O laço entre a física e a química

O laço entre a física e a química

Por muito tempo as ciências formavam uma grande área do conhecimento

chamada filosofia Natural. Há aproximadamente dois séculos, tornou-se

evidente as distinções entre a Física, a Química e as ciências Biológicas.

Durante muitos séculos a física esteve ligada às artes. A exemplo disso temos

os manuscritos de Leonardo da Vinci (1452-1519) que fazem as primeiras

referencias às forças externas atuantes em uma estrutura; assunto que hoje em

dia estudamos em mecânica.

Da Vinci preocupou-se também com a influência das forças na arquitetura.

Parte da biologia também foi influenciada pela física. Nas décadas de 1930 e

1940, um grupo de físicos mostrou-se interessado em aplicar as ideias técnicas

da física à Microbiologia. Esses estudiosos tinham como objetivo encontrar

novas leis da física com os estudos de organismos biológicos. No entanto, suas

expectativas não foram alcançadas, mas os esforços do grupo deram origem a

um novo campo de estudo, chamado atualmente de Biologia Molecular.

Na medicina a física também teve, e tem, fundamental importância. Graças a

ela é que médicos do mundo todo podem fazer procedimentos cirúrgicos de alta

tecnologia e exames com os mais sofisticados equipamentos. As cirurgias a

laser e a ressonância magnética são exemplos dessas tecnologias aplicadas na

medicina. A área da oncologia (tratamento do câncer) utiliza os conhecimentos

da física nuclear para tratamentos radiológicos (radioterapia).

No entanto, nenhuma ciência foi mais beneficiada pela física do que a Química.

Os modelos atômicos, os fenômenos que explicam as ligações químicas,

momentos magnéticos do elétron (spin), distribuição eletrônica e até mesmo a

tabela periódica são baseados nos estudos da Mecânica Quântica.

A lista de inter-relações da física com outras ciências é muito extensa, o que faz

dela uma das mais importantes áreas do conhecimento.

Questão 3 – Resposta B

Pergunta

_Dados

Raciocínio

Cálculo

𝑇′_{= 𝑃} 𝐵 𝑇 = 2𝑇′ = 2𝑃𝐵 𝑇 = 𝑓𝑎𝑡 𝑁 = 𝑃𝐴 𝑓_𝑎𝑡 = 2𝑃_𝐵 𝜇 ∗ 𝑁 = 2𝑃𝐵 𝜇 ∗ 𝑚𝐴∗ 𝑔 = 2 ∗ 𝑚𝐵∗ 𝑔 𝜇 =2 ∗ 𝑚𝐵 𝑚_𝐴

𝑃

_𝐵

𝑇′

𝑇′

𝑇

𝑇

𝑇

𝑁

𝑓

_𝑎𝑡

Questão 5

Pergunta

_Dados

𝑚𝐴 = 1,8 𝑘𝑔 𝑚𝐵 = 1,2 𝑘𝑔 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

Cálculo

𝐹 = 𝑚𝐴+ 𝑚𝐵 ∗ 𝑎 𝑎 = 𝐹 𝑚_𝐴+ 𝑚_𝐵 = 4,5 1,8 + 1,2= 1,5 𝑚/𝑠 2 𝐹 = 𝑓𝑎𝑡,𝑒𝑠𝑡.𝑚á𝑥 𝐹 = 𝜇𝑒 ∗ 𝑁𝐵𝐴 𝜇𝑒 = 𝐹 𝑁𝐵𝐴 =4,5 18 = 0,25

𝑁

_𝐵𝐴

Questão 1 – Resposta D

Pergunta

Questão 2 – Resposta E

Pergunta

Raciocínio

Questão 3 – Resposta C

Pergunta

Dados

Raciocínio

𝑁

𝑓

_𝑎𝑡

−𝐹

Ԧ

𝑃

Questão 4 – Resposta B

Pergunta

Dados

Questão 5 – Resposta B

Pergunta

Dados

Raciocínio

𝑁

𝑓

_𝑎𝑡

Ԧ

𝐹

Ԧ

𝑃

𝑁

𝑓

_𝑎𝑡

𝑅

Questão 6 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝑚 = 20 𝑘𝑔 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 𝜇𝑒 = 0,3

Raciocínio

𝑓𝑎𝑡𝑒 = ቊ 𝐹 𝑠𝑒 𝐹 < 𝜇_𝑒∗ 𝑁 𝜇𝑒∗ 𝑁 𝑠𝑒 𝐹 = 𝜇𝑒 ∗ 𝑁

Cálculo

ቊ_{𝑓𝑎𝑡 = 𝐹}𝑁 = 𝑃 𝑓𝑎𝑡𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥 = 𝜇𝑒 ∗ 𝑁 = 𝜇𝑒 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 𝑓𝑎𝑡𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥 = 0,3 ∗ 20 ∗ 10 = 60 𝑁

𝑁

Ԧ

𝐹

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

Questão 7 – Resposta A

Pergunta

Questão 8 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

Cálculo

𝑣 = 3,6𝑘𝑚 ℎ = 1 𝑚 𝑠 𝑅 = 𝑘 ∗ 𝑣2 𝑅 = 4 ∗ 10−4∗ 12 𝑅 = 4 ∗ 10−4𝑁 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑔 = 𝑅 𝑚 =𝑅 𝑔 = 4 ∗ 10−4 10 = 4 ∗ 10 −5_𝑘𝑔

Questão 9 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝑚𝑇 = 1296 𝑘𝑔 𝑣2 _{= 𝑣} 02+ 2 ∗ 𝑎 ∗ Δ𝑆 𝑣 = 50 𝑘𝑚/ℎ 𝑣0 = 60 𝑘𝑚/ℎ Δ𝑆 = 55 𝑚

Raciocínio

Cálculo

𝑣2= 𝑣₀2+ 2 ∗ 𝑎 ∗ Δ𝑆 𝑎 =𝑣 2_{− 𝑣} 02 2 ∗ Δ𝑆 𝑎 = 50𝑘𝑚 ℎ 2 − 60𝑘𝑚 ℎ 2 2 ∗ 55 ∗ 10−3_𝑘𝑚 𝑎 = −10000 𝑘𝑚/ℎ2 𝑎 = 10000 𝑘𝑚/ℎ2 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝑓𝑎𝑡 = 1296 𝑘𝑔 ∗ 1000𝑘𝑚 ℎ2 𝑓𝑎𝑡 = 1296 𝑘𝑔 ∗ 10000 10 3_𝑚 3600𝑠 2 𝑓𝑎𝑡 = 1000 𝑁

Questão 10 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝐹 = 30 𝑁 𝑚 = 5 𝑘𝑔 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

Cálculo

𝑓𝑎𝑡𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥 = 𝜇𝑒∗ 𝑁 = 𝜇𝑒 ∗ 𝑃 = 𝜇𝑒∗ 𝑚 ∗ 𝑔 𝜇𝑒 = 𝑓𝑎𝑡_{𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥} 𝑚 ∗ 𝑔 = 15 5 ∗ 10= 0,3 𝐹 − 𝑓𝑎𝑡_𝑑 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝑎 =𝐹 − 𝑓𝑎𝑡𝑑 𝑚 = 30 − 10 5 = 4 𝑚/𝑠 2

Questão 11 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝑚 = 0,2 𝑘𝑔 𝑘 = 20 𝑁/𝑚 𝜇 = 0,5

Raciocínio

Cálculo

ቊ 𝑁 = 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑔 𝐹𝑒𝑙 = 𝑓𝑎𝑡𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥 𝑘 ∗ 𝑥 = 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 𝑥 =𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 𝑘 𝑥 =0,5 ∗ 0,2 ∗ 10 20 = 0,05 𝑚 = 5 𝑐𝑚

𝑁

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

𝐹

𝑒𝑙

Questão 12 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝑃 = 30 𝑘𝑔𝑓 𝜇 = 0,75

Raciocínio

Cálculo

ቊ𝑓𝑎𝑡 = 𝑃 𝐹 = 𝑁 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝑃 → 𝑁 =𝑃 𝜇 𝐹 = 𝑁 = 𝑃 𝜇 = 30 0,75= 40 𝑘𝑔𝑓

𝑁

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

Questão 13 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 𝑠𝑒𝑛𝜃 = 0,86 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 0,5 𝜇 = 0,1 𝑚 = 10 𝑘𝑔

Raciocínio

Cálculo

ቊ𝐹 = 𝑃_{𝑁 = 𝑃}𝑥+ 𝑓𝑎𝑡 𝑦 𝐹 = 𝑃_𝑥+ 𝜇 ∗ 𝑁 𝐹 = 𝑃_𝑥+ 𝜇 ∗ 𝑃_𝑦 𝐹 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 + 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝐹 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 + 𝜇 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝐹 = 100 ∗ 10 ∗ 0,86 + 0,1 ∗ 0,5 = 910 𝑁

𝑁

𝑃

𝑦

Ԧ

𝐹

𝑃

_𝑥

𝑓𝑎𝑡

Questão 14 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝑚₁ = 2 𝑘𝑔 𝑚2= 3 𝑘𝑔 𝜃 = 30° 𝜇 = 0,25

Raciocínio

Cálculo

𝑁₁= 𝑃₁ 𝑇 − 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚₁∗ 𝑎 𝑁2= 𝑃2𝑦 𝑃2𝑥 − 𝑇 = 𝑚2∗ 𝑎 𝑃2𝑥− 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚1+ 𝑚2 ∗ 𝑎 𝑎 =𝑃2𝑥 − 𝑓𝑎𝑡 𝑚₁+ 𝑚₂ = 𝑚2∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 − 𝜇 ∗ 𝑁1 𝑚₁+ 𝑚₂ 𝑁₁= 𝑃₁ = 𝑚₁∗ 𝑔 𝑎 =𝑚2∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 − 𝜇 ∗ 𝑚1∗ 𝑔 𝑚₁+ 𝑚₂

𝑁

1

𝑇

𝑓𝑎𝑡

𝑃

₁

𝑇

𝑁

2

𝑃

2𝑥

𝑃

_2𝑦

Questão 15 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝑚𝐴 = 2 𝑘𝑔 𝑚_𝐵 = 5 𝑘𝑔 𝑎 = 6 𝑚/𝑠2 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

Cálculo

𝑃𝐵− 𝑇 = 𝑚𝐵∗ 𝑎 𝑇 = 𝑃𝐵− 𝑚𝐵∗ 𝑎 = 𝑚𝐵∗ 𝑔 − 𝑎 𝑇 = 5 ∗ 10 − 6 = 20 𝑁 𝐹𝑅𝐴 = 𝑚𝐴∗ 𝑎 = 2 ∗ 6 = 12 𝑁 ቊ𝑇 − 𝑓𝑎𝑡 = 𝐹𝑅= 𝑚𝐴∗ 𝑎 𝑁 = 𝑃𝐴 𝑓𝑎𝑡 = 𝑇 − 𝐹𝑅 → μ ∗ 𝑁 = 𝑇 − 𝐹𝑅 μ = 𝑇 − 𝐹𝑅 𝑁 = 𝑇 − 𝐹_𝑅 𝑃𝐴 =𝑇 − 𝐹𝑅 𝑚𝐴∗ 𝑔 = 20 − 12 2 ∗ 10 = 0,4

𝑇

𝑃

_𝐵 𝑃𝐴

𝑇

𝑁

𝑓𝑎𝑡

Questão 16 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝐹 = 10 𝑁 𝜇 = 0,5 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

_Cálculo

ቐ 𝑁 = 𝑃 𝐹 − 𝑓𝑎𝑡 − 𝐹𝐵𝐴 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝐹𝐴𝐵− 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝐹 − 2𝑓𝑎𝑡 = 2𝑚 ∗ 𝑎 𝐹 − 2 ∗ 𝜇 ∗ 𝑁 = 2𝑚 ∗ 𝑎 𝑁 = 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑔 𝐹 − 2 ∗ 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 = 2𝑚 ∗ 𝑎

𝑁

𝐹

𝐴𝐵 𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

𝑁

𝐹

_𝐵𝐴

Questão 17 – Resposta B

Pergunta

Dados

𝜇_𝑒 = 0,6 𝐹 = 0,5 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 𝜃 = 30°

Raciocínio

𝐹𝑥 ≤ 𝑓𝑎𝑡𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥 → 𝑎 = 0 𝑚 𝑠2 𝐹_𝑥 > 𝑓𝑎𝑡_{𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥} → 𝑎 > 0𝑚 𝑠2

Cálculo

𝑁 + 𝐹_𝑦 = 𝑃 → 𝑁 = 𝑃 − 𝐹_𝑦 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝜇 ∗ 𝑃 − 𝐹_𝑦 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 − 0,5 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑓𝑎𝑡 = 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 1 − 0,5 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑓𝑎𝑡 = 0,6 ∗ 𝑚 ∗ 10 ∗ 1 − 0,5 ∗ 0,5 = 4,5 ∗ 𝑚 𝐹_𝑥 = 𝐹 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 0,5 ∗ m ∗ g ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝐹_𝑥 = 0,5 ∗ m ∗ 10 ∗ 0,86 = 0,43 ∗ 𝑚 𝐹_𝑥 ≤ 𝑓𝑎𝑡_{𝑒𝑠𝑡,𝑚á𝑥}

𝐹

_𝑥

𝐹

_𝑦

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

𝑁

Questão 18 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝑚𝐴 = 10 𝑘𝑔 𝑚_𝐵 = 5 𝑘𝑔 𝜇 = 0,4 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2

Raciocínio

Cálculo

ቊ 𝑓𝑎𝑡 = 𝑃𝐵 𝑁𝐴𝐵 = 𝑚𝐵∗ 𝑎 𝑓𝑎𝑡 = 𝑃𝐵 𝜇 ∗ 𝑁_𝐴𝐵 = 𝑃_𝐵 𝑁_𝐴𝐵= 𝑃𝐵 𝜇

𝑃

𝐵 𝑓𝑎𝑡

𝑁

_𝐴𝐵

Questão 19 – Resposta E

Pergunta

Dados

𝑚_𝑏 = 1 𝑘𝑔 𝑚_𝑝 = 4 𝑘𝑔 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 𝜇𝑒 = 0,8 𝜇_𝑑 = 0,6

Raciocínio

Cálculo

𝐹 − 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚_𝑏∗ 𝑎 𝑁𝑝𝑏 = 𝑃𝑏 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚_𝑝∗ 𝑎 𝑁_𝑏𝑝+ 𝑃_𝑝 = 𝑁 𝑎 =𝑓𝑎𝑡 𝑚_𝑝 = 𝜇 ∗ 𝑁𝑏𝑝 𝑚_𝑝 = 𝜇 ∗ 𝑃_𝑏 𝑚_𝑝 = 0,8 ∗ 1 ∗ 10 4 = 2 𝑚/𝑠 2

𝑃

_𝑏 𝑓𝑎𝑡

𝑁

𝑏𝑝 _𝑓𝑎𝑡

𝑃

_𝑝

𝑁

_𝑝𝑏

𝑁

Questão 20 – Resposta B

Pergunta

Raciocínio

𝐹_𝑅 = 𝑃 𝐹_𝑅 = 𝑃 − 𝐹_𝑎 𝐹_𝑅 = 𝑃 − 𝐹_𝑎 = 0 𝐹_𝑅 = 𝐹_𝑎− 𝑃 𝐹_𝑅 = 𝑃 − 𝐹_𝑎= 0

𝐹

_𝑎

𝐹

_𝑎

Questão 21 – Resposta C

Pergunta

Questão 22 – Resposta B

Pergunta

Questão 23 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝜇_𝑒 = 1 𝜇𝑐 = 0,75 𝑣0 = 108 𝑘 ℎ= 30 𝑚 𝑠 𝑔 = 10 𝑚/𝑠2 𝑣 = 0 𝑚/𝑠

Raciocínio

Cálculo

ቊ 𝑓𝑎𝑡 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝑁 = 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑔 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 = 𝑚 ∗ 𝑎 𝑎 = 𝜇 ∗ 𝑔 𝑣2 = 𝑣₀2− 2 ∗ 𝑎 ∗ 𝑑 𝑑 = 𝑣0 2_{− 𝑣}2 2 ∗ 𝑎 = 𝑣₀2− 𝑣2 2 ∗ 𝜇 ∗ 𝑔= 302− 02 2 ∗ 𝜇 ∗ 10= 45 𝜇 𝑑1= 45 𝜇𝑒 =45 1 = 45 𝑚 45 45

𝑓𝑎𝑡

Ԧ

𝑃

𝑁

Comentário

Questão 24 – Resposta E

Pergunta

Dados

𝑋1= 𝑋2 = 0,8 𝑐𝑚 𝑥₁ = 1,6 𝑐𝑚 𝑥2= 1,8 𝑐𝑚

Raciocínio

𝜇₁> 𝜇₂

Cálculo

𝑓𝑒𝑙 = 𝑃 ቊ𝑓𝑎𝑡 = 𝐹𝐸𝐿 𝑁 = 𝑃 𝑘 ∗ 𝑥 = 𝑃 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝑘 ∗ 𝑋 𝑁 = 𝑃 𝜇 ∗ 𝑃 = 𝑘 ∗ 𝑋 𝑓𝑎𝑡

𝐹

_𝐸𝐿

Ԧ

𝑃

𝑁

Ԧ

𝑃

𝑓

_𝑒𝑙

Questão 25 – Resposta B

Pergunta

Dados

ℎ = 50 𝑐𝑚 𝐷 > 2,5 𝑚

Raciocínio

Cálculo

ቊ𝑓𝑎𝑡 = 𝑃_{𝑁 = 𝑃}𝑥 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑦 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ cos 𝜃 𝜇 ∗ 𝑁 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑁 = 𝑃_𝑦 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ cosθ 𝜇 ∗ 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝐷 = 2,5 𝑚 𝜇 =𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑐𝑜𝑠𝜃 = 𝑡𝑔𝜃 = ℎ 𝐷 = 0,5 2,5= 0,2 𝐷 = 3,5 𝑚 𝜇 =0,5 3,5= 0,143 0,2 0,143

𝑓𝑎𝑡

_𝑁

𝑃

_𝑥

𝑃

_𝑦

ℎ

𝐷

Questão 3 – Resposta E

Pergunta

_Dados

𝑇𝑖 = −10 °𝐶 𝑚 = 500 𝑔 𝑇𝑓 = 20 °𝐶 𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜 = 0,5 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙 𝑔

Raciocínio

Cálculo

𝑄1= 𝑚 ∗ 𝑐𝑔𝑒𝑙𝑜∗ Δ𝜃 𝑄1= 500 ∗ 0,5 ∗ 0 − −10 = 2500 𝑐𝑎𝑙 𝑄2= 𝑚 ∗ 𝐿𝐹 𝑄 = 500 ∗ 80 = 40000 𝑐𝑎𝑙

Questão 4 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝜃𝑔 = 0 °𝐶 𝜃_{á𝑔𝑢𝑎} = 60 °𝐶 𝑚á𝑔𝑢𝑎 = 200 𝑔 𝜃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 20 °𝐶 𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙 𝑔

Raciocínio

Cálculo

𝑄1= 𝑚á𝑔𝑢𝑎∗ 𝑐á𝑔𝑢𝑎∗ Δ𝜃 𝑄₁= 200 ∗ 1 ∗ 60 − 20 = 8000 𝑐𝑎𝑙 𝑄₂ = 𝑚_𝑔∗ 𝐿_𝐹 + 𝑚_𝑔∗ 𝑐_{á𝑔𝑢𝑎}∗ Δ𝜃 𝑄₂= 𝑚_𝑔∗ 80 + 𝑚_𝑔∗ 1 ∗ 20 = 100 ∗ 𝑚_𝑔 𝑄1 = 𝑄2 8000 = 100 ∗ 𝑚_𝑔 𝑚𝑔= 80 g

Questão 1 – Resposta C

Pergunta

Questão 2 – Resposta B

Pergunta

Questão 3 – Resposta E

Pergunta

Dados

Raciocínio

𝑄 ∆𝜃= 𝐶 = 𝑚 ∗ 𝑐

Cálculo

𝐶 = 𝑚 ∗ 𝑐 𝐴 → 0,2 ∗ 200 = 40 𝑐𝑎𝑙 𝐵 → 0,4 ∗ 400 = 160 𝑐𝑎𝑙 𝐶 → 0,05 ∗ 600 = 30 𝑐𝑎𝑙 𝐷 → 0,6 ∗ 800 = 480 𝑐𝑎𝑙 𝐸 → 0,01 ∗ 1000 = 10 𝑐𝑎𝑙

Questão 4 – Resposta E

Pergunta

𝐶_𝑀 𝐶𝑁

Dados

Raciocínio

𝐶 = 𝑄 Δ𝜃

Cálculo

𝐶𝑀 = 𝑄_𝑀 Δ𝜃𝑀 = 550 50 = 11 𝑐𝑎𝑙 °𝐶 𝐶_𝑁 = 𝑄𝑁 Δ𝜃_𝑁 = 110 70 = 11 7 𝑐𝑎𝑙 °𝐶 𝐶_𝑀 𝐶_𝑁 = 11 11/7= 7

Questão 5 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝑚𝑐= 250 𝑔 𝜃_𝑐 = 90 °𝐶 𝑚𝑙= 20 𝑔 𝜃_𝑙 = 5 °𝐶 𝑐𝑙 = 𝑐𝑐 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Cálculo

𝑄_{𝑙𝑒𝑖𝑡𝑒} + 𝑄_{𝑐𝑎𝑓é}= 0 𝑚𝑙∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑓 − 𝜃𝑙 + 𝑚𝑐∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑓− 𝜃𝑐 = 0 𝑚𝑙∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑓− 𝑚𝑙∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑙+ 𝑚𝑐∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑓− 𝑚𝑐∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑐= 0 𝜃𝑓 𝜃_𝑓 =𝑚𝑐∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑐+ 𝑚𝑙∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑙 𝑚_𝑙∗ 𝑐 + 𝑚_𝑐∗ 𝑐 𝑚 ∗ 𝑐 = 𝐶 𝜃_𝑓 =𝐶𝑐∗ 𝜃𝑐+ 𝐶𝑙∗ 𝜃𝑙 𝐶𝑙+ 𝐶𝑐 250 ∗ 1 ∗ 90 + 20 ∗ 1 ∗ 5

Questão 6 – Resposta B

Pergunta

Dados

𝑚 = 100 𝑔 𝜃𝑖 = −20 °𝐶 𝜃𝑓 = 40 °𝐶 𝑐_𝑎 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝑐𝑔 = 0,5 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙 𝑔

Raciocínio

Cálculo

𝑄1= 𝑚 ∗ 𝑐𝑔∗ Δ𝜃 𝑄₁= 100 ∗ 0,5 ∗ 0 − −20 = 1000 𝑐𝑎𝑙 𝑄₂= 𝑚 ∗ 𝐿_𝐹 𝑄2 = 100 ∗ 80 = 8000 𝑐𝑎𝑙 𝑄₃= 𝑚 ∗ 𝑐_𝑎∗ Δ𝜃 𝑄3= 100 ∗ 1 ∗ 40 − 0 = 4000 𝑐𝑎𝑙 𝑄1+ 𝑄3= 1000 + 4000 = 5000 𝑐𝑎𝑙 𝑄2 = 8000 𝑐𝑎𝑙

Questão 7 – Resposta 08

Pergunta

Dados

𝑚 = 100 𝑔 𝑐_𝑠 = 0,4 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Raciocínio

Cálculo

𝑃 = 𝑄 ∆𝑡= 𝑚 ∗ 𝑐_𝑠∗ ∆𝜃 Δ𝑡 = 100 ∗ 0,4 ∗ 30 − 10 10 = 80 𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛 𝑄 = 𝑃 ∗ Δ𝑡 = 𝑚 ∗ 𝐿 𝐿 = 𝑃 ∗ Δ𝑡 𝑚 = 80 ∗ 10 100 = 8 𝑐𝑎𝑙/𝑔 𝑄 = 𝑃 ∗ Δ𝑡 = 𝑚 ∗ 𝑐𝑙∗ Δ𝜃

Questão 8 – Resposta 09

Pergunta

Dados

𝑚_𝐴 = 𝑚_𝐵 𝜃𝐴 > 𝜃𝐵 𝑐_𝐴 ≠ 𝑐_𝐵

Raciocínio

Questão 9 – Resposta B

Pergunta

Dados

𝑇𝑣 = 100 °𝐶 𝑚_𝑔= 150 𝑔 𝑇𝑔= 0 °𝐶 𝑇_𝑓 = 50 °𝐶 𝑐 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙 𝑔 𝐿𝑣 = 540 𝑐𝑎𝑙 𝑔

Raciocínio

𝑄1 𝑄₂

Cálculo

𝑄₁ = 𝑄₂ 𝑚𝑔∗ 𝐿𝐹 + 𝑚𝑔∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 = 𝑚𝑣 ∗ 𝐿𝑣 + 𝑚𝑣 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 𝑚𝑣 = 𝑚𝑔∗ 𝐿𝐹+ 𝑚𝑔∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 𝐿𝑣 + 𝑐 ∗ ∆𝜃 𝑚_𝑣 = 150 ∗ 80 + 150 ∗ 1 ∗ 50 540 + 1 ∗ 50 = 33 𝑔

Questão 10 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝑐á𝑔𝑢𝑎 = 10 ∗ 𝑐𝑙𝑖𝑔𝑎 𝑚_{á𝑔𝑢𝑎} = 10 𝑔 𝑚𝑙𝑖𝑔𝑎 = 100 𝑔 𝜃á𝑔𝑢𝑎 = 0 °𝐶 𝜃_{𝑙𝑖𝑔𝑎} = 90 °𝐶

Raciocínio

𝑇_𝑓 𝑇_𝑓 𝑄₁. 𝑄2 𝑄2= 2𝑄1

Cálculo

𝑄2 = 2𝑄1 𝑚𝑙𝑖𝑔𝑎∗ 𝑐𝑙𝑖𝑔𝑎∗ Δ𝜃𝑙𝑖𝑔𝑎 = 2 ∗ 𝑚á𝑔𝑢𝑎∗ 𝑐á𝑔𝑢𝑎∗ Δ𝜃á𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑙𝑖𝑔𝑎∗ 𝑐𝑙𝑖𝑔𝑎 ∗ Δ𝜃𝑙𝑖𝑔𝑎 = 2 ∗ 𝑚á𝑔𝑢𝑎∗ 10 ∗ 𝑐𝑙𝑖𝑔𝑎∗ Δ𝜃á𝑔𝑢𝑎 100 ∗ 90 − 𝑇𝑓 = 2 ∗ 10 ∗ 10 ∗ 𝑇𝑓− 0 90 − 𝑇𝑓 = 2 ∗ 𝑇𝑓 𝑇𝑓 = 30 °𝐶 ° ° ° 𝑇 = 60 °𝐶

Questão 11 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝜃_𝐼 = 100 °𝐶 𝜃𝐼𝐼 = 20 °𝐶

Raciocínio

𝑄𝑥Δ𝜃 𝑡𝑔𝛼 =Δ𝑄 Δ𝜃 = 𝐶

Cálculo

𝐶_𝐼 = Δ𝑄 Δ𝜃 = 5000 180 − 80= 50 𝐽 °𝐶 𝐶𝐼𝐼 = Δ𝑄 Δ𝜃 = 9000 60 − 0 = 150 𝐽 °𝐶 𝜃𝑓 = 𝐶𝐼∗ 𝜃𝐼+ 𝐶𝐼𝐼∗ 𝜃𝐼𝐼 𝐶𝐼 + 𝐶𝐼𝐼 𝜃𝑓 = 50 ∗ 100 + 150 ∗ 20 50 + 150 = 40 °𝐶

Questão 12 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 → 𝑚𝑐 = 10𝑔 ; 𝑐𝑐= 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 ; 𝜃𝑐 = 20 °𝐶 𝑚_𝑙 = 200 𝑔 ; 𝑐_𝑙 = 0,79 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 ; 𝜃𝑐 = 35 °𝐶 𝑚_𝑚 = 300 𝑔 ; 𝜃_𝑚 = 140 °𝐶 𝜃_𝑓 = 40 °𝐶

Raciocínio

Cálculo

𝑚𝑐∗ 𝑐𝑐∗ 𝜃𝑓− 𝜃𝑐 + 𝑚𝑙∗ 𝑐𝑙∗ 𝜃𝑓− 𝜃𝑙 + 𝑚𝑚 ∗ 𝑐𝑚 ∗ 𝜃𝑓− 𝜃𝑚 = 0 𝑐𝑚 = − 𝑚_𝑐∗ 𝑐_𝑐∗ 𝜃_𝑓− 𝜃_𝑐 + 𝑚_𝑙∗ 𝑐_𝑙∗ 𝜃_𝑓− 𝜃_𝑙 𝑚_𝑚 𝜃_𝑓− 𝜃_𝑚 𝑐𝑚 = − 10 ∗ 1 ∗ 40 − 20 + 200 ∗ 0,79 ∗ 40 − 35 300 40 − 140 = 0,03 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶

Questão 13 – Resposta C

Pergunta

Questão 14 – Resposta A

Pergunta

Questão 15 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙 𝑔 𝐿_𝑉 = 540𝑐𝑎𝑙 𝑔

Raciocínio

Questão 16 – Resposta A

Pergunta

Questão 17 – Resposta E

Pergunta

Raciocínio

Cálculo

𝑄 ∆𝑡= 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 Δ𝑡 𝑃𝑜𝑡 =𝑑 ∗ 𝑉 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 Δ𝑡 𝑃𝑜𝑡 = 𝑑 ∗ 𝑍 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃 𝑍 = 𝑃𝑜𝑡 𝑑 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝜃

Questão 18 – Resposta E

Pergunta

Dados

𝑃𝑜𝑡 = 120 𝑊 20% 𝑑𝑎 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 é 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑖𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑧𝑎çã𝑜 𝑑𝑜 𝑠𝑢𝑜𝑟 𝐿𝑣 = 540 𝑐𝑎𝑙 𝑔 = 2160 𝐽/𝑔 1 𝑐𝑎𝑙 = 4 𝐽 Δ𝑡 = 2 ℎ

Raciocínio

Cálculo

20% 𝑑𝑒 120 𝑊 = 24 𝑊 𝑄 = 𝑃 ∗ Δ𝑡 = 𝑚 ∗ 𝐿𝑣 𝑚 =𝑃 ∗ Δ𝑡 𝐿𝑣 = 24 ∗ 2 ∗ 3600 2160 = 80 𝑔

Questão 19 – Resposta B

Pergunta

𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚_{𝑓𝑟𝑖𝑎} ?

Dados

𝜃𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 70 °𝐶 𝜃𝑓𝑟𝑖𝑎 = 25 °𝐶 𝜃_{𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜} = 30 °𝐶

Raciocínio

Cálculo

𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜− 𝜃𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎∗ 𝑐 ∗ 𝜃𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜− 𝜃𝑓𝑟𝑖𝑎 = 0 𝑚_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒} 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 = − 𝜃𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜− 𝜃𝑓𝑟𝑖𝑎 𝜃_{𝑏𝑎𝑛ℎ𝑜}− 𝜃_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒} 𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎 = − 30 − 25 30 − 70 = 0,125

Questão 20 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝐿𝑣 = 2,26 ∗ 106𝐽/𝑘𝑔 𝑚 = 15 𝑘𝑔 Δ𝑡 = 339 𝑠

Raciocínio

Cálculo

𝑃 = 𝑄 Δ𝑡= 𝑚 ∗ 𝐿𝑣 Δ𝑡 𝑃 =15 ∗ 2,26 ∗ 10 6 339 = 10 5_{𝑊 = 100 𝑘𝑊}

Questão 21 – Resposta B

Pergunta

Dados

𝑃 = 4000 𝑊 𝐸 = 21,6 𝑘𝑊ℎ 𝑍 = 3 𝐿 𝑚𝑖𝑛 = 3 60 𝐿 𝑠 𝑑 = 1 𝑘𝑔/𝐿 𝑐 = 4200 𝐽/𝑘𝑔

Raciocínio

Cálculo

𝑃 = 𝑑 ∗ 𝑍 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝜃 = 𝑃 𝑑 ∗ 𝑍 ∗ 𝑐 Δ𝜃 = 4000 1 ∗_{60 ∗ 4200}3 = 19 °𝐶

Questão 22 – Resposta D

Pergunta

Dados

𝜃𝑓𝑟𝑖𝑎 = 10 °𝐶 𝜃_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒} = 40 °𝐶 𝜃_{𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙} = 16 °𝐶 𝑚𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 = 2𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎

Raciocínio

Cálculo

𝑚_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒}∗ 𝑐 ∗ 𝜃 − 𝜃_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒} + 𝑚_{𝑓𝑟𝑖𝑎}∗ 𝑐 ∗ 𝜃 − 𝜃_{𝑓𝑟𝑖𝑎} = 0 2𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎∗ 𝑐 ∗ 𝜃 − 𝜃𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑚𝑓𝑟𝑖𝑎∗ 𝑐 ∗ 𝜃 − 𝜃𝑓𝑟𝑖𝑎 = 0 2 ∗ 𝜃 − 𝜃_{𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒} + 𝜃 − 𝜃_{𝑓𝑟𝑖𝑎} = 0 2 ∗ 𝜃 − 40 + 𝜃 − 10 = 0 2𝜃 − 80 + 𝜃 − 10 = 0 3𝜃 = 90 𝜃 = 30 °𝐶

Então a variação percentual de temperatura é

Δ𝜃% =𝜃 − 𝜃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝜃 =

30 − 16

Questão 23 – Resposta C

Pergunta

Dados

Δ𝜃 = 3 °𝐶 𝑐 = 4 𝑘𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 𝑃𝑜𝑡 = 2 ∗ 1 𝑀𝑊 = 2 𝑀𝑊

Raciocínio

𝑍𝑚 = 𝑍 ∗ 𝑑 = 𝑚 Δ𝑡

Cálculo

𝑃 = 𝑑 ∗ 𝑍 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 𝑃 = 𝑍𝑚∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 𝑍_𝑚 = 𝑃 𝑐 ∗ Δ𝜃= 2 ∗ 106 4 ∗ 103_{∗ 3}= 167 𝑘𝑔/𝑠

Questão 24 – Resposta A

Pergunta

Dados

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 → 𝐿 = 6 𝑚 𝑚 = 1 𝑡 = 1000 𝑘𝑔 𝑐 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 = 4200 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 Δ𝜃 = 100 − 20 = 80 °𝐶 𝐼 = 800 𝑊/𝑚2 Δ𝑡 = 1 ℎ = 3600 𝑠

Raciocínio

Cálculo

𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 𝑃 = 𝑄 Δ𝑡= 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝑡 𝐼 =𝑃 𝐴= 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝑡 ∗ 𝐴 𝐴 =𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝑡 ∗ 𝐼 𝐴 = 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 ∗ 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 = 𝐶 ∗ 𝐿 𝐶 ∗ 𝐿 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝑡 ∗ 𝐼 𝐶 =𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃 Δ𝑡 ∗ 𝐼 ∗ 𝐿 = 1000 ∗ 4200 ∗ 80 3600 ∗ 800 ∗ 6 = 19,44 𝑚

Questão 25 – Resposta C

Pergunta

Dados

𝜃_{𝑠𝑢𝑐𝑜} = 27,9 °𝐶 𝜃_{𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙} = 3 °𝐶 𝜃𝑔𝑒𝑙𝑜 = 0 °𝐶 𝑚𝑔 = 25 𝑔 𝑐 = 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 𝐿𝐹 = 80 𝑐𝑎𝑙/𝑔 𝑉_{𝑠𝑢𝑐𝑜} = 250 𝑚𝐿 𝑑_{𝑠𝑢𝑐𝑜} = 𝑑_{á𝑔𝑢𝑎} = 1 𝑔 𝑚𝑙 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑑𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑔𝑒𝑙𝑜

Raciocínio

Cálculo

𝑄𝑔𝑒𝑙𝑜 = 𝑄𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑛 ∗ 𝑚𝑔∗ 𝐿𝐹 + 𝑛 ∗ 𝑚𝑔∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃á𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑠𝑢𝑐𝑜∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑛 ∗ 𝑚𝑔∗ 𝐿𝐹 + 𝑛 ∗ 𝑚𝑔∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃á𝑔𝑢𝑎 = 𝑉𝑠𝑢𝑐𝑜∗ 𝑑𝑠𝑢𝑐𝑜∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑛 = 𝑉𝑠𝑢𝑐𝑜∗ 𝑑𝑠𝑢𝑐𝑜∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃𝑠𝑢𝑐𝑜 𝑚𝑔∗ 𝐿𝐹 + 𝑚𝑔∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃á𝑔𝑢𝑎 𝑛 = 250 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 24,9 25 ∗ 80 + 25 ∗ 1 ∗ 3

𝑄 ∆𝑡

=

𝑘∗𝐴∗Δ𝜃 𝐿

𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ Δ𝜃

Δ𝜃

𝑄 Δ𝜃

=

𝑘∗𝐴∗Δ𝑡 𝐿 𝑄 Δ𝜃

= 𝑚 ∗ 𝑐

𝑚 ∗ 𝑐 =

𝑘 ∗ 𝐴 ∗ Δ𝑡

𝐿

𝑐

=

𝑘

∗ 𝐴 ∗ Δ𝑡

𝐿 ∗ 𝑚