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REVISÃO 1º ANO
TERMOLOGIA Termometria Calorimetria Dilatação TérmicaÓPTICA GEOMÉTRICA
Professor: Oddone Braghiroli
TERMOLOGIALista de revisão
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Escalas termométricas
1º Ponto Fixo
2º Ponto Fixo
Ponto do Gelo
Ponto do Vapor
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Relação entre escalas
°C °F K
0
100 212
32
373
273
TC TF TK
a
b
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Relação entre escalas
TC - 0
100 - 0= TF - 32
212- 32=
TK - 273
373-273
TC
100= TF - 32
180= TK - 273
100 .. .
TC
5= TF - 32
9= TK - 273
5 .. .
°C °F K
0
100 212
32
373
273
TC TF TK
ab
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Questão 01
Existe uma determinada temperatura indicada pelo mesmo número, quando medida nas escalas termométrica Celsius e Fahrenheit.Calculando esse valor numérico, bastante especial, encontramos:
a) 30b) 20c) – 10d) – 40e) – 100
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Questão 01
Existe uma determinada temperatura indicada pelo mesmo número, quando medida nas escalas termométrica Celsius e Fahrenheit.Calculando esse valor numérico, bastante especial, encontramos:
a) 30b) 20c) – 10d) – 40e) – 100
TC
5= TF - 32
9
TC = TF = T
T 5 = T - 32
9 9.T = 5.(T-32) 9.T = 5.T – 160 4.T = - 160 T = - 40
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Relação entre escalas
°C °F K
0
100 212
32
373
273
TC TF TK
a
b
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Relação entre escalas
TC - 0
100 - 0= TF - 32
212- 32=
TK - 273
373-273
TC
100= TF - 32
180= TK - 273
100 .. .
TC
5= TF - 32
9= TK - 273
5 .. .
°C °F K
0
100 212
32
373
273
TC TF TK
ab
∆TC 5 = ∆TF
9 = ∆TK 5
.. .
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Questão 02
A variação de temperatura de 72° F equivale a:a) 22,2° Cb) 440° Cc) 40° Cd) 400 Ke) 62,2° C
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Questão 02
A variação de temperatura de 72° F equivale a:a) 22,2° Cb) 440° Cc) 40° Cd) 400 Ke) 62,2° C
5.∆TF = 9.∆TC
5.72 = 9.∆TC
\ 5.8 = ∆TC
\∆TC = 40 oC
∆TC 5 = ∆TF
9
∆TF = 72 oF
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Equação fundamental da calorimetria
Q = m.c.∆T ∆T = Tfinal – Tinicial
∆T > 0 : aumento de temperatura (aquecimento)
∆T < 0: diminuição de temperatura (resfriamento)
Q > 0PROCESSO
ENDOTÉRMICO
Q < 0PROCESSO
EXOTÉRMICO
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Calor específico
Quantidade de calor necessária para que uma unidade de massa da substância sofra uma variação de uma unidade de temperatura.
Q = m.c.∆T
c =Q
m.∆T [J]
[kg].[K][cal]
[g].[oC]ou
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Calor específico
Quantidade de calor necessária para que uma unidade de massa da substância sofra uma variação de uma unidade de temperatura.
PROPRIEDADE DA SUBSTÂNCIA!!!
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Calor específico x Capacidade térmica
Q = m.c.∆T
Q = C.∆T
[J][kg].[K]
[J][K]
Calor específico
Capacidade térmica
PROPRIEDADE DA SUBSTÂNCIA
PROPRIEDADE DO CORPO
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Questão 03
O quociente entre a quantidade de calor ΔQ fornecida a um corpo e o correspondente acréscimo de temperatura Δθ é denominado:
a) calor específicob) capacidade térmicac) equivalente térmicod) lei de Joulee) equivalente mecânico
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Questão 03
O quociente entre a quantidade de calor ΔQ fornecida a um corpo e o correspondente acréscimo de temperatura Δθ é denominado:
a) calor específicob) capacidade térmicac) equivalente térmicod) lei de Joulee) equivalente mecânico
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Interpretação da capacidade térmica
C =Q∆T
Quantidade de calor para variar em uma unidade a
temperatura do corpo
C1
C2
Se C1 > C2 : Para terem uma mesma variação de temperatura, o corpo 1 deve receber mais calor que o corpo 2 Caso recebem a mesma quantidade de calor, a temperatura do corpo 1 tem menor variação que a do corpo 2
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Questão 04
Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:
a) têm calor específico muito grande.b) têm temperatura muito baixa.c) têm capacidade térmica muito pequena.d) estão em mudança de estado.e) não transportam energia.
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Questão 04
Um amolador de facas, ao operar um esmeril, é atingido por fagulhas incandescentes, mas não se queima. Isso acontece porque as fagulhas:
a) têm calor específico muito grande.b) têm temperatura muito baixa.c) têm capacidade térmica muito pequena.d) estão em mudança de estado.e) não transportam energia.
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Questão 05
O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2,6 kg e calor específico de 720 J/kg°C. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 2,4°C a 37°C?
a) 540 sb) 480 sc) 420 sd) 360 se) 300 s
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Questão 05
O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2,6 kg e calor específico de 720 J/kg°C. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 2,4°C a 37°C?
a) 540 sb) 480 sc) 420 sd) 360 se) 300 s
Q = m.c.∆T
Potência =∆Energia∆Tempo
120 = 2,6.720.(37-2,4)/ ∆t\ ∆t = 2,6.720.34,6/120\ ∆t = 2,6.34,6.6\ ∆t ≈ 540 s
Potência = 120 J/sm = 2,6 kgc = 720 J/(kg.oC)∆T = (37 – 2,4) oC
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Calor, Energia e Potência
O fluxo de calor é um fluxo de energia A taxa de transferência de calor pode ser
expressa em forma de potência Unidade: Watt [W] = [J]/[s]
Experimento de JouleEquivalente mecânico do calor
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Questão 06
Um corpo A tem massa igual ao dobro da de um corpo B e calor específico igual a 1/3 (um terço) do de B. Colocando-os em contato, quando A estiver a uma temperatura de 10°C e B a 40°C, qual das temperaturas, indicadas abaixo, melhor representa a temperatura final de equilíbrio térmico?
a) 36°Cb) 28°Cc) 20°Cd) 25°Ce) 30°C
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Um corpo A tem massa igual ao dobro da de um corpo B e calor específico igual a 1/3 (um terço) do de B. Colocando-os em contato, quando A estiver a uma temperatura de 10°C e B a 40°C, qual das temperaturas, indicadas abaixo, melhor representa a temperatura final de equilíbrio térmico?
a) 36°Cb) 28°Cc) 20°Cd) 25°Ce) 30°C
Q = m.c.∆TmA = 2.mB
cA = cB/3ToA = 10 oCToB = 40 oC
QA + QB = 0\ mA.cA.∆TA+mB.cB.∆TB = 0\ mA.cA.(T-10) + (mA/2).3.cA.(T-40) = 0\ (T-10)+3.(T-40)/2 = 0\ 2.(T-10) + 3.(T-40) = 0\ 2T – 20 + 3T – 120 = 0\T = 140/5 = 28 oC
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Questão 07
Analise as afirmações referentes à condução térmica.I. Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir
nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.
II. Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser bom isolante térmico.
III. Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente.
Podemos afirmar que:a) I, II e III estão corretas.b) I, II e III estão incorretas.c) Apenas I está correta.d) Apenas II está correta.e) Apenas I e II estão corretas.
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Questão 07
Analise as afirmações referentes à condução térmica.I. Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir
nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor.
II. Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser bom isolante térmico.
III. Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente.
Podemos afirmar que:a) I, II e III estão corretas.b) I, II e III estão incorretas.c) Apenas I está correta.d) Apenas II está correta.e) Apenas I e II estão corretas.
V
V
F
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Dilatação térmica
∆L =Lo.α.∆T
L = Lo.(1+α.∆T)L = Lo +
∆L
α: Coeficiente de dilatação linear [1/oC]
Variação de temperatura Dilatação (∆T > 0)Contração (∆T < 0)
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Exemplos de dilatação térmica
Trilhos ferroviários
Placas de concreto (calçada)
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Termômetro
Escala graduada baseada na dilatação térmica de substância termométrica
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Dilatação linear
Material α [10-5 oC-1]
Alumínio 2,4Latão 2,0Prata 1,9Ouro 1,4Cobre 1,4Ferro 1,2Aço 1,2
Cimento ≈ 1,0Vidro 0,9
Madeira ≈ 0,4Vidro Pirex 0,3
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Dilatação superficial e volumétrica
β: coeficiente de dilatação superficialβ = 2.α
γ: coeficiente de dilatação volumétricaγ = 3.α
∆A = Ao.β.∆T
∆V = Vo.γ.∆T
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Questão 08
Uma bobina contendo 2 000 m de fio de cobre, medindo num dia em que a temperatura era de 35°C, foi utilizada e o fio medido de novo a 10°C. Esta nova medição indicou:
a) 1,0 m a menosb) 1,0 m a maisc) 2 000 m d) 20 m a menose) 20 m a mais
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Uma bobina contendo 2 000 m de fio de cobre, medindo num dia em que a temperatura era de 35°C, foi utilizada e o fio medido de novo a 10°C. Esta nova medição indicou:
a) 1,0 m a menosb) 1,0 m a maisc) 2 000 m d) 20 m a menose) 20 m a mais
∆L = Lo.α.∆T Lo = 2000m
∆T = (10–35)
oC
∆L = 2000.α.(-25)\ ∆L = -5.104.α\ ∆L < 0O[α] = 10-5 oC-1
\ O[∆L] = 100m
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Questão 09
Uma esfera de certa liga metálica, ao ser aquecida de 100°C, tem seu volume aumentado de 4,5%. Uma haste dessa mesma liga metálica, ao ser aquecida de 100°C, terá seu comprimento aumentado de:
a) 1,0%b) 1,5%c) 2,0%d) 3,0%e) 4,5%
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Questão 09
Uma esfera de certa liga metálica, ao ser aquecida de 100°C, tem seu volume aumentado de 4,5%. Uma haste dessa mesma liga metálica, ao ser aquecida de 100°C, terá seu comprimento aumentado de:
a) 1,0%b) 1,5%c) 2,0%d) 3,0%e) 4,5%
∆V = Vo.γ.∆T∆L = Lo.α.∆Tγ = 3.α
∆V/ Vo = 4,5%∆T = 100oC
4,5% = Vo.γ.∆T/Vo
\ 4,5% = γ.100\ γ = 4,5.10-4
α = 4,5.10-4/3 = 1,5.10-4
(∆L%) = ∆L/Lo = Lo.α.∆T/Lo
\ (∆L%) = 1,5.10-4.102
\ (∆L%) = 1,5%
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Dilatação anômala da água
V(m3)
T(oC)
0 4
Vmín
VOLUME X TEMPERATURAd
(g/cm3)
T(oC)
0 4
dmáx
DENSIDADE X TEMPERATURA
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Questão 16
Água líquida é aquecida de 0°C até 100°C. O volume dessa água:
a) aumenta sempre.b) diminui sempre.c) inicialmente aumenta para em seguida diminuir.d) permanece constante.e) inicialmente diminui para em seguida aumentar.
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Água líquida é aquecida de 0°C até 100°C. O volume dessa água:
a) aumenta sempre.b) diminui sempre.c) inicialmente aumenta para em seguida diminuir.d) permanece constante.e) inicialmente diminui para em seguida aumentar.
V(m3)
T(oC)0 4
Vmín
VOLUME X TEMPERATURA
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Dilatação de líquido e recipiente
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Questão 17
Quando um recipiente totalmente preenchido com um líquido é aquecido, a parte que transborda representa sua dilatação ____________. A dilatação ____________ do líquido é dada pela ______________ da dilatação do frasco e da dilatação ____________.
Com relação à dilatação dos líquidos, assinale a alternativa que, ordenadamente, preenche de modo correto as lacunas do texto acima.a) aparente – real – soma – aparente.b) real – aparente – soma – real.c) aparente – real – diferença – aparente.d) real – aparente – diferença – aparente.e) aparente – real – diferença – real.
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Questão 17
Quando um recipiente totalmente preenchido com um líquido é aquecido, a parte que transborda representa sua dilatação aparente. A dilatação real do líquido é dada pela soma da dilatação do frasco e da dilatação aparente.
Com relação à dilatação dos líquidos, assinale a alternativa que, ordenadamente, preenche de modo correto as lacunas do texto acima.a) aparente – real – soma – aparente.b) real – aparente – soma – real.c) aparente – real – diferença – aparente.d) real – aparente – diferença – aparente.e) aparente – real – diferença – real.
ÓPTICA GEOMÉTRICALista de revisão
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Luz
Raio e feixe de luz Propagação
Em meio homogêneo, descreve trajetória retilínea Propagação independe de outros raios
Fenômenos Reflexão Refração Absorção
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Fontes de luz
Primárias (corpos luminosos)
Secundárias (corpos iluminados)
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Meios de propagação
Transparente
Translúcido
Opaco
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Refração
O desvio está associado ao índice de refração de cada cor (menor desvio, menor índice)
n =cv
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Questão 10
Considere as afirmações:I. no vácuo, a luz não se propaga.II. no vácuo, a luz se propaga em linha reta.III. em qualquer meio, a luz sempre se propaga em linha
reta.Tem-se:a) só I é correta.b) só II é correta.c) só III é correta.d) todas as afirmações são corretas.e) todas as afirmações são incorretas.
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Considere as afirmações:I. no vácuo, a luz não se propaga.II. no vácuo, a luz se propaga em linha reta.III. em qualquer meio, a luz sempre se propaga em linha
reta.Tem-se:a) só I é correta.b) só II é correta.c) só III é correta.d) todas as afirmações são corretas.e) todas as afirmações são incorretas.
V
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Questão 18
Considere as afirmações:I. O filamento de uma lâmpada incandescente é uma fonte de
luz primária.II. A água do mar em grandes camadas é um meio transparente.III. Uma pessoa se situa num meio homogêneo e transparente.
Esse meio é invisível para a pessoa. Têm-se:a) Só I e III são corretas.b) Só II e III são corretas.c) Só III é correta.d) Todas as afirmações são corretas.e) Todas as afirmações são incorretas.
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Questão 18
Considere as afirmações:I. O filamento de uma lâmpada incandescente é uma fonte de
luz primária.II. A água do mar em grandes camadas é um meio transparente.III. Uma pessoa se situa num meio homogêneo e transparente.
Esse meio é invisível para a pessoa. Têm-se:a) Só I e III são corretas.b) Só II e III são corretas.c) Só III é correta.d) Todas as afirmações são corretas.e) Todas as afirmações são incorretas.
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Questão 19
Dos cinco feixes de luz monocromática apresentados a seguir, qual o que se propaga mais rapidamente
a) vermelhob) amarelo.c) verde.d) azul.e) violeta.
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Questão 19
Dos cinco feixes de luz monocromática apresentados a seguir, qual o que se propaga mais rapidamente
a) vermelhob) amareloc) verded) azule) violeta Menor desvio -> Menor n (índice de refração)
Menor n -> Maior velocidade
n = cv
C: velocidade da luz no vácuoV: velocidade da luz no meio
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Questão 20
Das alternativas abaixo, qual aquela em que todas as fontes de luz são primárias?
a) paredes de uma sala, vela acesa, palito de fósforo apagado.
b) Sol, Terra, Lua.c) lanterna apagada, ferro elétrico ligado, substâncias
fosforescentes dos mostradores de relógios.d) filamento de uma lâmpada elétrica acesa, Sol, vaga-
lume aceso.e) nuvens, planeta Júpiter, interruptores elétricos que
permitem a visão no escuro.
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Eclipse
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Esquema eclipses: Lunar e Solar
SOL TERRA LUA
SOL TERRA
LUA
ECLIPSE LUNAR
ECLIPSE SOLAR
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Questão 11
Considere as afirmações:I. quando a sombra da Lua, determinada pelo Sol, intercepta a
superfície terrestre, para as pessoas situadas na região em que a sombra é projetada, ocorre o eclipse total do Sol.
II. a ocorrência de eclipses é explicada pelo princípio da propagação retilínea da luz.
III. o eclipse do Sol só pode ocorrer numa fase de Lua nova.
Têm-se:a) Só I e III são corretas.b) Só II e III são corretas.c) Só III é correta.d) Todas as afirmações são corretas.e) Todas as afirmações são incorretas.
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Questão 11
Considere as afirmações:I. quando a sombra da Lua, determinada pelo Sol, intercepta a
superfície terrestre, para as pessoas situadas na região em que a sombra é projetada, ocorre o eclipse total do Sol.
II. a ocorrência de eclipses é explicada pelo princípio da propagação retilínea da luz.
III. o eclipse do Sol só pode ocorrer numa fase de Lua nova.
Têm-se:a) Só I e III são corretas.b) Só II e III são corretas.c) Só III é correta.d) Todas as afirmações são corretas.e) Todas as afirmações são incorretas.
V
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Câmara escura
do
diho
hi
ho
do di
hi=
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Questão 12
A imagem focada de uma árvore numa câmara escura dista 50 mm do orifício e em uma altura de 20 mm. A árvore está a uma distância de 15 m do orifício. Qual a altura da árvore?
a) 2 m.b) 4 m.c) 6 m.d) 8 m.e) 10 m.
Ho/Do = Hi/Di
Do = 15 mHi = 20 mmDi = 50 mm
Ho/15 = 20.10-3/50.10-3
\ Ho = 15.2/5\ Ho = 6 m
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Espelhos esféricos
Superfície refletora com forma de calota esférica
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Espelhos côncavos e convexos
CONVEXO Face refletora: externa
CÔNCAVO Face refletora: interna
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Elementos de um espelho esférico
Eixo principal
Eixo secundário
R
C α
α: Ângulo de aberturaC: Centro de curvaturaR: Raio de curvatura
• α < 10o • Raios devem incidir próximos ao eixo principal, com pequena inclinação
CONDIÇÕES DE NITIDEZ (Gauss)
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Foco principal
Eixo principal
R
C
R = 2.f
f
F
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Construção de imagens
Eixo principal C F
Eixo principal F C
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Construção de imagens
Eixo principal C F
Eixo principal F C
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Construção de imagens
Eixo principal C F
Eixo principal F C
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Questão 13
Em um farol de automóvel têm-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:
a) côncavo e o filamento está no centro do espelho.b) côncavo e o filamento está no foco do espelho.c) convexo e o filamento está no centro do espelho.d) convexo e o filamento está no foco do espelho.e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o
centro do espelho.
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Questão 13
Em um farol de automóvel têm-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:
a) côncavo e o filamento está no centro do espelho.b) côncavo e o filamento está no foco do espelho.c) convexo e o filamento está no centro do espelho.d) convexo e o filamento está no foco do espelho.e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o
centro do espelho.
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Questão 14
Um objeto real AB é colocado diante de um espelho esférico côncavo, como mostra a figura. Considere C o centro de curvatura do espelho, F o foco principal e V o vértice.
A imagem obtida é: a) real, invertida, ampliada e localiza-se à esquerda de C.b) real, invertida, reduzida e localiza-se entre F e V. c) real, invertida e do mesmo tamanho do objetod) virtual, direita e ampliada.e) virtual, direita e reduzida.
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Imagem: Questão 14
C F
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Questão 14
Um objeto real AB é colocado diante de um espelho esférico côncavo, como mostra a figura. Considere C o centro de curvatura do espelho, F o foco principal e V o vértice.
A imagem obtida é: a) real, invertida, ampliada e localiza-se à esquerda de C.b) real, invertida, reduzida e localiza-se entre F e V. c) real, invertida e do mesmo tamanho do objetod) virtual, direita e ampliada.e) virtual, direita e reduzida.
C F
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Rotação de espelho plano
α
βα
∆BI1I2 : β + 2.î1 = 2î2 ∆AI1I2 : α + î1 = î2
β = 2.α
I1
I2
A
B
î1
î2
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Questão 15
Um espelho plano sofre uma rotação de um ângulo α, em torno de um eixo pertencente ao plano do espelho e perpendicular ao plano de incidência da luz. Para um dado raio incidente, o ângulo formado pelos raios refletidos antes e após a rotação é de 50°. Determine o valor de α.
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Questão 15
Um espelho plano sofre uma rotação de um ângulo α, em torno de um eixo pertencente ao plano do espelho e perpendicular ao plano de incidência da luz. Para um dado raio incidente, o ângulo formado pelos raios refletidos antes e após a rotação é de 50°. Determine o valor de α.
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Questão 15
Um espelho plano sofre uma rotação de um ângulo α, em torno de um eixo pertencente ao plano do espelho e perpendicular ao plano de incidência da luz. Para um dado raio incidente, o ângulo formado pelos raios refletidos antes e após a rotação é de 50°. Determine o valor de α.
α
β
α
I1
I2
A
B
î2
∆BI1I2 : β + 2.î1 = 2î2 ∆AI1I2 : α + î1 = î2
\β = 2.α
β = 50o
α = β/2\ α = 50o/2\ α = 25o
