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Sistemas de unidades e conversões
A Física é fundamentada em medidas de quantidades, como comprimento, tempo, freqüência, velocidade, massa, densidade, carga, temperatura e energia. Muitas dessas grandezas estão interligadas. Por exemplo, velocidade é a distância dividida pelo tempo. Em geral, para se descrever uma quantidade física, primeiro se define uma unidade. Em seguida, define-se um padrão, isto é, a referência com a qual outros exemplos da quantidade física serão comparados. Cada indivíduo pode definir o seu sistema de unidades, com seus respectivos padrões. O importante é fazer isso de tal modo que cientistas em qualquer parte do universo concordem que as novas definições sejam práticas, precisas e invariantes de uma pessoa para outra. Por exemplo, o pé dos seres humanos como medida de comprimento não seria uma medida precisa, pois o tamanho de um pé varia de pessoa para pessoa. Para regulamentar questões relativas a medidas de quantidades físicas, na 14.ª Conferência Internacional de Pesos e Medidas, em 1971, foi introduzido o Sistema de Unidades Internacionais (SI), popularmente conhecido como sistema métrico. Nesse sistema de unidade, o padrão para a unidade de massa é o kg, que, de acordo com o SI, equivale a um cilindro de platina-irídio, cuja peça-padrão de 1,0 kg está guardada na Agência Internacional de Pesos e Medidas, em Paris.
Considerando as informações apresentadas no texto acima, julgue o item subseqüente.
O cilindro-padrão, citado no texto, terá diferentes pesos em diferentes pontos da superfície da Terra.
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Com relação aos gases ideais e às suas propriedades, julgue o item que se segue.
Para um gás ideal, a lei de Boyle-Mariotte se aplica às transformações isobáricas.
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A figura acima mostra uma linha de transmissão de energia elétrica, conectando uma usina geradora de 120 kW aos consumidores de uma pequena cidade. Considere que a linha de transmissão entre a usina e os consumidores tem 10 km de comprimento e uma resistência elétrica total igual a 0,40 S. Com base nessas afirmações e nas leis do eletromagnetismo, julgue o item que se segue.
Caso a transmissão seja feita a 240 V, em uma linha de transmissão de 10 km a perda de potência será 100 vezes menor, quando comparada com a citada no texto acima. Portanto, transmitir 120 kW a 240 V é mais eficiente do que transmitir 120 kW a 240.000 V.
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A maioria dos automóveis utiliza um motor de combustão interna a gasolina/álcool. Na câmara de combustão do motor, uma mistura de vapor de gasolina/álcool e ar é comprimida e inflamada por uma centelha produzida pela vela. Os gases produzidos se expandem, realizando trabalho, e, em seguida, são eliminados pelo escapamento, completando um ciclo, que se repete. A figura acima representa o diagrama do modelo que descreve o comportamento da pressão em função do volume dentro da câmara de combustão conhecido como ciclo de Otto. Ele é constituído de quatro transformações, duas adiabáticas e duas isométricas, alternadas. Nessas condições, os motores são classificados como de quatro tempos:
< a mistura de vapor de gasolina/álcool e ar entra em A (admissão) e é comprimida adiabaticamente (compressão) até B;
< de B para C (ignição), o volume permanece constante e a mistura é aquecida. A pressão e a temperatura aumentam devido à centelha elétrica produzida pela vela, iniciando a ignição da mistura;
< em seguida, de C para D (expansão), os gases expandem-se adiabaticamente, realizando trabalho-motor;
< finalmente, de D para A (descarga), tem-se um resfriamento isométrico, completando um ciclo.
No ciclo, V1 e V2 são, respectivamente, os volumes mínimo e máximo da mistura no cilindro. A razãoV2/V1 é chamada taxa de compressão que é da ordem de 8 para motores modernos de combustão interna.
Considerando as informações acima apresentadas, julgue o item a seguir.
O ciclo de Carnot difere do ciclo de Otto por ser constituído de duas transformações isométricas alternadas, com duas transformações isotérmicas.
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O densímetro é um instrumento simples, usado para medir a gravidade específica ou densidade de um líquido. A figura acima mostra um esquema para se calibrar um densímetro formado por um tubo de 25,0 cm de comprimento e 2,0 cm2 de área seccional, com uma massa de 45,0 g e imerso em água.
Considerando as informações do texto acima e as leis da hidrostática, julgue o item subseqüente.
O teorema de Stevin estabelece que a diferença de pressão entre dois pontos de um líquido homogêneo em equilíbrio corresponde à pressão hidrostática da coluna de líquido existente entre eles.
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A figura acima mostra, de forma esquemática, a distribuição de água entre o reservatório e uma residência. Considerando a aceleração da gravidade no local constante e igual a 9,8 m/s2 e que o escoamento do líquido nos tubos é ideal e sem forças restritivas nem turbulências, julgue o item que se segue.
O princípio de Pascal estabelece que as variações de pressão em um líquido incompressível e em repouso ou equilíbrio são transmitidas integralmente para todos os pontos do fluido.
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Sistemas de unidades e conversões
A Física é fundamentada em medidas de quantidades, como comprimento, tempo, freqüência, velocidade, massa, densidade, carga, temperatura e energia. Muitas dessas grandezas estão interligadas. Por exemplo, velocidade é a distância dividida pelo tempo. Em geral, para se descrever uma quantidade física, primeiro se define uma unidade. Em seguida, define-se um padrão, isto é, a referência com a qual outros exemplos da quantidade física serão comparados. Cada indivíduo pode definir o seu sistema de unidades, com seus respectivos padrões. O importante é fazer isso de tal modo que cientistas em qualquer parte do universo concordem que as novas definições sejam práticas, precisas e invariantes de uma pessoa para outra. Por exemplo, o pé dos seres humanos como medida de comprimento não seria uma medida precisa, pois o tamanho de um pé varia de pessoa para pessoa. Para regulamentar questões relativas a medidas de quantidades físicas, na 14.ª Conferência Internacional de Pesos e Medidas, em 1971, foi introduzido o Sistema de Unidades Internacionais (SI), popularmente conhecido como sistema métrico. Nesse sistema de unidade, o padrão para a unidade de massa é o kg, que, de acordo com o SI, equivale a um cilindro de platina-irídio, cuja peça-padrão de 1,0 kg está guardada na Agência Internacional de Pesos e Medidas, em Paris.
Considerando as informações apresentadas no texto acima, julgue o item subseqüente.
No SI, as grandezas físicas torque e trabalho têm as mesmas unidades, isto é, newton-metro (N•m).
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O densímetro é um instrumento simples, usado para medir a gravidade específica ou densidade de um líquido. A figura acima mostra um esquema para se calibrar um densímetro formado por um tubo de 25,0 cm de comprimento e 2,0 cm2 de área seccional, com uma massa de 45,0 g e imerso em água.
Considerando as informações do texto acima e as leis da hidrostática, julgue o item subseqüente.
A pressão hidrostática submete o densímetro mergulhado no líquido a uma força resultante ascendente vertical, de módulo igual ao peso do líquido que ele deslocou.
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Com relação aos gases ideais e às suas propriedades, julgue o item que se segue.
Se os pneus de um carro foram calibrados a uma pressão igual a 200 kPa a 10 ºC e, após rodar 100 km, a temperatura no interior do pneu subiu para 40 ºC, é correto afirmar que a nova pressão de calibre no interior do pneu é menor que 300 Pa, considerando o ar como um gás ideal e que o volume do pneu tenha permanecido constante durante todo o processo.
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A figura acima mostra, de forma esquemática, a distribuição de água entre o reservatório e uma residência. Considerando a aceleração da gravidade no local constante e igual a 9,8 m/s2 e que o escoamento do líquido nos tubos é ideal e sem forças restritivas nem turbulências, julgue o item que se segue.
No SI, 1,0 pascal equivale a 20,0 N/m2.
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