0,5 pontos) (d) a tensão na corda?, e (0,5 pontos) (e) a velocidade da onda nesta corda? 3. Temos 0,200 mol de um gás ideal, com Cv = 1,5R, que sofre um ciclo de processos térmicos iguais ao que está representado na figura à frente no plano (P, T). Considere P_B = 1,50 atm. (1,0 pontos) (a) Indique pressão (P_i , em Pascal) e o volume (V, em m³) associados aos pontos A e C. (1,5 pontos) (b) Calcule o trabalho (W), e a variação da energia interna (ΔE_int) para os processos AB, BC, CA e para o ciclo completo. (0,75 pontos) (c) Calcule a variação de entropia do gás em cada processo AB, BC e CA. (0,25 pontos) (d) Mostre o gráfico P-V desse ciclo com valores e unidades de cada ponto A, B e C, usando curvas adequadas. R = 8,31 J/mol∙K 4. Um sistema com 0,500 mol de gás monotômico usa o ciclo ABCA. (0,5 pontos) (a) Mostre com cálculos que processo C → A é isotérmico. Determine a temperatura nos pontos A e B. (0,5 pontos) (b) Calcule o trabalho realizado no processo A → B e no ciclo inteiro. (0,5 pontos) (c) Calcule o rendimento do sistema. Dados: V_A = 4,00 lit, V_B = 12,0 lit, P_A = 3,00 atm, e P_C = 1,00 atm. 5. Um bloco de 8,00 kg é conectado a uma mola e colocado sobre uma superfície horizontal lisa. É preciso aplicar uma força horizontal de 50,0 N para manter o bloco em repouso quando ele é puxado 0,250 m de sua posição de equilíbrio. O bloco é solto, com velocidade nula, a partir deste ponto. Encontre (0,5 pontos) (a) a constante de elasticidade da mola. (0,5 pontos) (b) A frequência das oscilações. R = 8,31 J/mol∙K