Física 2-69

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Aulão de Véspera da Saúde com o Dream Team de professores da Turma Saude 10 – Imperdível – Vagas Limitadas 
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Questão 170 
Um cilindro contém um gás ideal comprimido por um êmbolo móvel de massa desprezível e área de 
secção transversal 20 cm2 que estaciona a uma altura h = 10 cm. O cilindro encontra-se sobre um 
forno que mantém constante a temperatura do gás em seu interior. Em seguida, um pequeno bloco de 
ferro de massa m = 5 kg foi suavemente colocado sobre o êmbolo, levando o mesmo a estacionar 
numa nova altura x. Sabendo que a pressão atmosférica local vale 1atm = 105 N/m², determine a 
altura x final do êmbolo. 
Patm
h
Patm
x
Forno Forno
 
Questão 171 
A 1ª Lei da termodinâmica, aplicada a uma transformação gasosa, se refere à: 
a) Conservação de massa do gás; 
b) Conservação da quantidade de movimento das partículas do gás; 
c) Relatividade do movimento de partículas subatômicas, que constituem uma massa de gás; 
d) Conservação da energia total; 
e) Expansão e contração do binômio espaço-tempo no movimento das partículas do gás. 
 
Questão 172 
Numa transformação isobárica (pressão constante), o trabalho realizado por um gás é tanto maior 
quanto: 
a) Maior a pressão e menor a variação de volume. 
b) Menor a pressão e maior a variação de volume. 
c) Maior a pressão e maior o volume. 
d) Menor a pressão e menor o volume. 
e) Maior for a variação de temperatura. 
 
Questão 173 - Não deixe de Revisar toda a Apostila 1 – O Green Book  
Dois mols de um gás ideal monoatômico evoluem do estado A para o estado B, após receberem uma 
quantidade de calor Q, de acordo com o diagrama PT abaixo: 
P(N/m2)
A B
4
300 360
0
T (k)
 
a) Esse processo trata-se de uma expansão isotérmica, isobárica ou isovolumétrica ? 
b) Qual a quantidade de calor Q recebida pelo gás durante esse aquecimento ? R = 8 J/mol.k 
c) Qual o trabalho W realizado pelo gás ? 
d) Qual o aumento de energia interna U sofrida pelo gás ? 
 
Questão 174 
Conforme o prof. Renato Brito enfatizou em sala de aula, durante nossas 17,5h de aula de 
Termodinâmica , a energia cinética ce média das moléculas de um gás ideal é dada por: 
 ce = 
2m.(v)
2
 = 
3
.kT
2
, com k = 
A
R
N
 = constante de Boltzmann, NA = número de Avogadro. 
a) Nas expressões acima, o termo m é a massa de uma molécula do gás, a massa da amostra 
gasosa ou a massa de um mol de moléculas do gás ? 
b) A massa m de uma única molécula de O2 vale m = M = 32 gramas ? Ou a massa m de uma 
única molécula de O2 vale m = M / NA = 32 / 6x1023 = 5,33x10
23 gramas ? 
c) Pelo exposto acima, podemos afirmar que a energia cinética das moléculas de um gás depende 
exclusivamente da temperatura do gás ? 
 
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d) Do exposto acima, considere uma transformação em que a pressão P de uma amostra gasosa 
muda, juntamente com o seu volume V, de modo que a temperatura T do gás permanece constante 
durante o processo (isotérmico). Podemos garantir que a energia cinética média ce das moléculas 
permaneceu constante durante o processo, mesmo que P e V tenham variado ? 
e) Seja uma mistura de O2 e H2 na mesma temperatura 200K. Quais moléculas terão maior energia 
cinética média ce ? Quais moléculas terão maior velocidade quadrática média v ? 
f) Seja uma mistura de O2 e H2 na mesma temperatura 300K. A velocidade quadrática média v das 
moléculas do gás hidrogênio será quantas vezes maior que a das moléculas do gás oxigênio ? 
g) Para que a energia cinética média ce das moléculas de uma amostra de gás O2 duplique, a sua 
temperatura tem que aumentar de 300K para quantos kelvins ? 
h) Para que a velocidade quadrática média das moléculas de uma amostra de gás O2 duplique, a sua 
temperatura tem que passar de 27oC para quantos oC ? 
i) É correto dizer que a energia cinética das moléculas de qualquer gás ideal monoatômico depende 
somente da temperatura absoluta (Kelvin) do gás, independendo inclusive da sua massa molecular 
? Em outras palavras, moléculas de diferentes gases ideais (diferentes massas moleculares), 
estando todos numa mesma temperatura, tem energias cinéticas médias ce iguais ? 
ce = 
3
.kT
2
 
j) É correto dizer que a velocidade quadrática média v das moléculas de qualquer gás ideal 
monoatômico depende tanto da temperatura absoluta (Kelvin) do gás, quanto da sua massa 
molecular ? Em outras palavras, tomando diferentes gases monoatômicos a uma mesma 
temperatura, terão maior velocidade quadrática média v as moléculas daquele que tiver menor 
massa molecular ? Adicionalmente, tomando duas amostras distintas de um mesmo gás ideal 
monoatômico (mesma massa molecular M), terão maior velocidade quadrática média v as 
moléculas daquele que tiver maior temperatura ? 
ce = 
2m.(v)
2
 = 
3
.kT
2
  
2
A A
M.(v) 3.R.T
N .2 2.N
  
3.R.T
v
M
 
k) Seja uma amostra de 32g de gás O2 (Po = 1 atm, Vo = 4 litros) e outra amostra de 28g de gás N2 
(PN = 2 atm, VN = 2 litros). Compare (usando os símbolos >, < ou = ) as temperaturas das amostras, 
assim como suas energias internas U, as energias cinéticas ce médias das suas moléculas e, 
finalmente, as velocidades quadráticas médias das suas moléculas. 
 
Questão 175 - Não deixe de Revisar toda a Apostila 1 – O Green Book  
Sejam dois recipientes A e B fechados contendo, respectivamente, 100 g de O2 e 100g de H2, ambos a 
300 K. o prof. Renato Brito pergunta: 
a) Em qual recipiente há um maior número de mols de 
moléculas ? 
b) Qual deles tem maior energia cinética total (energia 
interna U) ? 
c) Em qual dos recipientes as moléculas dos gases têm 
maior energia cinética média ? 
d) Em qual dos recipientes as moléculas têm maior v 
velocidade quadrática média ? 
 
100g de O2 
300K
100g de H2 
300K
A B
 
 
Questão 176 
Sejam dois recipientes A e B fechados contendo, respectivamente, O2 e H2. Sabendo que os gases 
apresentam a mesma velocidade quadrática média v , o prof. Renato Brito pergunta: 
a) Qual é o gás cujas moléculas têm maior energia 
cinética média ce ? 
b) Qual gás está a uma maior temperatura ? 
c) Qual recipiente tem maior energia cinética total 
(energia interna U) ? 
 O2 H2
A B
 
 
 
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Questão 177 - Não deixe de Revisar toda a Apostila 1 – O Green Book  
Uma certa massa de gás ideal encontra-se no interior de um recipiente dotado de êmbolo. 
Duplicando-se, simultaneamente, o volume V e a pressão P do gás, é errado afirmar que: 
a) A temperatura do gás quadriplica; 
b) A velocidade quadrática média v das moléculas duplica; 
c) A energia cinética ce médias das moléculas do gás quadruplica; 
d) A energia interna U do gás quadruplica. 
e) A densidade do gás duplica. 
 
Questão 178 
 (FCMSC-SP) As moléculas de hidrogênio, em um recipiente, têm a mesma velocidade quadrática 
média que as moléculas de nitrogênio de outro recipiente. Então é correto afirmar, comparando-se os 
dois gases, que: 
a) o nitrogênio apresenta maior temperatura. 
b) o nitrogênio apresenta menor pressão. 
c) ambos apresentam mesma pressão. 
d) ambos apresentam mesma temperatura. 
e) ambos apresentam mesmo volume. 
 
Questão 179 
Um estudante manuseava uma bomba manual (metálica) de encher bola de futebol. Mantendo o 
orifício de saída do ar tapado com seu dedo, ele comprimia rapidamente o êmbolo e observava que o 
ar dentro da bomba era aquecido. Das alternativas a seguir, qual você usaria para explicar o fenômeno 
descrito? 
a) Quando se comprime um gás, sua temperatura sempre aumenta. 
b) Quando se comprime rapidamente um gás, facilita-se a troca de calor entre o ar que está dentro 
da bomba e o meio externo. 
c) Devido à rapidez da compressão, o ar que está dentro da bomba não troca calor com o meioexterno; assim, o trabalho realizado provoca aumento da energia interna desse ar. 
d) A compressão rápida do ar foi feita isobaricamente, provocando aumento na velocidade de suas 
partículas. 
e) O fenômeno descrito é impossível de ocorrer, pois, sendo o corpo da bomba metálico, qualquer 
energia que seja fornecida para o ar interno será imediatamente transferida para o meio externo. 
Questão 180 
Uma amostra gasosa evoluirá do estado inicial A 
para o estado final B através de transformações 
gasosas 1, 2 e 3 distintas mostradas a seguir. A 
respeito da variação de energia interna U sofrida 
pelo gás nesses processos, pode-se afirmar que: 
a) U1 > U2 > U3 
b) U1 < U2 < U3 
c) U2 < U1 < U3 
d) U2 = U1 = U3 
 
P
V
A
B
1
2
3
 
Questão 181 
Na questão anterior, coloque em ordem crescente os trabalhos 1, 2, 3. realizados pelo gás em cada 
caminho 
 
Questão 182 
Adicionalmente, coloque em ordem crescente os calores Q1, Q2, e Q3 trocados pelo gás em cada 
caminho. 
 
Questão 183 
No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, a energia do átomo 
a) pode ter qualquer valor. 
b) tem um único valor fixo. 
c) independe da órbita do elétron. 
d) tem alguns valores possíveis. 
 
 
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Questão 184 
Para se produzirem fogos de artifício de diferentes cores, misturam-se diferentes compostos químicos 
à pólvora. Os compostos à base de sódio produzem luz amarela e os à base de bário, luz verde. Sabe-
se que a freqüência da luz amarela é menor que a da verde. Sejam ENa e EBa as diferenças de energia 
entre os níveis de energia envolvidos na emissão de luz pelos átomos de sódio e de bário, 
respectivamente, e vNa e vBa as velocidades dos fótons emitidos, também respectivamente. Assim 
sendo, é CORRETO afirmar que: 
a) ENa < EBa e vNa = vBa 
b) ENa < EBa e vNa  vBa 
c) ENa > EBa e vNa = vBa 
d) ENa > EBa e vNa  vBa 
 
Dica: Todos os fótons (todas as cores) , no vácuo, se movem com a mesma velocidade v = c. 
Questão 185 
Raios X e ondas de rádio estão se propagando no vácuo. Os raios X têm comprimento de onda igual a 
7,2 x 10–11 m e as ondas de rádio, comprimento de onda igual a 3,0 m. Sejam EX a energia dos fótons 
de raios X, ER a energia dos fótons da onda de rádio e vX e vR, respectivamente, as suas velocidades 
de propagação. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que: 
a) EX > ER e vX = vR. 
b) EX = ER e vX = vR. 
c) EX > ER e vX > vR. 
d) EX = ER e vX > vR. 
 
Questão 186 
Um feixe de radiação (f = 5. 1014 Hz) de intensidade 150mw/m2 incide sobre a superfície polida de 
potássio que passa a emitir elétrons com energia cinética máxima K = 0,6 eV. Reduzindo-se a 
freqüência da radiação incidente à metade e, adicionalmente, duplicando-se a intensidade luminosa, 
pode-se afirmar que ( h = 4,1 x 10–15 eV.s): 
 
a) A quantidade de fótons incidentes na placa a cada segundo se reduzirá à metade da inicial; 
b) A corrente elétrica através da célula fotoelétrica cairá à metade; 
c) a função trabalho desse metal vale  = 2,0 eV; 
d) a placa deixará de emitir fotoelétrons; 
e) A corrente elétrica através da célula fotoelétrica permanecerá inalterada. 
 
Questão 187 
A radiação de uma estrela visível a olho nu atinge a 
superfície da Terra com uma intensidade da ordem 
de 10–8 W/m2. Admita que a freqüência da radiação 
visível seja da ordem de 1015 Hz e o raio da pupila do 
olho humano seja da ordem de 1,5 mm. Nessas 
condições, pode-se afirmar que o número de fótons 
por segundo, oriundos dessa estrela, 
 
que atravessam a pupila de um observador, tem ordem de grandeza, aproximadamente, de (Dado: 
Constante de Planck: h = 6,6 . 10–34 J. s) : 
a) 1025 b) 1015 c) 1010 d))105 e) 102 
 
Dica: 1 x 108 W/m2 significa 1 x 108 J/s atravessando cada m² dá área da pupila. Ora, mas 108 J/s, nesse caso, significa 
quantos fótons por segundo (Efoton = h.f) ? Eita, mas se X fótons estão atravessando uma área de 1m² a cada 1 segundo, 
quantos fótons atravessam a própria área da pupila do olho (A = .r²) a cada 1 segundo ? 
 
Questão 188 - Efeito Fotoelétrico (Nobel para Einstein) 
Nos últimos anos do Século XIX, experimentos demonstraram que uma luz, incidindo em determinadas 
superfícies metálicas, causava emissão de elétrons por essas superfícies. Esse fenômeno é conhecido 
como efeito fotoelétrico, e os elétrons emitidos são chamados fotoelétrons. O efeito fotoelétrico é 
largamente utilizado em diversos dispositivos eletrônicos como: fotômetro, controles remotos, circuitos 
de segurança, etc. 
Considere as seguintes afirmações sobre o efeito fotoelétrico. 
I. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma superfície metálica atingida por 
radiação eletromagnética. 
 
 
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II. O efeito fotoelétrico pode ser explicado satisfatoriamente com a adoção de um modelo corpuscular 
para a luz. 
III. Uma superfície metálica fotossensível somente emite fotoelétrons quando o comprimento de onda 
 da luz que incide nessa superfície estiver abaixo de um certo valor máximo que é característico 
de cada metal. 
Dessas afirmações, está(ão) correta(s): 
a) I 
b) II 
c) I e III 
d) I, II e III 
 
Questão 189 – Efeito Fotoelétrico 
Na figura a seguir, o gráfico 1 representa o comportamento da energia cinética K máxima dos 
fotoelétrons emitidos por uma placa de sódio, ao ser iluminada por luz de frequência f. Sabendo que 
o metal césio, por ter menor potencial de ionização, apresenta menor função trabalho que o sódio, 
qual dos gráficos melhor representa o comportamento da placa de césio? 
a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 
K(ev)
f(Hz)
12 3
4
5
6
 
 
Questão 190 – Efeito Fotoelétrico 
(UERN-2005) A partir da análise da figura, que representa a energia dos elétrons emitidos no efeito 
fotoelétrico de diversos metais, pode-se afirmar que o coeficiente angular das retas paralelas 
representa: 
a) a constante de Planck. 
b) o comprimento da radiação incidente. 
c) o número de elétrons emitidos pelos metais. 
d) a função de trabalho dos metais usados como emissor. 
e) o valor da freqüência de corte f0, para que haja emissão de 
elétrons. 
 
 
 
Questão 191 – (UPE) 
Um coelho está cochilando em um carrossel parado, a uma distância de 5 m do centro. O carrossel é 
ligado repentinamente e logo atinge a velocidade normal de funcionamento na qual completa uma 
volta a cada 6s. Nessas condições, o coeficiente de atrito estático mínimo entre o coelho e o carrossel, 
para que o coelho permaneça no mesmo lugar sem escorregar, vale: 
Considere π = 3 e g = 10 m/s2. 
a) 0,2 
b) 0,5 
c) 0,4 
d) 0,6 
e) 0,7 
 
Questão 192 – (UERJ) 
No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante 
de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão 
indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.