TC 3 Revisão ENEM Física Prof. João Paulo

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TC 3 – Revisão – ENEM – Física – Prof. João Paulo

1ª.questão

(PUC – SP / 2010) No LHC (Grande Colisor de Hadrons), as partículas vão correr umas contra as outras em um túnel de 27 km de extensão, que tem algumas partes resfriadas a – 271,25°C. Os resultados oriundos dessas colisões, entretanto, vão seguir pelo mundo todo. A grade do LHC terá 60 mil computadores. O objetivo da construção do complexo franco-suíço, que custou US$ 10 bilhões e é administrado pelo CERN (Organização Europeia de Pesquisa Nuclear, na sigla em francês), é revolucionar a forma de se enxergar o Universo.

A temperatura citada no texto, expressa nas escalas fahrenheit e kelvin, equivale, respectivamente, aos valores aproximados de:

a.) – 456 e 544 b.) – 456 e 2 c.) 520 e 544 d.) 520 e 2 e.) – 456 e – 2 Gabarito: [B]

2

_{. questão}

(UDESC - 2010) A tabela abaixo apresenta uma relação de substâncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatação linear e condutividade térmica, ambos medidos à temperatura de 20 °C.

Substância Coeficiente de Dilatação Linear (10-6 ºC-1) Condutividade Térmica (W /m.K) Gelo 51 2 Chumbo 29 35 Alumínio 24 240 Cobre 17 400 Concreto 12 0,8 Vidro Comum 9 0,7

Assinale a alternativa correta, tomando como base as informações acima.

a.) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de temperatura de 20 °C.

b.) A condutividade térmica das substâncias permanece constante, independentemente da temperatura em que estas se encontram.

c.) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também apresentam maiores coeficientes de dilatação.

d.) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção para fazer isolamentos térmicos. e.) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de concreto, são submetidas à mesma

variação de temperatura. Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de alumínio é duas vezes maior que a da chapa de concreto.

Gabarito: [E]

3ª.questão

A origem do vidro Pyrex

“Pyrex é a marca comercial usada desde 1915 pela Corning Glass Works para a sua linha de recipientes em vidro borossilicatado destinada ao mercado doméstico. A idéia de utilizar vidro borossilicatado resistente ao calor e quimicamente inerte para produzir recipientes para cozinha terá surgido em 1913, quando Jesse Littleton, da fábrica de vidro Corning Glass Works, testou em sua casa o uso de uma travessa de levar ao forno feita a partir do fundo de uma jarra de vidro borossilicatado, Depois de a esposa ter com sucesso cozinhado um bolo nela, decidiu propor o lançamento de uma linha de utensílios de cozinha em vidro.

Os primeiros Pyrex destinavam-se exclusivamente ao forno ou a conter produtos a alta temperatura, não podendo ser sujeitos directamente à chama. Depois de uma década de investigação, em 1924 foi lançada uma

linha de Pyrex resistente à chama”.

< http://pt.wikipedia.org/wiki/Pyrex >

Você já deve ter observado em sua casa que o vidro pyrex é mais resistente que o vidro comum às variações de temperatura. Se colocarmos água fervente em um copo de vidro comum, ele trinca, mas isso não acontece com o vidro pyrex. A explicação para isso é que:

a.) o calor específico do pyrex é menor que o do vidro comum. b.) o calor específico do pyrex é maior que o do vidro comum.

c.) para aquecimentos iguais, o vidro comum sofre maior variação de temperatura. d.) o coeficiente de dilatação do vidro comum é menor que o do vidro pyrex. e.) o coeficiente de dilatação do vidro comum é maior que o do vidro pyrex. Gabarito: [E]

4

_{. questão}

(ENEM – 2009) Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C . Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litr o de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende. Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é

de 1×10–3 ºC-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre a.) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. b.) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00. c.) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. d.) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. e.) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.

5

_{. questão}

(FGV – 2010) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros de óleo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (boca de fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o fluxo de energia térmica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente, a.) 4 000. b.) 3 500. c.) 3 000. d.) 2 500. e.) 2 000.

Dados: densidade do óleo = 0,9 kg/L; calor específico do óleo = 0,5 cal/(g.ºC) Gabarito: [E]

6ª.questão

(UERJ – 2010) A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos elétricos de uma casa, a potência consumida por cada um deles e o tempo efetivo de uso diário no verão.

Dispositivo Quantidade Potência (kW) Tempo efetivo de uso diário (h)

ar-condicionado 2 1,5 8

geladeira 1 0,35 12

lâmpada 10 0,10 6

Considere os seguintes valores:

• densidade absoluta da água: 1,0 g/cm3 • calor específico da água: 1,0 cal.g-1 0C-1 • 1 cal = 4,2 J

• custo de 1 kWh = R$ 0,50

No inverno, diariamente, um aquecedor elétrico é utilizado para elevar a temperatura de 120 litros de água em 30 ºC. Durante 30 dias do inverno, o gasto total com este dispositivo, em reais, é cerca de:

a.) 48 b.) 63 c.) 96 d.) 126 Gabarito: [B]

7ª.questão

(Ufsc 2009) A mãe zelosa de um candidato, preocupada com o nervosismo do filho antes do vestibular, prepara uma receita caseira de "água com açúcar" para acalmá-lo. Sem querer, a mãe faz o filho relembrar alguns conceitos relacionados à luz, quando o mesmo observa a colher no copo com água, como mostrado na figura a seguir.

Considerando o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que: 01) a luz tem um comportamento somente de partícula.

02) a velocidade da luz independe do meio em que se propaga.

04) a colher parece quebrada, pois a direção da propagação da luz muda ao se propagar do ar para a água. 08) a velocidade da luz na água e no ar é a mesma.

16) a luz é refratada ao se propagar do ar para a água. Gabarito: [20]

8

_{. questão}

(Enem 2010) Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.

Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado). Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

a.) c.) e.)

b.) d.)

Resoluções – TC 3 – ENEM – Prof. João Paulo

Resolução da questão 1

A equação de conversão entre essas escalas é: F 32 C T 273

9 5 5 θ θ − _{= =} − . Como θC = –271,25 °C, vem: F 32 271,25 T 273 9 5 5 θ − ₌ − ₌ − ⇒ F 32 _54,25 9 θ − _{= −} ⇒ θ_{F = (–54,25} × 9) + 3 2 = –456,25 ⇒ θ_F ≅ –456 °F. T = –271,25 + 273 = 1,75 K ⇒ T ≅ 2 K. Resposta: [B]

Resolução da questão 2

∆_{A = Ao 2}α∆T. Como o alumínio apresenta o dobro do coeficiente de dilatação em relação ao concreto, sua dilatação superficial também é o dobro.

Resposta: [E]

Resolução da questão 3

Quando colocamos água fervente em um copo de vidro comum, a parede interna, que está em contato direto com a água, dilata-se mais que a externa. Como o vidro comum apresenta um coeficiente de dilatação alto em relação ao vidro pyrex, é mais fácil haver o trincamento do vidro comum.

Resposta: [E]

Resolução da questão 4

Dados: volume comercializado em 1 semana (7 dias), V = 140×103 L; ∆T = 30 °C e γ = 10–3 °C –1. Dilatação Volumétrica: ∆V = Vo γ ∆T = (140×103)(10–3)(30) = 4.200 L.

Lucro obtido: L = (4.200)(1,60) = R$ 6.720,00.

Convém destacar que a dilatação não foi multiplicada pela diferença entre o preço de venda e o preço de custo (R$1,10) do combustível porque esse volume dilatado não foi comprado; ele foi ganho da natureza. Resposta: [D]

Resolução da questão 5

Dados: d = 0,9 kg/L; c = 0,5 cal/(g.°C; V = 4 L; ∆t = 12 min; η = 80% = 0,8; ∆T = (200 – 20) = 180 °C

Da expressão da densidade: d = m

V ⇒ m = d V = 0,9 (4) = 3,6 kg = 3.600 g.

O fluxo de energia útil é: φ_{U =} = = ∆

Q 324.000

27.000

t 12 cal/min = 1.620.000 cal/h = 1.620 kcal/h; Considerando o rendimento de 80%, temos:

η = φ φUT ⇒ 0,8 = φT 1.620 _⇒ φ =T 1.620 0,8 ⇒ φT= 2.025 kcal/h ≅ 2.000 kcal/h. Resposta: [E]

Resolução da questão 6

Q = m c ∆T = 120 × 4.200 × 30 = 15,12 × 106 J. Calculando a equivalência entre quilowatt e joule:

1 kWh = (103 W) × (3.600 s) = 3,6 × 106 W.s = 3,6 × 106 J. 6 6 3,6 10 J 1 kWh 15,12 10 Q  _× ⇒   × ⇒  ⇒ Q = 6 6 15,12 10 3,6 10 × × ⇒ Q = 4,2 kWh.

O gasto total com esse dispositivo em 30 dias é: GTotal = 30 × 4,2 × 0,50 ⇒ Gtotal = R$ 63,00. Resposta: [B]

Resolução da questão 7

Justificando as falsas:

01) Falsa. Na refração, a luz apresenta comportamento de onda.

02) Falsa. A velocidade da luz depende do meio em que se propaga, apresentando máxima velocidade no vácuo.

08) Falsa. A velocidade da luz na água é menor que no ar. Resposta: [20]

Resolução da questão 8

Nos materiais naturais, quando ocorre incidência oblíqua da luz, os raios incidente e refratado estão em meios diferentes e em quadrantes opostos, definidos pela superfície e pela normal a essa superfície. No metamaterial, esses raios estão em meios diferentes, mas em quadrantes adjacentes.