O balão de ar quente foi o primeiro veículo aéreo de sucesso construído pelo homem. O primeiro voo tripulado em um balão de ar quente foi realizado em 1783. Os franceses Jean François e François Laurent realizaram esse feito num balão criado pelos irmãos Montgolfier. Em um balão, o compartimento que mantém o ar quente em seu interior é denominado envelope. Suspenso e fixado a este, encontra-se o cesto do balão. Um balão de massa total M (Envelope + Cesto) desce verticalmente com uma aceleração A (A<G), onde G representa a aceleração da gravidade local. Para que o balão possa ascender com uma aceleração de mesmo módulo A, é necessário eliminar uma certar massa m do cesto do balão. Suponha que a força de sustentação que atua no balão em virtude da diferença de temperatura entre o interior e o exterior do Envelope não sofre mudanças em virtude da variação em sua massa. Ao desprezar todos os efeitos resistivos que porventura possam atuar no balão durante o processo, a massa m a ser eliminada é dada por
Em um tratamento fisioterápico, uma lâmpada que
emite radiação no infravermelho (IV) é utilizada para
aquecer uma região do joelho de um paciente. A
temperatura da região com massa de 100 g precisa ser
elevada até 40,0 °C. Supondo uma lâmpada com
potência de 200 W e eficiência de conversão para o IV
de 1,00%, calcule quanto tempo de exposição ao IV
será necessário para alcançar 40,0° C. Considere o
calor específico da região do joelho como sendo 3500
J/kg.K e a temperatura do corpo no início do
procedimento igual a 36,0°C.
Devido a um processo infeccioso, o corpo de uma criança aumenta sua temperatura a uma taxa de 0,10 ºC a cada minuto.
Se nenhuma providência for tomada, em quanto tempo o corpo dessa criança atingirá a temperatura crítica de 41,0 ºC,
acima da qual a criança pode entrar em convulsão. Sabe-se que a temperatura inicial do corpo da criança era de 36,5 ºC.
Dê sua resposta em minutos.
Considere um tubo vertical fechado na extremidade
inferior que aprisiona um gás ideal em seu interior por meio
de um leve êmbolo situado na extremidade oposta. Lentamente, o êmbolo é pressionado até que o volume do gás
se reduz à metade. Considere duas formas de fazer isso.
No processo I, o tubo é mantido em contato térmico com
um grande recipiente com água. No processo II, o tubo é
isolado termicamente do ambiente.
As descrições dos processos I e II e a avaliação das variações de energia interna correspondem a:
As descrições dos processos I e II e a avaliação das variações de energia interna correspondem a:
Duas partículas de cargas elétricas q1 = 4,0 × 1016 C e q2 = 6,0 × 10-16 C estão separadas no vácuo por uma
distância de 3,0 × 10-9m. Sendo k = 9,0 × 109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em
newtons, é de:
O volume máximo de ar que o pulmão de um indivíduo
adolescente pode receber em uma inspiração forçada
é 4,0 L. Supondo que o ar pode ser considerado como
um gás ideal e que, quando inspiramos, a pressão
máxima interna no pulmão é aproximadamente igual à
pressão atmosférica à temperatura de 27 °C, calcule o
número máximo de moles de ar que inspiramos por
vez em uma inspiração forçada. Dados: para efeito de
cálculo, considere a pressão atmosférica 1,0 atm =
105 Pa = 105 N/m2 e a constante dos gases ideais R =
8,0 J/(mol.K); 1 L = 10−3 m3
.
Use os valores aproximados: g = 10 m/s2 e π = 3.
Uma das etapas mais difíceis de um voo espacial tripulado é a reentrada na atmosfera terrestre. Ao reencontrar as camadas mais altas da atmosfera, a nave sofre forte desaceleração e sua temperatura externa atinge milhares de graus Celsius. Caso a reentrada não ocorra dentro das condições apropriadas, há risco de graves danos à nave, inclusive de explosão, e até mesmo risco de ela ser lançada de volta ao espaço.
O ar atmosférico comporta-se como um gás perfeito. Sendo a
pressão e a temperatura do ar, numa determinada posição da
alta atmosfera, dadas por p = 2,0 Pa e T = 180 K (sem a presença da cápsula na vizinhança), e sendo a constante universal dos
gases perfeitos R≃8 J/mol.K, qual é o volume ocupado por
um mol de ar naquela posição?
Para calcular o preço do consumo elétrico de seu banho, Roberta utiliza suas aulas de física para a realização dessa tarefa. Primeiramente, ela verifica que, no manual de instruções de seu chuveiro, a potência é de 5.000W quando ligado em 127V. Além disso, ela verifica em sua conta de energia que o preço de 1kWh é igual a R$ 0,70.
Supondo que Roberta tome um banho de 15 minutos por dia, assinale a alternativa que apresenta o custo aproximado de cada banho.
(Considere que o chuveiro esteja ligado corretamente em 127V.)
Em uma indústria química foi necessário transferir determinada massa de vapor de água de um reservatório, onde estava
sob temperatura de 127 ºC, para outro com 60% a mais de
volume. No reservatório inicial, o vapor estava sob pressão
de 4 atm e, no novo, ficou sob pressão de 3 atm. Considerando que durante a transferência houve perda de 20% da
massa de vapor de água para a atmosfera, que os recipientes tenham paredes isolantes e adiabáticas e que o vapor de
água seja um gás ideal, a temperatura da massa de vapor
que restou dentro do novo reservatório foi de
Em uma fábrica de artefatos para festa, as bexigas são
infladas com o gás hélio armazenado em um cilindro rígido
de volume 0,2 m³
sob pressão de 192 atm. Sabendo que o
volume de cada bexiga é de 0,032 m³, que dentro de cada
uma delas o gás fica submetido a uma pressão de 1,2 atm e
considerando a mesma temperatura do gás no cilindro e nas
bexigas, o número de bexigas que podem ser infladas com o
gás contido no cilindro é
A telefonia celular utiliza radiação eletromagnética na faixa da rádio-frequência (RF: 10 MHz – 300 GHz) para as comunicações. Embora não ionizantes, essas radiações ainda podem causar danos aos tecidos biológicos através do calor que elas transmitem. A taxa de absorção específica (SAR – specific absorption rate) mede a taxa na qual os tecidos biológicos absorvem energia quando expostos às RF’s, e é medida em Watt por kilograma de massa do tecido (W/kg).
No Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações, ANATEL, estabeleceu como limite o valor de 2 W/kg para a absorção pelas regiões da cabeça e tronco humanos. Os efeitos nos diferentes tecidos são medidos em laboratório. Por exemplo, uma amostra de tecido do olho humano exposta por 6 minutos à RF de 950 MHz, emitida por um telefone celular, resultou em uma SAR de 1,5 W/kg.
Considerando o calor específico desse tecido de 3600 J/(kg °C), sua temperatura (em °C) aumentou em
Ao jogar uma pedra a partir da borda de um penhasco de
100 m de altura, uma garota verifica que a pedra chega
ao solo a uma distância horizontal de 10 m da borda do
penhasco, e 5 s depois de lançada.
Qual é a tangente do ângulo de lançamento da pedra, em
relação à horizontal?
Dado g = 10m/s2
Dado g = 10m/s2
Duas placas planas e paralelas, separadas por 25 cm de
distância, estão uniformemente carregadas com cargas
de sinais opostos, de modo que entre as placas há um
campo elétrico uniforme de 800N/C, perpendicular às
placas. Qual deve ser a energia cinética com que uma
carga de 0,02 C atinge a placa negativa, tendo partido
do repouso da placa positiva?
Assinale a alternativa que preenche
corretamente as lacunas do enunciado abaixo,
na ordem em que aparecem.
Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ .
Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ .
Um corpo de massa 100 g é constituído por uma substância de calor específico 0,5 cal/g .°C. A quantidade de
calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 20 °C para 50 °C será:
Ao passar pelos laços detectores, o veículo provoca
uma perturbação no campo eletromagnético
existente. Esse tipo de técnica de detecção pode ser
comparado, por exemplo, aos detectores de metal
dispostos em bancos, lojas e aeroportos.
Nesses dispositivos, o sinal é gerado através de uma
Os pulmões fazem parte do sistema respiratório,
desempenhando um importante papel nas trocas gasosas,
que são vitais para o bom funcionamento de nosso corpo.
Eles apresentam formato cônico e estão localizados na caixa
torácica. Os pulmões apresentam alvéolos pulmonares,
pequenas bolsas parecidas com favos de mel, que podem
ser encontrados em colmeias. As trocas gasosas entre os
pulmões (meio interno) e o ambiente (meio externo)
ocorrem por diferença de pressão. A esse respeito, é correto
afirma que
Em um consultório odontológico, há um sistema de
compressão de ar para uso nos tratamentos dentários.
O tanque onde o ar é comprimido tem volume de 40 L
e a pressão de compressão máxima é 6,0 atm.
Supondo que o ar comprimido possa ser tratado como
um gás ideal, calcule o número de moles de ar que há
no tanque quando a pressão é máxima e a
temperatura é de 27 ºC. Dado: constante universal do
gás ideal R = 0,08 atm.L/(mol.K).
Uma massa de água no estado sólido, inicialmente à temperatura de –10 ºC, é aquecida até atingir a temperatura final de 80 ºC. Considere que todo o processo tenha ocorrido à pressão constante de 1,0 atm e que essa massa de água tenha recebido um total de 16500 cal para o processo térmico. Sem levar em conta os efeitos de sublimação do gelo para temperaturas abaixo de 0 ºC, assuma que o valor para o calor específico do gelo seja de 0,5 cal/g ºC, que o calor específico da água seja 1,0 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo seja de 80,0 cal/g.
Nesse caso, a massa de água aquecida, em gramas, durante o processo é de
Um objeto se afasta de um observador em alta velocidade. Ele emite uma luz amarela que, no entanto, chega ao observador em tom de vermelho, devido ao efeito
Doppler. Esse efeito se deve à mudança na