• Nenhum resultado encontrado

temos que a probabilidade de encontrar a partícula entre é 1/2, uma vez que tal função é simétrica em torno do ponto para o intervalo

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "temos que a probabilidade de encontrar a partícula entre é 1/2, uma vez que tal função é simétrica em torno do ponto para o intervalo"

Copied!
20
0
0

Texto

(1)

1A) Responda se as afirmações abaixo são verdadeiras ou falsas. Escreva uma justificativa para cada item. Itens sem justificativa serão desconsiderados.

( F ) É possível resfriar uma molécula diatômica que oscila como um oscilador harmônico simples de modo que esta não oscile mais.

R: A menor energia que um oscilador harmônico (1D) pode ter é , onde é a freqüência de oscilação e a constante de Planck dividida por .

( F ) O modelo atômico de Niels Bohr explicava bem espectro de emissão dos átomos hidrogenóides, mas não explicava fisicamente a estabilidade atômica.

R: O modelo de Bohr foi o primeiro modelo que descreveu de maneira adequada o espectro de emissão do átomo de hidrogênio e átomos tipo hidrogênio, também chamados de hidrogenóides. Contudo, teve que postular a que o elétron descrevia órbitas estáveis cujo momento angular era múltiplo inteiro de .

( V ) O efeito fotoelétrico acontece apenas quando o fóton incidente possui energia suficiente para arrancar o elétron do metal, o que caracteriza a frequência de corte de cada material.

R: A energia do fóton incidente necessária para arrancar um elétron do metal, o qual permanece com energia cinética após a sua ejeção, é igual a função trabalho . Então a frequência de corte é .

( F ) No efeito Compton a radiação espalhada possui frequência maior ou igual a frequência da radiação incidente.

R: No efeito Compton o fóton incidente de energia pode perder parte da sua energia inicial para espalhar o elétron atômico, ficando com energia menor ou igual ao final do processo. Portanto .

( V ) A teoria de Rayleigh-Jeans não era capaz de explicar o espectro de radiação de corpo negro porque atribuía a cada modo de vibração do campo eletromagnético a quantidade de energia kT, onde k é constante de Boltzmann e T a temperatura absoluta.

R: Para explicar corretamente o espectro de radiação de corpo negro era

necessário levar em conta a dependência da energia de cada modo de vibração

do campo eletromagnético a sua frequência de oscilação. Caso contrário

poderiam surgir previsões errôneas como a catástrofe do ultravioleta.

(2)

1B) Responda se as afirmações abaixo são verdadeiras ou falsas. Escreva uma justificativa para cada item. Itens sem justificativa serão desconsiderados.

( F ) No processo de aniquilação de um par elétron-pósitron são gerados dois fótons com energia mínima de 1 MeV cada um.

R: A energia total de um elétron livre é , onde é a sua energia cinética e é a energia de repouso. A energia total de um pósitron livre é , onde é a sua energia cinética e é a energia de repouso.

A energia mínima que o par elétron-pósitron possui é

, sendo necessário a criação de pelo menos dois fótons para que o momento linear total seja conservado. Assim a energia mínima de cada fóton é ( V ) Na teoria de Schrödinger, apesar do elétron no átomo de hidrogênio estar constantemente acelerado pelo potencial atrativo do núcleo, não há emissão de radiação quando o elétron está em determinados estados eletrônicos, chamados de estados estacionários.

R: As soluções estacionárias da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio fornecem densidades de probabilidade independente do tempo, fazendo com que a densidade de carga não varie com o passar do tempo. Desse modo a distribuição de carga eletrônica não está acelerada, e portanto não emite radiação.

( F ) De acordo com a dualidade onda-partícula de Louis de Broglie, um feixe composto por elétrons que carregam momento linear de

pode ser visto a olho nu.

R: Mesmo podendo ser uma amostra macroscópica do feixe de elétrons, o comprimento de onda de de Broglie associado é

Que é cerca de 100.000 vezes menor que o comprimento de onda na região do visível.

( F ) De acordo com o princípio da correspondência formulado por Niels Bohr, o caráter dual de uma partícula não poder ser testado simultaneamente na mesma medida.

R: O princípio que afirma que o caráter dual de uma partícula não poder ser testado simultaneamente na mesma medida é o princípio da complementaridade, também formulado por Niels Bohr.

( F ) O modelo atômico de Rutherford explica o espalhamento de partículas alfa por um átomo, mas não explica a estabilidade atômica.

R: O modelo atômico de Rutherford explica bem o espalhamento de partículas

alfa por núcleos de átomos pesados. Contudo, a estabilidade atômica só foi

explicada mais tarde pela teoria de Erwin Schrödinger.

(3)

2A) As soluções da equação de Schrödinger independente do tempo para um poço de potencial quadrado infinito unidimensional que se estende de 0 até a

são dadas por

( ) √ (

)

onde n é um número inteiro. Dado que o sistema se encontra no estado fundamental, a probabilidade de encontrar a partícula no intervalo entre 0 e a/2 é

A. 0 B. 1 C. ½ D. √

E. Nenhuma das anteriores.

Justifique a sua resposta.

R: Dado que a função de onda espacial para o estado fundamental ocorre para , fornecendo a solução

( ) √ ( )

temos que a probabilidade de encontrar a partícula entre é 1/2, uma vez que tal função é simétrica em torno do ponto para o intervalo

Outra maneira de obter o mesmo resultado consistem em efetuar o cálculo explicitamente:

( ) ∫

( ) ( ) ∫ (

)

(4)

2B) As autofunções espaciais de um oscilador harmônico quântico simples unidimensional são dadas por

( )

(

)

(

)

,

onde m e são a massa e a frequência do oscilador, respectivamente, e ( ) é um polinômio de Hermite de ordem n. Sabendo que o oscilador encontra-se no estado ( ), a incerteza na energia do oscilador é

A.

B.

C.

D.

E. Nenhumas das alternativas anteriores.

Justifique a sua resposta.

R: Como o oscilador harmônico simples quântico está no estado ( ), que é um autoestado do operador hamiltoniano do sistema, não há incerteza na energia total média do sistema, fornecendo

Outra maneira de obter o mesmo resultado consiste em efetuar os cálculo explicitamente. A equação de autovalor para o hamiltoniano do sistema é

o que implica em

( ) Como as autofunções são normalizadas, temos que

〈 〉 ∫

( ) ( ) ( )

( ) ( )

e

〈 〉 ∫

( ) ( ) ( )

( ) ∫

( ) ( )

( ) Portanto,

√〈 〉 〈 〉

(5)

3A) Considere a solução estacionária da equação de Schrödinger para o átomo de hidrogênio

( ). O ângulo que a direção média do vetor momento angular faz com o eixo z é

A. (

) B. (

)

C. ( ) D. ( )

E.

Justifique a sua resposta.

R: Da equação de autovalores para temos que

o que fornece

〈 〉 ∫ ∫ ∫

( )

( )

uma vez que

( ) é normalizada. Repetindo o mesmo procedimento para o operador ⃑

( )

fornecendo

〈 ⃑ 〉 ∫ ∫ ∫

( ) ⃑

( )

Graficamente temos que

√〈 ⃑ 〉 √

x

y z

0

√〈𝐿⃑ 〉

〈𝐿

𝑧

𝛾

(6)

3B) Considere um elétron em repouso em um campo magnético constante de intensidade B

0

apontando no sentido positivo do eixo z. O hamiltoniano que descreve este sistema é

, onde e é a razão giromagnética do elétron. Dado que o estado do sistema em um dado instante de tempo é ⟩

⟩ ⟩

, com as suas componentes definidas por ⟩ ⟩ ⟩ ⟩, tal que ⟨ ⟩

e i, j = 0, 1, a probabilidade de encontrar como resultado da medida da energia do sistema o valor

é

A. 1 B. ½ C. ¼ D. 1/3

E. Nenhuma das anteriores.

Justifique a sua resposta.

R: De acordo com o hamiltoniano

quando a energia do sistema é

, o sistema está no estado ⟩. Portanto, a probabilidade de encontrar o sistema com energia

é

⟨ ⟩

(7)

4A) Dois anéis circulares de raio R contêm, respectivamente, cargas q

1

= +q e q

2

. Os anéis são paralelos entre si, têm o mesmo eixo e estão separados por uma distância R.

O campo elétrico no ponto P, que está a uma distância 2R do primeiro anel é nulo.

Determine o valor da carga q

2.

a)

b) ( )

c)

d) ( )

e) nda

Para cada anel de carga, o campo elétrico resultante num ponto qualquer ao longo do eixo z é:

Para o anel 1, fazemos z = 2R e q = q

1

=+q:

Para o anel 2, fazemos z = R e q = q

2

:

Para que o campo elétrico resultante em P seja nulo:

 

dq Rd

R

q

 ;

2

2 2

0 2

0

4

1 4

1

R z

Rd r

dE dq

 

  





simetria de

questões por

, 0 E e

0

y

x

E

2 2

2 2

0

z 4

cos 1

R R z

z dE Rd

dE

z

 

  

 

   

2 2

3/2 0

2 2

3/2

0

2 / 2 3 2 0 2

0 2 / 2 3 2 0

4 2 1 ) . 2 / ( 4

1

2 4 .

d 1 4

1

R z

qz R

z

Rz R E q

R z

Rz R

z dE Rz

E

z

z z

 

 

 

 

  

 



 

 



R q R Rk q R R k q R E k q R z

E ˆ

5 2 5

2 5

2 . 4

2 . 4

1

2 2 / 1 3

2 2 / 3 3 2 / 3 2

/ 2 3 2 0

1

   

  



R q R Rk q R R k q R E k q R z

E ˆ

2 2

2 . .

4 1

2 2 / 3

2 2 2

2 / 3

2 3

2 / 3

2 2

/ 2 3 2

2 0

2

   

  



q R q

k q R k q R z

k q R z k q E

R

2 / 3 2 2

2 / 3 2

2 / 3

2 2

2 / 3

2 2

2 /

3

5

. 2 5 2

2 0 2

2 ˆ 5 ˆ

2 

 

 

 

(8)

4B) Um fio muito longo, orientado ao longo do eixo y e carregado com densidade linear de carga +, é colocado paralelamente, a uma distância d, de um plano infinito orientado no plano xy e carregado com densidade superficial de carga +. Sabe-se que o campo elétrico é nulo em certo um ponto e que a distância deste ponto ao fio é menor que d. A que distância do fio este ponto se encontra?

a) √

b)

c)

d) √

e) nda

Campo elétrico no ponto P devido ao fio muito longo, orientado ao longo do eixo y:

Campo elétrico no ponto P devido ao plano infinito de cargas, orientado no plano xy:

Para que o campo elétrico resultante seja nulo em P:

d z πε E λ

r r πε E λ

πε r E λ ε

πrh) λh E(

ε EdA q A

d Φ E

P f f

E

2 ˆ 2 ˆ

2 )

2 (

0 ,

0

0 0

0 int

  

  z

E

A E EA E

EdA q A

d E

pi E

2 ˆ

2 )

A (

0

0 0

0 int

  

πd d λ πε d

z λ d z

πε

E

R

λ      

0 0

0

0

ˆ 0 2 2

ˆ 2

2 

(9)

5A) Considere um circuito oscilante LC ideal, onde q(t) = q

m

cos (t + ). Qual o valor do menor instante em que a energia armazenada no campo elétrico do capacitor é igual a um terço da energia armazenada no campo magnético do indutor, sabendo que o capacitor está inicialmente carregado com 90% da carga máxima e que o sistema oscila com freqüência igual a 60 Hz?

a)  1,6 ms b) 2,8 ms c)  0,8 ms d)  4,8 ms e) nda

Energias armazenadas no capacitor e no indutor:

No instante t’ em que U

C

(t’) = 1/3 U

L

(t’):

A condição inicial do problema é que q(0) = 0.9q

m

= q

m

cos, logo:

 

t sen q L t U Li Lidi U

dt i L di dt i dU V P

t C q

t C U

dq q C U q

dt dq C

q dt i dU V P

m L

L L

L L

m C

C C

C C

2 2 2 2

2 2 2

2 ) 1 2 (

. 1

2 cos ) 1 2 (

. 1

   

   '   '  3 ' 3

3 ' 1 cos : logo , ) ( ,

2 ' 1 3 ' 1 2 cos

1

2 2

2 1

2

2 2 2 2

2

arctg t

t tg t

sen t

LC Mas

t sen q L t

C q

m m

       

s . x

t 1 . 6 10

3

60 . 2

9 0 arccos 3

arctg

'   

(10)

5B) Considere um circuito RLC em série ligado a uma fonte alternada, com  (t) = (120 V) sen (377t). Sabendo que a corrente no circuito pode ser descrita por i(t) = (10 A) sen (377t - ) e que a corrente está atrasada de 60

o

em relação à tensão, determine a resistência R e a capacitância C, supondo que L = 0.03 H.

a) 6; 2,4mF b) 12; 0,3mF c) 12; 25mF d) 6; 2,9mF e) nda

Diagrama de Fasores:

   

   

 

      

 

  

 

 

  

cos 2 cos

) ) (

) ( (

cos 2 ) cos

) ( (

) (

) ( ) ( ) ( ) ( : M alhas das

Lei

 

 

 

t sen V t

i X C t

i C

dt t i C

t t q V

t sen V t

i X t

dt Li t t Ldi V

t sen V t

sen Ri t V

t V t V t V t

Cm m

C m

C

Lm m

L m

L

Rm m

R

C L

R

 

 

 

 

 

3 6 1

12 60

1 10 / 120 1

/ 1

1

2 2 2

2 2

2 2

o m

m C

L

tg tg

i tg

R Z tg

R tg

R R Z

Rtg X

X

 

 

L Rtg    x   x F

C C Rtg

L X

X

L

C

  1        

1

 377 377 0 . 03  6 3

1

 2 . 9 10

3

 

(11)

6A) Uma fibra óptica consiste num núcleo de vidro de índice de refração n

1

circundado por uma película de índice de refração n

2

, com n

2

< n

1

. Suponha um feixe de luz entrando na fibra, proveniente do ar, fazendo um ângulo  com o eixo da fibra, como mostrado na figura abaixo. Supondo n

1

= 1,5 e n

2

= 1,46, qual deve ser o maior valor de  de modo que o feixe possa se propagar na fibra?

a)  19,6

o

b)  30,3

o

c)  20,1

o

d)  18,7

o

e) nda

 

o máx

o máx

C o máx

C o

C

arcsen sen

sen sen

sen

sen sen

sen

1 . 20

344 . n 0

90 n n

90 n

n

: n ar interface na

Snell de Lei

n 90 n

n n

: total interna reflexão

para condição ,

n n interface na

Snell de Lei

1 2 1

1 ar

1 1 2 2

1

2 1

 

 

 

 

 

(12)

6B) Um feixe de luz parcialmente polarizada pode ser considerado como uma mistura de luz polarizada e luz não-polarizada. Suponha que tal feixe seja enviado para um filtro polarizador e então o filtro seja girado de 360

o

, enquanto mantido perpendicular ao feixe. Se a intensidade do feixe transmitido varia por um fator 5 durante a rotação, qual fração da intensidade do feixe incidente está associada com o feixe de luz polarizada?

a) 1/2 b) 1/3 c) 2/3 d) 2/5 e) nda

Pela Lei de Malus, a intensidade do feixe transmitido, correspondente à luz polarizada é:

onde f é a fração de luz polarizada (0  f  1)

A intensidade do feixe transmitido correspondente à luz não-polarizada é:

Então:

Como a intensidade do feixe transmitido (total) varia por um fator 5:

0 2

,

f . I cos

I

tp

 

1 2

0

,

f I I

tnp

 

   

   

1 2 2 ;

1

: logo , 1 cos 0 , 360 de rotação Após

1 2 cos

.

0 ,

0 ,

2 0

2 0 0 ,

f I I I

f I

f I I

f I

Tmáx t Tmín

t T t

 

 

 

1 15 3 2

1 2 1 2

0 0

,

,

  

 

  f

f f f I

f I

I I

Tmín t

Tmáx t

(13)

7A) Uma partícula esta sujeita à força

F ~ = −k(r − a cosθ)ˆ r − ka senθ θ ˆ sendo r ˆ e θ ˆ versores em coordenadas esféricas e k e a constantes.

• resposta (b): A força não é radial portanto sistema não pode ser conservativo.

A variação de momento angular é dada por torque ~ r × F ~ d~ L

dt = ~ r × F ~ = r r ˆ × F ~

= −rk(r − a cosθ)ˆ r × r ˆ − rka senθ ˆ r × θ ˆ 6= 0 Dai temos que momento angular não é conservado.

Como a força não depende nem de tempo nem da velocidade a única condição que resta para verificar é

∇ × F ~ = 0.

Em coordenadas esféricas

∇ = ˆ r ∂

∂r + θ ˆ r

∂θ + φ ˆ r senθ

∂φ Dai rotacional da força tem forma

∇ ×F~ = rˆ× ∂

∂r

h−k(r−acosθ)ˆr−kasenθθˆi + + 1

r θˆ× ∂

∂θ

h−k(r−acosθ)ˆr−kasenθθˆi +

+ 1

rsenθ φˆ× ∂

∂θ

h−k(r−acosθ)ˆr−kasenθθˆi

= rˆ×[−kˆr−k(r−acosθ) ∂rˆ

∂r

|{z}

0

−kasenθ ∂θˆ

∂r

|{z}

0

] +

+ 1 r

θˆ×[−kasenθrˆ−kacosθθˆ−k(r−acosθ) ∂ˆr

∂θ

|{z}

θˆ

−kasenθ ∂θˆ

∂θ

|{z}

−ˆr

] +

+ 1

rsenθ

φˆ×[−k(r−acosθ) ∂ˆr

∂φ

|{z}

senθφˆ

−kasenθ ∂θˆ

∂φ

|{z}

cosθφˆ

]

= 1

r(−kasenθ)ˆθ׈r+1

r(−kasenθ)ˆθ×(−ˆr) = 0

Assim concluimos que a força é conservativa e energia mecânica do sistema é conservada.

Derivadas de versores em coordenadas esféricas podem ser calculadas a partir das formulas que relacionam versores em coordenadas esféricas e Cartesianas

ˆ

r = sen θ cos φ x ˆ + sen θ sen φ y ˆ + cos θ z ˆ θ ˆ = cos θ cos φ x ˆ + cos θ sen φ y ˆ − sen θ z ˆ φ ˆ = −sen φ x ˆ + cos φ y ˆ

1

(14)

7B) Uma partícula de massa m encontra-se sob ação da força F ~ = k

r~r3

. Calcule a energia da partícula em função módulo de momento an gular | L| ~ e módulo de um vetor constante | A| ~ definido como

A ~ = ~ p × L ~ + mk ~ r r , onde ~ p é momento linear da partícula.

• resposta (c): E =

2mL1 2

(A

2

− m

2

k

2

) Consideramos expressão

A ~ · A ~ = [~ p × ~ L + mk

r ~ r] · [~ p × L ~ + mk r ~ r]

= (~ p × ~ L) · (~ p × L) + ~ 2mk

r (~ p × ~ L) · ~ r + m

2

k

2

r

2

r

2

= p

2

L

2

− (~ p · L) ~

2

| {z }

0

+m

2

k

2

+ 2mk

r (~ r × ~ p)

| {z }

~L

· ~ L

= 2mL

2

"

p

2

2m + k

r

#

+ m

2

k

2

A força F ~ = k

r~r3

= −∇U (r) onde U (r) =

kr

portanto a energia da particula tem valor E =

2mp2

+

kr

. Dai concluimos que A

2

= 2mL

2

E + m

2

k

2

e finalmente

E = 1

2mL

2

[A

2

− m

2

k

2

].

2

(15)

8A) Uma conta de massa m desliza sem atrito em um aro circular de raio a. O aro encontra-se num plano vertical que pode girar em torno do diâmeto vertical em velocidade angular constante ω = const e está sob ação da força gravitacional g = const. A conta esta ligada com o ponto mais baixo do aro por um a mola de constante elástica k. A ligação é tal que a força elástica desaparece quando a conta passar por este ponto mais baixo. Se ω

c

é a velocidade angular crítica para qual o ponto mais baixo do aro torna-se instável; responda

• resposta (a): Energia mecânica do sistema não é conservada porém Hamiltoniana é uma constante de movimento. Velocidade angular crítica ω

c

=

qg a

+

mk

.

O fato que velocidade angular ω = ˙ φ = const significa que o sistema mecânico é forçado. Energia cinética e potencial tem formas

T = m

2 ( ˙ x

2

+ ˙ y

2

+ ˙ z

2

) = ma

2

2

h

θ ˙

2

+ ω

2

sen

2

θ

i

U = −mgz + k

2

h

x

2

+ y

2

+ (a − z)

2i

= −(mg + ka)z + const

= −(mg + ka)a cos θ + const A função de Hamilton tem forma

H = p

θ

θ ˙ − L = ma

2

θ ˙

2

− ma

2

2

h

θ ˙

2

+ ω

2

sen

2

θ

i

− (mg + ka)a cos θ

= ma

2

2

h

θ ˙

2

− ω

2

sen

2

θ

i

− (mg + ka)a cos θ 6= T + U

Assim Hamiltoniana não pode ser interpretada como energia mecânica do sistema. A Hamiltoniana é conser-

vada dH

dt = − ∂L

∂t = 0

pois Lagrangina não depende explicitamente do tempo. A energia mecânica não é conservada - precisa exercer um torque externo para manter sistema girando com a velocidade angular constante. A forma final da Hamiltoni- ana

H = p

2θ

2ma

2

+ U

ef f

(θ) U

ef f

(θ) = −ma

2

"

ω

2

2 sen

2

θ + g

a + k m

cos θ

#

A posição de equilibro é dada pelas soluções da equação d

dθ U

ef f

= −ma

2

sen θ

ω

2

cos θ − g

a + k m

= 0

Temos portanto θ = 0 (estável ponto de equilibro), θ = π (inestável ponto de equilibro). A segunda equação cos θ =

ω12

(

ga

+

mk

) tem solução para

ω12

(

ga

+

mk

) ≤ 1. Esta solução aparece quando ω ≥ ω

c

qga

+

mk

. Para ω = ω

c

o ponto θ = 0 deixa de ser estável ponto de equilibro.

3

(16)

8B) Considere movimento de uma partícula de massa m no plano z = 0 desctito por uma função Lagrangiana

L=−mc2

r 1−v2

c2 − k

px2+y2 onde v2= ˙x2+ ˙y2

e c = const é velocidade da luz. Calcule constantes de movimento para este sistema e responda:

• resposta (d): Momento canônico p

θ

= √

mr2θ˙

1−v2/c2

e Hamiltoniana H = c

q

p

2r

+

pr2θ2

+ m

2

c

2

+

kr

são con- stantes de movimento

Lagrangiana

L = −mc

2 s

1 − x ˙

2

+ ˙ y

2

c

2

− k

p

x

2

+ y

2

em coordenadas polares tem forma

L = −mc

2 s

1 − r ˙

2

+ r

2

θ ˙

2

c

2

− k

r Momentos canônicos

p

r

≡ ∂L

∂r = m r ˙

q

1 −

vc22

p

θ

= ∂L

∂θ = mr

2

θ ˙

q

1 −

vc22

onde v

2

= ˙ r

2

+ r

2

θ ˙

2

. Devido a θ de ser uma coordenada ignorável o momento canônico p

θ

é conservado.

Hamiltoniana tem forma

H = p

r

r ˙ + p

θ

θ ˙ − L

= m r ˙

2 q

1 −

vc22

+ mr

2

θ ˙

2 q

1 −

vc22

+ mc

2 s

1 − v

2

c

2

+ k

r

= mc

2 q

1 −

vc22

"

v

2

c

2

+ 1 − v

2

c

2

#

+ k

r = mc

2 q

1 −

vc22

+ k

r Precisamos eliminar velocidades em favor de momentos. Considere uma combinação

p

2

≡ p

2r

+ p

θ

r

2

= m

2

v

2

1 −

vc22

Rezolvendo para v

2

temos v

2

=

p2+mc2p22c2

. A função Hamiltoniana tem forma final

H = c

s

p

2r

+ p

2θ

r

2

+ m

2

c

2

+ k r Esta é outra constante de movimento pois

dHdt

= −

∂L∂t

= 0.

4

(17)

9A) A relação fundamental de um sistema na representação da entropia é dada por , onde , e são a entropia, energia interna e volume molar, respectivamente. Escreva a equação de estado mecânica para este sistema, ou seja, determine a pressão em função da temperatura e do volume molar.

a) b)

c) √( ) para

d) √( ) para

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

A entropia é dada por

. Usando as relações

(

) (

) ( )

Obtemos a pressão como

[( ) ]

para

(18)

9B) Considere um sistema particular cujo calor latente de vaporização seja constante, igual a , ao longo da curva de coexistência entre as fases líquida e vapor. Um mol dessa substância encontra-se na fase mista, contido num

recipiente de volume , na temperatura e pressão . O sistema é aquecido tal que sua pressão passa a ser . Nessas condições, determine a fração molar da fase gasosa, , para esse novo valor de pressão. Assuma que a fase gasosa possa ser tratada como um gás ideal monoatômico.

a) b)

c)

d)

[ ]

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Na temperatura

Depois que a pressão passa a ser ,

( )

Logo

( )

(19)

10A) O hamiltoniano de um sistema de partículas localizadas, cada qual com spin ( ) é dado por ∑

, onde pode assumir os valores 0 e 1 e . Determine a entropia do sistema se a energia total é , onde é a energia por partícula e .

a) [ ] b)

c)

d)

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

, com

( ) ( )

Utilizando a aproximação de Stirling

[ ( ) ( ) ( )]

onde e

(20)

10B) Considere um sistema de partículas clássicas não-interagentes. Os estados de energia possíveis para cada partícula são dados por e são n degenerados ( ). Determine a energia livre de Helmholtz por partícula em função da temperatura, com .

a)

b) (

) c)

d) (

)

e) Nenhuma das alternativas anteriores.

Temos que , com

onde ∑

(

)

(

)

Referências

Documentos relacionados

Possíveis danos para a saúde: Longo prazo - efeitos sistémicos Utilização final: Consumidores. Vias de

Com relação ao CEETEPS, o tema desta dissertação é interessante por se inserir no Programa de Educação de Jovens e Adultos (PROEJA), sob a tutela da Coordenação de

As principais características deste agente são: avaliação do diálogo sobre as emoções, representação do modelo de personalidade Big-Five e impacto dos valores

Visando a este cenário, o Ministério da Saúde criou o Programa de Educação pelo Trabalho para a Saúde (PET-Saúde), regulamentado pela Portaria Interministerial

A raiva é uma doença viral que acomete os animais domésticos, silvestres e destes para o homem, causando uma doença com sintomatologia?. nervosa, aguda e fatal, levando ao óbito

A primeira opção é a trombólise química com Alteplase ( Ativador do plasminogênio tecidual recombinante - rtPA) via endovenosa: antes de checar as contraindicações, deve-se analisar

´e aquele pelo qual a filosofia alem˜a traduziu, depois de Kant, o latim existentia, mas Heidegger deu-lhe um sentido muito particu- lar, j´a que designa na sua filosofia

E) CRIE NO SEU CADERNO UM TÍTULO PARA ESSA HISTÓRIA EM QUADRINHOS.. 3- QUE TAL JUNTAR AS SÍLABAS ABAIXO PARA FORMAR O NOME DE CINCO SUGESTÕES DE PRESENTE PARA O DIA