Questões de Concursos Professor de Física

Numa fábrica, um operário deixou cair, por engano, uma pedra de gelo de 20 kg a – 10 ^oC dentro de um calorímetro contendo um composto químico líquido que deve ser mantido a 50^oC. Para restabelecer a temperatura do líquido em 50^oC, injetou-se no calorímetro vapor d’água a 120^oC. Considere o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, o latente de condensação do vapor d’água 540 cal/g, o calor específico da água líquida 1 cal/(g^o .C) e os calores específicos do gelo e do vapor d’água ambos iguais a 0,5 cal/(g .^oC).
A massa do vapor d’água injetado no calorímetro foi

Para tomar um banho de 45 minutos utilizando um chuveiro elétrico de 4000 W, uma pessoa consome uma quantidade de energia elétrica.
Uma lâmpada de 25 W, que fica acesa 8 horas por dia, pode funcionar gastando a mesma energia por

Uma esfera de aço é suspensa a uma mola ideal de constante elástica k. Depois de amortecidas as oscilações, a esfera fica em repouso com a mola aumentada em 12 cm em relação a seu comprimento original. Corta-se a mola em duas, de modo que o pedaço maior tenha 2/3 de seu comprimento original. A seguir, suspende-se a mesma esfera a esse pedaço maior. Depois de amortecidas as oscilações, a esfera fica em repouso com o pedaço maior da mola aumentado em x em relação a seu comprimento original.

Esse aumento de x é igual a

Para fazer a temperatura de 5 mols de um gás ideal aumentar 20 ^oC é necessário ceder a ele 500 cal sob a forma de calor, a pressão constante. Considere a constante universal dos gases 2 cal/(mol.K).
A menor quantidade de calor capaz de fazer essa massa gasosa sofrer esse acréscimo de 20^oCna temperatura é

Um fio de cobre de seção uniforme de área igual a 1,00 mm² é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade constante e igual a 2,72 A. O cobre possui 8,50x10²⁸ elétrons livres por metro cúbico. O módulo da carga do elétron é 1,60x10^-19 C.
A velocidade média dos elétrons que percorrem esse fio é de

Outra inovação tecnológica surgida na primeira metade do século XX, foi a utilização da refrigeração a ar em vez da refrigeração a água. Nos veículos cujos motores são refrigerados a água, são necessários dutos para colocar a água em contato com o motor aquecido e um radiador para resfriar a água que vai ser reutilizada para a refrigeração. Já na refrigeração a ar, o fluxo de ar ambiente, criado pelo próprio movimento do veículo, levado por aletas a entrar em contato com o motor, rouba calor ao passar por ele. Ora, o calor específico da água é 1,0 cal/g^oC, enquanto o do ar é 0,25 cal/g^oC.

Assim sendo, para que ambos os sistemas de refrigeração tenham a mesma eficiência, isto é, provoquem o mesmo decréscimo na temperatura do motor durante o mesmo intervalo de tempo, a massa m de ar e a massa m’ de água utilizadas devem ser tais que