Dois técnicos trabalhando em um laboratório de química mantido a 298 K, estão
manipulando amoníaco (odor de amônia, NH3, massa molar de aproximadamente 18
g/mol) e água sanitária (odor de cloro, Cl2, cuja massa molar é aproximadamente 72
g/mol). Sabendo-se que gases se propagam pelo ambiente com velocidades distintas e
que os técnicos estão afastados de 24 m de distância um do outro.
A qual distância do técnico manipulando amoníaco, um observador deveria estar
posicionado, para sentir ambos os odores simultaneamente?
As equações de Maxwell descrevem classicamente como campos elétricos e magnéticos
são gerados e alterados tanto um pelo outro quanto por cargas e correntes elétricas.
Escritas na notação diferencial e usando o sistema internacional de medidas, as
equações de Maxwell tomam a seguinte forma:
Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a velocidade de propagação de
uma onda eletromagnética vp em uma região sem cargas e sem correntes, tal como no
vácuo.
Com relação a fônons, analise as afirmativas abaixo e assinale com V as verdadeiras e
com F as falsas.
( ) As vibrações de uma rede cristalina ou de uma molécula podem ser quantizadas,
dando origem aos fônons. Assim, pode-se associar uma frequência de vibração a
cada fônon da rede.
( ) Um fônon é um quantum de um modo normal de vibração. Portanto, uma rede
cristalina pode ter mais de um fônon com a mesma frequência de oscilação.
( ) Todas as ligações químicas entre átomos dão origem a forças restauradoras e, por
isso, podemos estudar as vibrações de uma rede cristalina ou de uma molécula
com o mesmo formalismo de osciladores harmônicos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Para estudar três materiais desconhecidos A, B e C, o físico Tiago realizou medidas de
resistividade elétrica desses materiais a diferentes temperaturas. Tiago observou os
seguintes comportamentos:
I. À baixa temperatura (em torno de 4,2K), os materiais A e C apresentam resistência
elétrica alta.
II. À baixa temperatura (em torno de 4,2K), o material B apresenta alta condutividade
elétrica.
III. Aumentando-se a tensão elétrica no material B, percebe-se que ele aquece e o
gráfico da corrente elétrica em função da tensão elétrica aplicada apresenta
inclinação cada vez menor.
IV. À temperatura ambiente (em torno de 300K), a condutividade elétrica do material A
aumentou consideravelmente em relação à sua condutividade em baixas
temperaturas.
V. À temperatura ambiente (em torno de 300K), a condutividade elétrica do material C
aumentou muito pouco em relação à sua condutividade em baixas temperaturas.
Com base em suas observações, Tiago chegou às conclusões descritas abaixo. Assinale
com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) Os materiais A e C apresentam gap de energia em sua estrutura de bandas.
( ) O material B pode ser composto de tungstênio.
( ) Os materiais A e C podem ser compostos de silício ou germânio.
( ) Considerando-se apenas as características elétricas do material C, conclui-se que
ele pode ser usado como barreira elétrica em circuitos integrados.
( ) À baixa temperatura (4,2 K), o nível de Fermi do material B está no topo de uma
banda de energia.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
A espectrometria de massa é um método para identificar os diferentes átomos que
compõem uma substância. Em um espectrômetro de massa, como o da figura abaixo,
uma amostra é bombardeada com um feixe elétrons de alta energia para extrair íons de
suas moléculas. Nesse espectrômetro, os íons da amostra atravessam um campo
magnético, B (indicado na figura), que curva suas trajetórias em linhas diferentes,
dependendo de sua relação carga/massa (q/m). A massa e a carga dos íons podem ser
medidas por sua posição no espectro de massa resultante, a partir dos quais é possível
identificar os elementos, seus isótopos, ou isóbaros presentes na amostra.
Assinale a alternativa em que a razão carga/massa está CORRETAMENTE expressa
apenas em termos da velocidade v dos íons, do campo magnético B aplicado e do raio R
de sua trajetória.
Em um combate a um incêndio, os bombeiros usam uma mangueira de alta pressão que
dispara água a uma velocidade escalar de 25,0m/s. Quando a água sai da mangueira, ela
adquire o movimento de um projétil. Os bombeiros ajustam o ângulo de elevação da
mangueira para um ângulo θ, de maneira que a água gasta 3,00 segundos para atingir o
prédio a 45,0 metros de distância. Despreze a resistência do ar e considere que o final da
mangueira (ponto de saída da água) está ao nível do solo.
A altura, acima do chão, que a água atinge o prédio é: Considere g = 10m/s2, cos θ =
0,600, sen θ = 0,800
Uma hélice de um exaustor de uma indústria possui massa de 120Kg e comprimento de
2,00m (de uma extremidade a outra). A hélice está girando a 40rad/s em relação a um
eixo que passa pelo seu centro. Suponha que, após reparos, a massa da hélice teve de
ser reduzida a 64% da massa original, mas o tamanho e a energia inicial tiveram de ser
mantidos.
Qual deve ser a velocidade angular escalar da hélice?
Um fio cilíndrico de comprimento L e seção reta com área A é ligado a uma fonte de
tensão V, sendo percorrido por uma corrente I0. Se esse fio for esticado até o dobro de
seu comprimento original e ligado na mesma fonte de tensão.
Qual será o novo valor da corrente, supondo que a resistência, a resistividade e a
densidade do material não sejam alteradas quando o fio é esticado.
Uma bobina retangular de 80 voltas e dimensões 20cm por 30cm está localizada em um
campo uniforme de intensidade 0,75T, direcionado para dentro da página, com apenas
metade da bobina na região do campo.
A resistência da bobina vale 30Ω.
Assinale a alternativa que apresenta o valor e o sentido de circulação da corrente induzida,
se a espira se move com velocidade de 2m/s para cima.
As equações Maxwell descrevem os fenômenos eletromagnéticos. Para dar uma ideia do
alcance dos fenômenos regidos pelas equações de Maxwell, basta lembrarmos que a luz
é um fenômeno de origem eletromagnética. Das quatro equações, duas representam a lei
de Gauss para o campo elétrico e magnético (descrevem como os campos são gerados a
partir de cargas).
Essas equações indicam que
Thomas Khun, no livro A Estrutura das Revoluções Científicas explora conceitos (ideias)
como: ciência normal, ciência extraordinária, paradigma e revolução científica para
descrever o processo de evolução da ciência.
Segundo o autor, assinale a alternativa CORRETA.
O consumo de energia de aparelhos elétricos depende de sua potência e do tempo que
eles permanecem ligados. Considere um chuveiro de potência 4400 W ligado durante 15
minutos, e uma TV de 80 W também ligada.
Após quanto tempo (em minutos) de funcionamento a TV terá o mesmo consumo de
energia do chuveiro?
Analise as seguintes afirmativas relacionadas aos conceitos de calor e temperatura, e
assinale com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) Calor é a energia trocada entre sistemas termodinâmicos, possuindo temperaturas
distintas. O calor sempre flui do sistema de maior temperatura para o sistema de
menor temperatura e pode ser completamente transformado em trabalho mecânico.
( ) O calor e a temperatura de um sistema termodinâmico podem ser definidos em
função de quantidades como massa, comprimento e tempo.
( ) Ao fornecermos calor a qualquer sistema termodinâmico, sempre verificaremos um
aumento da temperatura do sistema. De maneira análoga, ao retirarmos calor de
um sistema termodinâmico, sempre verificaremos a redução da temperatura do
sistema.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
O diagrama p x V a seguir mostra diferentes possibilidades de transformações em um gás
ideal entre o estado inicial i e o estado final f. Considere que a temperatura do estado
inicial (Ti) seja igual a 100K e que a temperatura do estado final (Tf) seja igual a 400K.
Definindo ΔQ como módulo do calor trocado entre gás e vizinhança e ΔW como o módulo
do trabalho realizado pelo gás sobre a vizinhança, assinale com V as opções verdadeiras
e com F as falsas.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
Analise as seguintes afirmativas sobre pressão e temperatura relacionadas com modelo
cinético de um gás ideal e assinale com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) A velocidade quadrática média de uma molécula de um gás ideal pode ser obtida
pela medida da densidade do gás e da pressão exercida pelo gás sobre as paredes
do recipiente que o confina.
( ) Para que a mistura de dois gases distintos esteja em equilíbrio térmico, as
velocidades quadráticas médias de suas moléculas devem ser as mesmas.
( ) A energia cinética translacional média de uma molécula de gás ideal é proporcional
à temperatura absoluta do gás.
( ) A pressão é a descrição macroscópica da taxa média de transferência de momento
linear das partículas do gás para as paredes do recipiente que o confina.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
