ESCOLA SESI “FERNANDO ARRAES DE ALMEIDA” – LEME/SP

AVALIAÇÃO E D U C A Ç Ã O B Á S I C A N O T A

ENSINO MÉDIO

Disciplina FÍSICA SÉRIE / ANO: 2º

ALUNO(A): Nº

PROFESSOR(A): Duane Damaceno DATA:29/02/2018

OBJETIVO:

Ler, interpretar, caracterizar e solucionar questões relativas à calorimetria.

AT IV IDADE- REC UPE RAÇ ÃO CONT ÍN UA

AT IV IDADE AV AL IAT IV A

X

AT IV IDADE- DIV ER SIFI CAD A

AT IV IDADE- DIFERE N CIAD A

AVISOS: 1-Apresente todos os cálculos; 2-A resposta final deve ser a caneta; 3-A questão desafio só contará como nota, caso o aluno não tenha atingido a pontuação máxima nas demais questões. 4-A falta de unidades na resposta final terá um desconto de 0,1.

1 - (1,0) Um aluno estava doente e pegou emprestado um termômetro de seu amigo. O problema é que o termômetro de seu amigo marcava temperatura apenas na escala Fahrenheit. Considerando que a temperatura marcada no termômetro foi de 104 ºF, qual é a sua temperatura em ºC e diga se o aluno estava com febre ou não. Havíamos conversado em sala, que a temperatura de febre é a temperatura de três dígitos, ou seja, 100 ºF. Caso não tenha se lembrado disso, poderia simplesmente converter.

SIM, ESTÁ COM FEBRE. 2 - (1,0) Foram colocados 4 L de água em um recipiente de vidro. O recipiente tem capacidade de 5 L. Foi causada uma variação de 20 ºC no conjunto. Considerando que o coeficiente volumétrico da água é

e o volumétrico do recipiente é de , diga se transbordou água e, se sim, quanto de água foi transbordado.

DILATAÇÃO DO RECIPIENTE

DILATAÇÃO DA ÁGUA

A variação aparente de volume foi de 0,0084 L. Mas o recipiente estava com uma folga de 1L. Portanto, não transbordou.

C

5=

F � 32

9

C

5=

104� 32

9=

72

9

C = 8.5 = 40oC

1, 3.10�4oC�1 0, 2.10�4oC�1

�V = V0.�.�T

�V = 5.0, 2.10�4.20 = 0, 002L

�V = 4.1, 3.10�4.20 = 0, 0104L

3 - (0,5) Matheus, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão de seu Opala bem velho. À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Assinale abaixo, qual procedimento não pode ser realizado para conseguir inserir o eixo no anel. a) Resfriar apenas o eixo; b) Aquecer apenas o anel; c) Resfriar ambos; d) Aquecer ambos. 4 - (0,5) Os trilhos de trem são sempre colocados um de frente para o outro, com um vão entre eles, como mostrado na figura abaixo.

Considere que o coeficiente de dilatação linear deste material é de 12.10-6 ºC-1 e um trilho de trem possui, à temperatura de 30 ºC, 1 m de comprimento. Em um dia quente a temperatura dos trilhos pode subir até 80ºC. Calcule o tamanho mínimo que este vão deve ter, para que os trilhos não “empenem”.

Os trilhos irão se dilatar esta quantidade. Porém, a dilatação ocorre tanto na direita, como na esquerda. Portanto, cada trilho dilatará 3.10-4 m para direita e 3.10-4 m para esquerda. Sendo dois trilhos, cada um dilatará em direção ao outro. Portanto, o vão deve ser exatamente do tamanho calculado: 6.10-4 m 5 - (1,0) Calcule a temperatura de congelamento e a temperatura de evaporação da água na escala Fahrenheit respectivamente a) 32 ºF e 100 ºF b) 100 ºF e 42 ºF c) 0 ºF e 100 ºF d) 32 ºF e 212 ºF e) 212 ºF e 32 ºF

6 - (1,0) O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Ele se solidifica a -39 ◦C. Calcule esta temperatura em Fahrenheit e Kelvin.

-38,2 ºF e 234 K

�L = 1.12.10�6.50 = 6.10�4m

0

5=

F � 32

9

100

5=

F � 32

90.9 = F � 32 20.9 = F � 3232oF = F 180 + 32 = F = 212oF

�39

5=

F � 32

9 �39 = K � 273�7, 8.9 = F � 32 = �70, 2F = �70, 2 + 32 = �38, 2oF 234K = K

7- (1,0) Um copo de aço (coeficiente volumétrico 10-6 ºC-1) tem formato cilíndrico e está cheio de água. Se tivermos 1 L de água (coeficiente volumétrico 1, 3.10-3 ºC-1 no copo e aquecermos o conjunto de 30 ºC até 130 ºC, quanto de água caiu para fora do copo?

O que caiu foi justamente o volume aparente 0,1299 L

8 - (1,0) João tem um carro que está com um problema. A tampa de combustível está vazando; porém, ele ainda não percebeu isso. Pela manhã, com temperatura de 10 ºC, João encheu completamente o tanque de seu carro com gasolina e pagou R$ 33,00. Logo após o abastecimento deixou o carro no mesmo local, só voltando para buscá-lo mais tarde, quando a temperatura atingiu a marca de 30 ºC. Supondo que o tanque não tenha dilatado e que a gasolina custou R$ 1,10 o litro, quanto João perdeu em dinheiro? Dado: Coeficiente de dilatação linear da gasolina igual a 1, 1.10-3 ºC-1

Primeiro, precisamos saber o quanto de volume João colocou. Chamaremos de V0. Para descobrirmos, basta dividirmos o quanto gastou pelo valor do litro.

Agora vamos às contas!

Se caiu este valor, basta multiplicar pelo preço do litro para sabermos o quanto ele perdeu.

Portanto ele perdeu R$0,726. 9 - (1,0) Cada escala de temperatura possui um padrão de referência, ou seja, algo na qual ela se baseia para ter seus valores. Tendo em vista as três escalas que estudamos, diga quais são as referências de cada uma delas e fale os valores que refletem esta referência. O padrão de referência da escala Celsius é a água. Por tanto, o valor 0 ºC equivale ao ponto de congelamento da água e o valor 100 ºC. O padrão de referência da escala Fahrenheit é o corpo humano. Por tanto, o valor 100 ºF equivale ao ponto de febre do corpo humano. O padrão de referência da escala Kelvin é a agitação das moléculas. Por tanto, o valor 0 K equivale ao menor grau de agitação possível das moléculas. 10 – (0,5) Existe uma temperatura que tem o mesmo valor na escala Celsius e na escala Fahrenheit. Calcule este valor.

�VC = 1.10�6.100 = 10�4 = 0, 0001L�Vagua = 1, 3.10�3.100 = 0, 13L

�VAP = 0, 13� 0, 0001 = 0, 1299L

V0 =33

1, 1= 30L

�V = 30.1, 1.10�3.20 = 0, 66L

0, 66.1, 1 = 0, 726reais

C

5=

F � 32

9

x

5=

x� 32

9x.9

5= x� 32

1, 8x = x� 321, 8x� x = �32

0, 8 = �32x =

�32

0, 8= �40

11 – (1,0) Temos três barras de metal grudadas conforme a figura abaixo. As duas barras escuras da ponta têm um coeficiente de dilatação menor que a barra clara central. O conjunto todo é aquecido de forma homogênea e é necessário saber o que acontecerá com o conjunto. Assinale a alternativa correta e justifique. a)O conjunto curvar-se-á para direita b)O conjunto curvar-se-á para esquerda c)O conjunto não se curvará Como as duas extremidades possuem mesmo coeficiente de dilatação, eles dilatarão de forma igual. Sendo assim, o que uma lateral puxa para um lado, a outra também puxará e essa curva é anulada. 10 – (0,5) O que significa o 0 K? Como descrito na questão 9, 0 K é o menor grau de agitação possível para as moléculas! Elas não estarão paradas, mas é a menor agitação possível! QUESTÃO DESAFIO - (1,0) – Em corridas em moto ou carro vemos, antes da largada, uma volta de “aquecimento dos pneus”. Esta volta tem uma importância muito grande para o bom desenvolvimento dos pneus e do carro durante a corrida. Deixando de lado a durabilidade do material (ou seja, não considere que o material seja mais forte ou mais fraco em altas temperaturas), diga qual é a importância deste aquecimento de pneus. NOTA: OS PNEUS, EM UMA CORRIDA, PODEM CHEGAR A TEMPERATURAS ACIMA DE 100 ºC. Aquecendo os pneus, os gases dentro do pneu também são aquecidos e então dilatados. Desta forma haverá a impressão de que o pneu está “mais cheio” e todos sabemos que, quanto mais cheio um pneu, mais fácil é ganhar velocidade.