ATIVIDADE PARA O 2◦B (para o Guilherme César)

SOBRE CALOR, ENERGIA INTERNA, TEMPERATURA E EQUILÍBRIO TÉRMICO.

Para discutir em duplas e entregar as respostas ao professor. Acertando ou errando, a atividade vale 10 pontos. O importante é emitir sua opinião. Colocar os nomes das duplas.

1. Suponha que você tenha dois cubos de volumes idênticos, na temperatura ambiente, porém de materiais diferentes (por exemplo, ferro e alumínio) e que seu objetivo é aquecê-los, fazendo-os atingir uma mesma temperatura final. Nessas circunstâncias, você afirmaria que ambos os corpos devam receber a mesma quantidade de calor?

2. O que aconteceria com o derretimento das geleiras, se a fusão do gelo fosse instantânea?

3. Em um recinto termicamente isolado, você coloca diversos corpos, feitos de diferentes materiais, digamos vidro, papel, diferentes metais, madeira. Inicialmente, esses corpos podem estar a temperaturas diferentes, no entanto, passado um intervalo de tempo razoavelmente longo, espera-se que eles irão adquirir uma mesma temperatura final (equilíbrio térmico). Isso pode ser confirmado por meio de um termômetro. Apesar disso, se você tocar cada corpo com a mão, você poderá achar que os metais estão mais frios que os outros corpos. Por que isso acontece?

4. Quando um objeto quente esquenta um frio, suas mudanças de temperaturas são iguais em magnitude? Ou seja, o corpo quente irá diminuir sua temperatura e o corpo frio aumentará a sua no mesmo número de graus?

5. Imagine que, ao abrir o forno quente, quando um frango coberto com papel alumínio esteja sendo assado, você suporta bem a temperatura. Ao você suspender a folha de alumínio, sentirá na sua pele uma grande sensação de ardência, dando a impressão de que a temperatura está extremamente elevada. Como você explicaria esse fato?

6. Você põe a mão dentro de um forno quente para tirar uma forma e queima seus dedos nela. Entretanto, o ar em torno dela está à mesma temperatura, mas não queima seus dedos. Por quê?

Exercícios para o Guilherme César

Semáforos - Onda Verde

1. É muito provável que você já tenha trafegado por uma rua ou avenida na qual os semáforos foram ajustados para criar a chamada "onda verde", quando os veículos trafegarem a uma certa velocidade média. Para fazer esse ajuste, o engenheiro de tráfego precisa conhecer apenas a distância entre dois semáforos consecutivos. De posse desses dados, o engenheiro pode calcular, então, o intervalo de tempo entre o instante em que a luz verde do primeiro semáforo se acende e o instante em que a luz do seguinte deverá se acender. Note que essa velocidade média, usada no cálculo, é a velocidade média com que qualquer carro que trafegue pela via, deverá deslocar-se para encontrar semáforos sempre abertos. Para esse sistema de tráfego, não importa como o motorista irá trafegar entre os dois semáforos, se rapidamente no início do trecho e depois mais lentamente, ou se ele irá manter a velocidade constante no trecho todo. Do ponto de vista do consumo de combustível, é mais econômico manter uma velocidade constante. Calcule o tempo necessário para um carro encontrar os semáforos, todos verdes, se a distância entre eles é de 100 metros e a velocidade permitida seja de 50Km/h.

Frenagem

2. Uma bola chega às mãos de um goleiro de futebol com velocidade de 54Km/h. Sabendo que o goleiro consegue imobilizar a bola em 0,5 segundos, determine, em m/s/s, o módulo da aceleração média da bola.

Panela de pressão

3. A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. A vantagem do uso da panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve:

• à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa;
• à temperatura no seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água;
• à quantidade de calor adicional que é transferida à panela;
• à quantidade de calor que está sendo liberada pela válvula;
• à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns.
  
  

Ondas eletromagnéticas

4. Um forno de microondas é projetado para, mediante um processo de ressonância, transferir energia para os alimentos que necessitamos aquecer ou cozer. Nesse processo de ressonância, as moléculas de água do alimento começam a vibrar, produzindo o calor necessário para o cozimento ou aquecimento. A freqüência das ondas produzidas pelo forno é da ordem de grandeza de 2,45X109 Hz, que é igual à freqüência própria de vibração da molécula de água.

• Qual é o comprimento das ondas do forno? Adote a velocidade da onda eletromagnética de 300000 km/s.
• Por que os fabricantes de fornos de microondas aconselham aos usuários a não utilizarem invólucros metálicos para envolver os alimentos?

Gravitação

5. Um satélite artificial move-se em órbita circular ao redor da Terra, ficando permanentemente sobre a cidade de Macapá.

• Qual o período do satélite?

Por que o satélite não cai sobre a cidade?