Fissão Nuclear
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES 01 (PUC RS)
Considere as informações e preencha os parênteses com V (verdadeiro) ou F (falso). A fissão e a fusão são processos que ocorrem em núcleos energeticamente instáveis como forma de reduzir essa instabilidade. A fusão é um processo que ocorre no Sol e em outras estrelas, enquanto a fissão é o processo utilizado em reatores nucleares, como o de Angra I.
( ) Na fissão, um núcleo se divide em núcleos mais leves, emitindo energia. ( ) Na fusão, dois núcleos se unem
formando um núcleo mais pesado, absorvendo energia.
( ) Na fusão, a massa do núcleo formado é maior que a soma das massas dos núcleos que se fundiram.
( ) Na fissão, a soma das massas dos núcleos resultantes com a dos nêutrons emitidos é menor do que a massa do núcleo que sofreu a fissão.
( ) Tanto na fissão como na fusão ocorre a conversão de massa em energia.
A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F – V – F – V – V b) F – F – V – V – F c) V – F – V – F – V d) V – F – F – V – V e) V – V – V – F – F 02 - (ACAFE SC)
A Historia da Ciência tem sido marcada pela presença de grandes contribuições que provocaram “revoluções” e mudaram a maneira de pensar o mundo e também a descrição dos fenômenos que nos cercam, bem como aqueles em níveis atômicos.
Observe as informações das três colunas.
As relações corretas com a sequência Autor, Contribuição e Fenômeno estão na alternativa:
a) (I – b – F3), (II – a – F4), (III – c – F2) e (IV – d – F1). b) (I – b – F3), (II – c – F4), (III – a – F2) e (IV – d – F2). c) (I – d – F3), (II – c – F4), (III – a – F2) e (IV – b – F2). d) (I – d – F3), (II – a – F4), (III – c – F2) e (IV – a – F2). 03 - (UFV MG)
A figura ao lado mostra um vagão aberto que se move com velocidade de módulo V em relação a um sistema de referência fixo no solo. Dentro do vagão existe uma lâmpada que emite luz uniformemente em todas as direções. Em relação ao vagão, o módulo da velocidade de propagação da luz é c. Para uma pessoa parada em relação ao solo, na frente do vagão, o módulo da velocidade de propagação da luz emitida pela fonte será: a) c b) c + V c) c − V d) V c V c 04 - (UEG GO)
Observe a seguinte sequência de figuras:
Na sequência indicada, estão representadas várias imagens do logo do Núcleo de Seleção da Universidade Estadual de Goiás, cada uma viajando com uma fração da velocidade da luz (c). O fenômeno físico exposto nessa sequência de figuras é explicado
a) pela ilusão de ótica com lentes. b) pela lei de proporções múltiplas.
c) pelo efeito Compton da translação. d) pela teoria da relatividade especial.
05 - (UFRN)
As usinas nucleares funcionam a partir da grande quantidade de calor liberada pelas reações nucleares. O calor é absorvido por um circuito de água primário, do tipo ciclo fechado. Esse circuito fica em contato com outro, o circuito secundário, que, por sua vez, produz vapor de água a alta pressão, para fazer girar uma turbina capaz de acionar um gerador elétrico, conforme mostra, esquematicamente, a figura abaixo.
Com base nas informações acima, a seqüência correta das principais formas de energia envolvidas nesse processo é:
a) energia nuclear, energia mecânica, energia potencial e energia elétrica.
b) energia nuclear, energia mecânica, energia térmica e energia elétrica.
c) energia nuclear, energia potencial, energia mecânica e energia elétrica. d) energia nuclear, energia térmica, energia
mecânica e energia elétrica.
06 - (UNIFOR CE)
Sobre a Teoria da Relatividade são feitas as afirmações abaixo.
I. Corpos em movimento sofrem contração na direção desse movimento em relação ao tamanho que possuem quando medidos em repouso.
II. Um relógio em movimento funciona mais lentamente que o relógio em repouso, para um observador em repouso.
III. A velocidade de qualquer objeto em relação a qualquer referencial não pode ser maior que a velocidade da luz no vácuo.
Está correto o que se afirma em a) III, somente. b) I e II, somente. c) I e III, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III. 07 - (UFC CE)
A energia relativística do fóton é dada por
Xc
E , onde c indica a velocidade da luz.
Utilizando conhecimentos de física moderna e análise dimensional, assinale a alternativa correta no tocante à dimensão de X .
a) Força. b) Massa. c) Velocidade. d) Comprimento. e) Quantidade de movimento. 08 - (UFGD)
Uma fábrica possui um consumo mensal de
kWh 10 x 5 ,
1 7 de energia elétrica. Suponha que
essa fábrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia elétrica, de acordo com a relação de Einstein,
2
c
m
E
o . Nesse caso, sabendo queJ
10
x
3,6
kWh
1
6 ec3,0 x 10
8m/s
2, é CORRETO afirmar que a massa necessária para suprir a energia requerida pela fábrica, durante um mês, é, em gramas, a) 0,06 b) 0,6 c) 6 d) 60 e) 600 09 - (UNCISAL)O Sol emite energia à razão de 11026 J a cada segundo. Se a energia irradiada pelo Sol é proveniente da conversão de massa em energia e sabendo-se que a equação de Einstein estabelece que E = mc2, onde E é a energia, m, a massa e c3108m/s
a velocidade da luz no vácuo, pode-se concluir que o Sol perde, a cada segundo, uma quantidade de massa, em kg, da ordem de a) 1018.
b) 1010. c) 109. d) 108. e) 105.
2 1 ' c v t t 10 - (UFPel RS)
Considere as afirmativas abaixo.
I. O tempo transcorre da mesma maneira em qualquer referencial inercial, independente da sua velocidade.
II. O comprimento dos corpos diminui na direção do movimento.
III. Quando a velocidade de um corpo tende à velocidade da luz (c), sua massa tende ao infinito.
De acordo com seus conhecimentos sobre Física Moderna e as informações dadas, está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)
a) I e III. b) I e II. c) II e III. d) I, II e III. e) II. f) I.R. 11 - (UEL PR)
Einstein propôs uma nova interpretação do espaço e do tempo, indicando que não são grandezas independentes, absolutas e iguais para quaisquer observadores, mas relativas: dependem do estado de movimento entre observador e observado. Um dos resultados dessa nova visão é conhecido como dilatação temporal, a qual afirma que um observador em repouso em relação a um fenômeno, ao medir sua duração, atribuir-lhe-á um intervalo
t
, ao passo que um observador que fizer medidas do fenômeno em movimento, com velocidade v, irá atribuir uma duração t',
sendo que
onde c é a velocidade da luz. Considere que dois irmãos gêmeos sejam separados ao nascerem e um deles seja colocado em uma nave espacial que se desloca com velocidade v pelo espaço durante 20 anos, enquanto o outro permanece em repouso na Terra. Com base na equação anterior, para que o irmão que ficou na Terra tenha 60 anos no momento do reencontro entre eles, a velocidade da nave deverá ser de:
a) c 3 2 2 b) 2 c c) c 9 8 d) c e) 2c 12 - (UFPE)
A UNESCO declarou 2005 o Ano Internacional da Física, em homenagem a Albert Einstein, no transcurso do centenário dos seus trabalhos que revolucionaram nossas idéias sobre a Natureza. A equivalência entre massa e energia constitui um dos resultados importantes da Teoria da Relatividade. Determine a ordem de grandeza, em joules, do equivalente em energia da massa de um pãozinho de 50 g. a) 109 b) 1011 c) 1013 d) 1015 e) 1017 13 - (UEG GO)
Antes mesmo de ter uma idéia mais correta do que é a luz, o homem percebeu que ela era capaz de percorrer muito depressa enormes distâncias. Tão depressa que levou Aristóteles – famoso pensador grego que viveu no século IV a.C. e cujas obras influenciaram todo o mundo ocidental até a Renascença – a admitir que a velocidade da luz seria infinita.
GUIMARÃES, L. A.; BOA, M. F. Termologia e
óptica. São Paulo: Harbra, 1997. p. 177
Hoje sabe-se que a luz tem velocidade de aproximadamente 300.000 km/s, que é uma velocidade muito grande, porém finita. A teoria moderna que admite a velocidade da luz constante em qualquer referencial e, portanto, torna elásticas as dimensões do espaço e do tempo é
a) a teoria da relatividade.
b) a teoria da dualidade onda – partícula. c) a teoria atômica de Bohr.
d) o princípio de Heisenberg. e) a lei da entropia.
14 - (UDESC)
Em 2005 está sendo comemorado o centenário da publicação dos trabalhos de Albert Einstein sobre o fóton, as dimensões moleculares, a relatividade especial, a relação massa-energia e o movimento browniano. Físico de grande importância para o desenvolvimento da Física Moderna e Contemporânea, Einstein publicou esses e outros trabalhos ao longo de sua carreira. Em
1921, Einstein ganhou o Prêmio Nobel de Física, premiado pelo trabalho:
a) Expressão 2 mc E . b) Relatividade Especial. c) Relatividade Geral. d) Efeito Fotoelétrico. e) Princípio da Incerteza. 15 - (PUC RS)
Responda com base nas afirmativas a seguir. I. A força que mantém os prótons no núcleo
de um átomo é de natureza eletrostática. II. No Sol, como em outras estrelas, ocorrem
reações de fusão nuclear.
III. Na fusão nuclear, núcleos fundem-se com grande absorção de energia.
IV. Na fissão nuclear, núcleos são divididos, liberando energia.
Estão corretas somente: a) I e II b) I e III c) I, III e IV d) II e III e) II e IV 16 - (UFMG)
Observe esta figura:
Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c , em que c é a velocidade da luz.
Para se comunicar com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em direção à nave.
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de:
a) 0,7 c. b) 1,0 c.
c) 0,3 c. d) 1,7 c.
17 - (UEL PR)
O reator utilizado na Usina Nuclear de Angra dos Reis – Angra II – é do tipo PWR (Pressurized Water Reactor). O sistema PWR é constituído de três circuitos: o primário, o secundário e o de água de refrigeração. No primeiro, a água é forçada a passar pelo núcleo do reator a pressões elevadas, 135 atm, e à temperatura de 320 ºC. Devido à alta pressão, a água não entra em ebulição e, ao sair do núcleo do reator, passa por um segundo estágio, constituído por um sistema de troca de calor, onde se produz vapor de água que vai acionar a turbina que transfere movimento ao gerador de eletricidade. Na figura estão indicados os vários circuitos do sistema PWR.
Considerando as trocas de calor que ocorrem em uma usina nuclear como Angra II, é correto afirmar:
a) O calor removido do núcleo do reator é utilizado integralmente para produzir trabalho na turbina.
b) O calor do sistema de refrigeração é transferido ao núcleo do reator através do trabalho realizado pela turbina.
c) Todo o calor fornecido pelo núcleo do reator é transformado em trabalho na turbina e, por isso, o reator nuclear tem eficiência total.
d) O calor do sistema de refrigeração é transferido na forma de calor ao núcleo do reator e na forma de trabalho à turbina. e) Uma parte do calor fornecido pelo núcleo
do reator realiza trabalho na turbina, e outra parte é cedida ao sistema de refrigeração.
18 - (UFC CE)
Uma fábrica de produtos metalúrgicos do Distrito Industrial de Fortaleza consome, por mês, cerca de 2,0 x 106 kWh de energia elétrica (1 kWh = 3,6 x 106 J). Suponha que essa fábrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia elétrica, de acordo com a relação de Einstein, E = moc2. Nesse caso, a massa necessária para suprir a energia requerida pela fábrica, durante um mês, é, em gramas: a) 0,08 b) 0,8 c) 8 d) 80 e) 800 19 - (UERJ)
Uma das fórmulas mais famosas deste século é: E = mc2 Se E tem dimensão de energia em de massa, c representa o seguinte grandeza: a) força
b) torque c) aceleração d) velocidade
20 - (PUC RS)
Energia solar é a energia eletromagnética irradiada pelo Sol. Sua fonte primária, a partir do interior do Sol, são:
a) reações de fissão nuclear. b) reações de fusão nuclear.
c) reações de dissociação molecular.
d) correntes elétricas de grande intensidade. e) colisões intermoleculares.
TEXTO: 1 - Comum à questão: 21
Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s².
21 - (UPE)
Um trem de comprimento igual a 100 m viaja a uma velocidade de 0,8 c, onde c é a velocidade da luz, quando atravessa um túnel de comprimento igual a 70 m.
Quando visto por um observador parado ao lado dos trilhos, é CORRETO afirmar que o trem
a) não chega a ficar totalmente dentro do túnel, restando um espaço de 12 m fora do túnel.
b) fica totalmente dentro do túnel e sobra um espaço de 10 m.
c) fica totalmente dentro do túnel e sobra um espaço de 15 m.
d) não chega a ficar totalmente dentro do túnel, restando um espaço de 5 m fora do túnel.
e) fica totalmente dentro do túnel e não resta nenhum espaço.
TEXTO: 2 - Comum às questões: 22, 23
A relatividade proposta por Galileu e Newton na Física Clássica é reinterpretada pela Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, que é revolucionária porque mudou as idéias sobre o espaço e o tempo, uma vez que a anterior era aplicada somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade válida para todos os referenciais (inerciais e não inerciais).
22 - (UEPB)
Acerca do assunto tratado no texto, podemos afirmar:
I. A Teoria da Relatividade afirma que a velocidade da luz não depende do sistema de referência.
II. Para a Teoria da Relatividade, quando o espaço dilata, o tempo contrai, enquanto que, para a física newtoniana, o espaço e o tempo sempre se mantêm absolutos.
III. A Mecânica Clássica e a Teoria da Relatividade não limitam a velocidade que uma partícula pode adquirir.
IV. Na relatividade de Galileu e Newton, o tempo não depende do referencial em que é medido, ou seja, é absoluto.
Após a análise feita, é (são) correta(s) apena(s) a(s) proposição(ões):
a) II e III b) I e IV c) I, II e IV d) III e) III e IV 23 - (UEPB)
Ainda acerca do assunto tratado no texto, resolva a seguinte situação-problema: Considere uma situação “fictícia”, que se configura como uma exemplificação da relatividade do tempo.
Um grupo de astronautas decide viajar numa nave espacial, ficando em missão durante seis anos, medidos no relógio da nave. Quando retornam a Terra, verifica-se que aqui se passaram alguns anos.
Considerando que c é a velocidade da luz no vácuo e que a velocidade média da nave é 0,8c, é correto afirmar que, ao retornarem a Terra, se passaram: a) 20 anos b) 10 anos c) 30 anos d) 12 anos e) 6 anos
TEXTO: 3 - Comum à questão: 24
Em 1905 Albert Einstein publica a Teoria da Relatividade, com a qual, o conceito de energia ganha um novo significado e esta grandeza passa a ser expressa pela famosa equação de Einstein, que estabeleceu definitivamente a equivalência entre a massa e a energia. Tal equivalência é talvez o resultado mais revolucionário da teoria da relatividade. Ela simplesmente nos diz que massa pode ser convertida em energia e viceversa.
24 - (UEPB)
Adotando-se que a velocidade da luz no vácuo vale 3 × 108 m/s, a energia contida em uma massa de 1 grama vale:
a) 9 × 1013 J b) 4,5 × 1013 J c) 9 × 1016 J d) 4,5 × 1016 J e) 4,5 × 1019 J GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: A 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: D 6) Gab: E 7) Gab: E 8) Gab: B 9) Gab: C 10) Gab: C 11) Gab: A 12) Gab: D 13) Gab: A 14) Gab: D 15) Gab: E 16) Gab: B 17) Gab: E 18) Gab: D 19) Gab: D 20) Gab: B 21) Gab: B 22) Gab: B
23) Gab: B 24) Gab: A