Questões de Física do ano 2007

Considere que, no circuito representado na figura acima, a chave inicialmente está desligada e a bússola, orientada paralelamente ao plano do circuito. Ao ligar a chave, uma corrente elétrica percorrerá o circuito. Com base nessas informações, assinale a opção que melhor representa a orientação da bússola em relação ao plano do circuito elétrico, após a chave ter sido ligada.

A energia solar é uma das fontes de energia limpa cujo uso deve ser incentivado. A figura acima ilustra um sistema de aquecimento solar demonstrativo que pode ser facilmente construído nos laboratórios de escolas do ensino médio e fundamental. Ele é composto de uma placa metálica (P) pintada de preto, em contato com um tubo metálico sinuoso (M); um depósito de água D e tubos (T) que ligam o depósito ao tubo metálico em contato com a placa. Os tubos sinuosos (M) no interior da placa devem ser de feitos de metal. O aquecimento da água contida no depósito D, pela absorção da energia solar, deve-se, basicamente, à ocorrência sucessiva dos fenômenos de

A figura acima mostra uma estação de coleta de energia solar em que enormes espelhos côncavos concentram a luz solar em seus focos, elevando a temperatura, neste ponto, a centenas de graus célsius. O calor gerado é usado para produzir vapor e mover turbinas para gerar energia elétrica. A montagem de um equipamentos desses requer o conhecimento de propriedades de reflexão de espelhos esféricos. Acerca dessas propriedades, assinale a opção incorreta.

Em usina eólica, ocorre a conversão da energia cinética devido ao movimento de uma massa de ar em energia elétrica. Sabe-se que a potência máxima ou trabalho máximo realizado por unidade de tempo, nesse processo, pode ser calculada de forma aproximada pela equação  , em que ρ é a densidade do ar, v é a velocidade do vento e A é a área circular varrida pelas hélices do gerador. Nesse caso, se a velocidade do vento aumentar em 10%, a potência elétrica máxima que pode ser gerada aumentará em aproximadamente

Uma alternativa para gerar energia limpa é a conversão de óleos vegetais e gorduras em biodísel e o uso da cana-de-açúcar na produção de álcool combustível. Esse processo de utilização da biomassa, representado esquematicamente nas figuras acima, é também conhecido como ciclo curto do carbono.

 No caso do álcool como combustível automotivo, o produto final é o metanol ou etanol, utilizado principalmente em motores a explosão ou máquinas térmicas, cujos ciclos termodinâmicos mais conhecidos são os ciclos de Otto e de Carnot. A figura abaixo mostra o digrama de Clayperon (p × V) com as transformações termodinâmicas de um ciclo de Carnot.

 Assinale a opção que descreve corretamente as transformações, no ciclo de Carnot, relativas aos processos 1  2, 2  3, 3  4 e 4  1, respectivamente.