ITA - Fis - 2004, Transcrições de Física

Baixe ITA - Fis - 2004 e outras Transcrições em PDF para Física, somente na Docsity! SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 1 Resolução ITA 2004 Física FÍSICA Caso necessário, use os seguintes dados: Aceleração da gravidade g = 10 m/s2. Velocidade do som no ar c = 300 m/s. 1 atm = 1 x 105 N/m2. 1 cal = 4,2 J. Constante universal dos gases R = 8 J/mol.K. Calor específico da água β = 1 cal/goC. π = 3,14. 5 2, 24.= 1. Durante a apresentação do projeto de um sistema acústico, um jovem aluno do ITA esqueceu- se da expressão da intensidade de uma onda sonora. Porém, usando da intuição, concluiu ele que a intensidade média (I) é uma função da amplitude do movimento do ar (A), da freqüência ( f ), da densidade do ar (ρ) e da velocidade do som (c), chegando à expressão x y zI = A f cρ . Considerando as grandezas fundamentais: massa, comprimento e tempo, assinale a opção correta que representa os respectivos valores dos expoentes x, y e z. A. ( ) –1, 2, 2 B. ( ) 2, –1, 2 C. ( ) 2, 2, –1 D. ( ) 2, 2, 1 E. ( ) 2, 2, 2 Alternativa: D Temos que: x y z x y zI A f c [I] [A] [f] [ ] [c]= ρ ∴ = ρ Mas: 2 3 3 2 [Potência] ML T [I] MT [Área] L − −= = = ; [A] = L; [f] = T –1; [ρ] = ML–3; [c] = LT –1 Logo: 0 1 3 x 1 y 3 z 1 x y z 3z 1 z x 3z 1 y 1L M T L (T ) (ML ) (LT ) L T M L LT M L T− − − − − − − − + − −= = = Então: M: z = 1 L: x – 3z + 1 = 0 ⇒ x = 3z – 1 = 3 – 1 ⇒ x = 2 T: –y – 1 = –3 ⇒ y = 2 Portanto: (x; y; z) = (2; 2; 1) 2. Um atleta mantém-se suspenso em equilíbrio, forçando as mãos contra duas paredes verticais, perpendiculares entre si, dispondo seu corpo simetricamente em relação ao canto e mantendo seus braços horizontalmente alinhados, como mostra a figura. Sendo m a massa do corpo do atleta e µ o coeficiente de atrito estático interveniente, assinale a opção correta que indica o módulo mínimo da força exercida pelo atleta em cada parede. 90º A. ( ) 1 2 2 2 1 2 1  −   +  mg µ µ B. ( ) 1 2 2 2 1 2 1 mg µ µ  +   −  C. ( ) 2 2 1 2 1 mg µ µ  −   +  D. ( ) 2 2 1 1  +   −  mg µ µ E. ( ) n.d.a. 2 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física Alternativa: B N fat fatsenθ fatcosθ θ PN fat θ fatc os θ fatsenθ Como a força exercida é mínima: fat = µN (I) Do equilíbrio de forças em y: P = 2.fat.senθ (II) Do equilíbrio de forças em x ou z: fat.cosθ = N (III) (I) em (III): 2 2 11 1 N cos N cos sen 1 µ − µ θ = ⇒ θ = ⇒ θ = − = µ µµ (III) em (II): 2 N mg cos mg 1 P 2. .sen N . . cos 2 sen 2 1 θ = θ ⇒ = = θ θ µ − Assim, a força R ur exercida pela parede no atleta é dada por: 2 2 2 2R fat N R N N N 1= + ⇒ = µ + = µ + ur uur ur r 1 2 22 22 mg 1 mg 1 R . . 1 R 2 2 11  µ + = µ + ⇒ =   µ −µ −   r r 3. Durante as Olimpíadas de 1968, na cidade do México, Bob Beamow bateu o recorde de salto em distância, cobrindo 8,9 m de extensão. Suponha que, durante o salto, o centro de gravidade do atleta teve sua altura variando de 1,0 m do início, chegando ao máximo de 2,0 m e terminando a 0,20 m no fim do salto. Desprezando o atrito com o ar, pode-se afirmar que o componente horizontal da velocidade inicial do salto foi de A. ( ) 8,5 m/s B. ( ) 7,5 m/s C. ( ) 6,5 m/s D. ( ) 5,2 m/s E. ( ) 4,5 m/s Alternativa: A Para o CG do atleta. 8,9 m 1 m 2 m A B C VAx VAy y x 0,2 m SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 5 Resolução ITA 2004 Física 6. Duas partículas carregadas com cargas opostas estão posicionadas em uma corda nas posições x = 0 e x = π, respectivamente. Uma onda transversal e progressiva de equação y(x, t) = (π/2) sen (x – ω t), presente na corda, é capaz de transferir energia para as partículas, não sendo, porém, afetada por elas. Considerando T o período da onda, Ef, a energia potencial elétrica das partículas no instante t = T/4, e Ei essa mesma energia no instante t = 0, assinale a opção correta indicativa da razão Ef / Ei. A. ( ) 2 / 2π B. ( ) 2 / 2 C. ( ) 2 D. ( ) 2 / 2π E. ( ) 2π Alternativa: B Elongação das partículas em t = 0 x = 0 1 1y sen0 y 02 π = ⇒ = x = π 2 2y sen( 0) y 02 π = π − ⇒ = Elongação em T t 4 = com 2 T π = ω x = 0 1 1 2 y' sen 0 . y ' m 2 4 2 π π π = − ω ⇒ = − ω  x = π 2 2y' sen y ' m2 2 2 π π π = π − ⇒ = +   t = 0 y π/2 −π/2 2π x(m) x(m) t = T/4 π/2 −π/2 q1 = q d' d π d = π q2 = −q 2 2 2(d') d ' 2 = π + π = π q1 = q q2 = −q 0 0 2 2 1 2 i i f Kq q Kq( q) Kq Kq E E E e E r d 2 − = ⇒ = ⇒ = − = − π π Logo: 2 f f 2 i i E EKq ( ) 1 2 . E E 2Kq2 2 −π = − = ∴ = π 6 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física 7. A figura plana ao lado mostra os elementos de um circuito elétrico. Nesse mesmo plano encontram-se duas espiras interligadas, A e B, de comprimentos relativamente curtos em comparação aos dois fios condutores próximos (CD e EF). A deflexão do ponteiro do micro- amperímetro, intercalado na espira B, só ocorre instantaneamente no momento em que A. ( ) a chave 1 for ligada. C F espira B chave 1 chave 2 lâmpada 1espira A lâmpada 2 D G HE µA B. ( ) a chave 1 for ligada ou então desligada. C. ( ) a chave 2 for ligada. D. ( ) a chave 2 for ligada ou então desligada. E. ( ) a chave 2 for desligada. Alternativa: D Observando o circuito, temos que ao ligar ou desligar a chave 1, o trecho de corrente afetado é o trecho FCDEF, tal que as ddp’s induzidas na espira A e na espira B têm polaridades opostas, anulando-se. Assim, ao se ligar ou desligar a chave 1, nada acontece no micro-amperímetro. Já ao se ligar ou desligar a chave 2, o trecho de corrente afetado é o trecho FCDGHF. Assim, a ddp induzida na espira A será maior que a induzida na espira B. Desta forma, haverá indicação no micro-amperímetro ao se ligar ou desligar a chave 2. 8. O circuito elétrico mostrado na figura é constituído por dois geradores ideais, com 45 V de força eletromotriz, cada um; dois capacitores de capacitâncias iguais a 2 µF; duas chaves S e T e sete resistores, cujas resistências estão indicadas na figura. Considere que as chaves S e T se encontram inicialmente fechadas e que o circuito está no regime estacionário. 45V 45V a b c 4Ω 2Ω 12Ω 4Ω d f g 4Ω 2Ω e 2µF 2µF 2ΩS T Assinale a opção correta. A. ( ) A corrente através do resistor d é de 7,5 A. B. ( ) A diferença de potencial em cada capacitor é de 15 V. C. ( ) Imediatamente após a abertura da chave T, a corrente através do resistor g é de 3,75 A. D. ( ) A corrente através do resistor e, imediatamente após a abertura simultânea das chaves S e T, é de 1,0 A. E. ( ) A energia armazenada nos capacitores é de 6,4 x 10–4 J. SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 7 Resolução ITA 2004 Física Alternativa: C Os capacitores são dispositivos que armazenam a energia no campo elétrico. Sendo assim, não aceitam variações bruscas de tensão e, portanto, as correntes são tais que mantêm, logo após as aberturas de chave, as ddp’s estabelecidas nos capacitores. O circuito equivalente pode ser assim representado 90 V i 6Ω 12Ω c ic T ig g 2Ω 2Ω 4Ω 4Ω S 2 µF 2 µF No regime estacionário tem-se que eq 90 i , R = onde eqR é dado por: ( ){ }eqR 4/ /4 2 //12 6 9 = + + = Ω   e 90i 10 A9= = A corrente ig é obtida pelo divisor de corrente, tal que: g 12 10 i 7,5 A 16 ⋅ = = Assim a ddp sobre os capacitores que se encontram em paralelo com o resistor g é dada por: gU 2 7,5 15 V= ⋅ = Ao se abrir a chave T, tem-se o seguinte circuito: 2Ω 2Ω 2 µF 2 µF ig' 15 V g 15 i ' 3,75A 4 = = 9. Um painel coletor de energia solar para aquecimento residencial de água, com 50% de eficiência, tem superfície coletora com área útil de 10 m2. A água circula em tubos fixados sob a superfície coletora. Suponha que a intensidade da energia solar incidente é de 1,0×103 W/m2 e que a vazão de suprimento de água aquecida é de 6,0 litros por minuto. Assinale a opção que indica a variação de temperatura da água. A. ( ) 12ºC B. ( ) 10ºC C. ( ) 1,2ºC D. ( ) 1,0ºC E. ( ) 0,10ºC 10 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física 12. Uma estrela mantém presos, por meio de sua atração gravitacional, os planetas Alfa, Beta e Gama. Todos descrevem órbitas elípticas, em cujo foco comum se encontra a estrela, conforme a primeira lei de Kepler. Sabe-se que o semi-eixo maior da órbita de Beta é o dobro daquele da órbita de Gama. Sabe-se também que o período de Alfa é 2 vezes maior que o período de Beta. Nestas condições, pode-se afirmar que a razão entre o período de Alfa e o de Gama é A. ( ) 2 B. ( ) 2 C. ( ) 4 D. ( ) 4 2 E. ( ) 6 2 Alternativa: C Aplicando a lei dos períodos de Kepler para β e γ, temos: 32 2 2 2 3 3 3 3 2 2 T T R T .T RR R R 1T .T .T R 2 T T (I) 2 2 β γ γ γ β ββ γ γ γ β β β β γ   = ∴ =         = =        = Encontrando a razão pedida, temos: 2 T TT 2 2 2 T 4 TT T T 2 2 β βα β βγ β γ ⋅ = = ⋅ ⋅ ∴ = dado no problema (I) 13. Na figura, F1 e F2 são fontes sonoras idênticas que emitem, em fase, ondas de freqüência f e comprimento de onda λ. A distância d entre as fontes é igual a 3 λ. Pode-se então afirmar que a menor distância não nula, tomada a partir de F2, ao longo do eixo x, para a qual ocorre interferência construtiva, é igual a x d F1 F2 A. ( ) 4 λ / 5 B. ( ) 5 λ / 4 C. ( ) 3 λ / 2 D. ( ) 2 λ E. ( ) 4 λ Alternativa: B Sendo as fontes em fase, as posições onde ocorre interferência construtiva são aquelas para as quais a diferença de caminho 1 2F F p d d n , 2 λ − = ⋅   onde 1 2F F d e d são as distâncias das fontes F1 e F2 ao ponto considerado e np é um número par. SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 11 Resolução ITA 2004 Física Tem-se a seguinte representação esquemática. F1 (0, 3λ ) 3λ d P (x, 0)F2 (0, 0) A diferença de caminho é dada por: p 2 2 p d x n 2 9 x x n 2 λ − = ⋅ λ λ + − = ⋅ Portanto, tem-se que 2 2 2 2 p p 22 p 2 p p p 9 x x 2x n n 2 2 9 n 42x n 9 n x 2 2 n λ λ λ + = + ⋅ ⋅ + ⋅    λ λ − ⋅λ λ ⋅ ⋅ = λ − ⋅ ⇒ =   Daí: p p p p 5 n 2 x 4 ; n 4 x ; n 6 x 0; n 6 x 0 4 λ = ⇒ = λ = ⇒ = = ⇒ = > ⇒ < Logo o mínimo valor de x não nulo é 5 x 4 λ = . 14. Num experimento de duas fendas de Young, com luz monocromática de comprimento de onda λ, coloca-se uma lâmina delgada de vidro (nv = 1,6) sobre uma das fendas. Isto produz um deslocamento das franjas na figura de interferência. Considere que o efeito da lâmina é alterar a fase da onda. Nestas circunstâncias, pode-se afirmar que a espessura d da lâmina, que provoca o deslocamento da franja central brilhante (ordem zero) para a posição que era ocupada pela franja brilhante de primeira ordem, é igual a AnteparoLâmina F2 F1 d λ A. ( ) 0,38λ B. ( ) 0,60λ C. ( ) λ D. ( ) 1,2λ E. ( ) 1,7λ Alternativa: E Na experiência de Young, estando as 2 fontes em fase, tem-se que: d θ d sen θ = m λ Onde d sen θ é a diferença de caminho e m = 0, 1, 2, … 12 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física Para o máximo central, a diferença de caminho é igual a 0 (m = 0) e para a 1ª franja brilhante, a diferença de caminho é igual a λ (m = 1). Assim, para deslocarmos a franja central para a posição de 1ª franja brilhante, a lâmina de faces paralelas deve acrescentar uma diferença de fase igual a λ, tal que: λ' λ d ( ) d n d n 1 ' onde ' 1,6 = λ λ= + λ λ = assim ( )n n 1 1,6 1,6n n 0,6n n 1,7 d 1,7 λ λ = + λ = λ + λ λ = λ ∴ ≅ = λ 15. Um tubo sonoro de comprimento l, fechado numa das extremidades, entra em ressonância, no seu modo fundamental, com o som emitido por um fio, fixado nos extremos, que também vibra no modo fundamental. Sendo L o comprimento do fio, m sua massa e c, a velocidade do som no ar, pode-se afirmar que a tensão submetida ao fio é dada por A. ( ) (c/2L)2 ml B. ( ) (c/2l)2 mL C. ( ) (c/l)2 mL D. ( ) (c/l)2 ml E. ( ) n.d.a. Alternativa: B A situação do problema é mostrada na figura abaixo: L l A freqüência fundamental da corda vibrante é dada por 1C 1v f , 2L = onde v é a velocidade de propagação da onda na corda e vale T , µ onda T é a tração aplicada na corda e µ é a sua densidade linear de massa. A freqüência fundamental do tubo vibrante é dada por 1T c f , 4 = l onde c é a velocidade do som. De acordo com o problema: 22 2 2 2 1C 1T 2 2 v c T cL c L m c L c f f T T mL 2L 4 2 L 24 4  = ⇒ = ⇒ = ⇒ = µ = ⋅ ⇒ =  µ  l l ll l Vale observar que o ITA confundiu os conceitos de Tração com Tensão, e esta última não pode ser calculada sem sabermos a área da secção transversal do fio, que não foi fornecida. Se isso for considerado por um candidato rigoroso, este assinalaria a alternativa E. SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 15 Resolução ITA 2004 Física Alternativa: C a a tamanho da imagem e do objeto x a y 2 a y x 2 = = fixo (tamanho do espelho) xy Como o tamanho da imagem já está ajustado ao tamanho do espelho, assim permanecerão, pelo fato do processo independer da distância entre o rosto e o espelho. 20. Um bloco homogêneo de massa m e densidade d é suspenso por meio de um fio leve e inextensível preso ao teto de um elevador. O bloco encontra-se totalmente imerso em água, de densidade ρ, contida em um balde, conforme mostra a figura. Durante a subida do elevador, com uma aceleração constante a r , o fio sofrerá uma tensão igual a m a r A. ( ) m(g + a) (1 – ρ / d). B. ( ) m(g – a) (1 – ρ / d). C. ( ) m(g + a) (1 + ρ / d). D. ( ) m(g – a) (1 + d / ρ). E. ( ) m(g + a) (1 – d / ρ). Alternativa: A Isolando o bloco: T E P T E P m a+ − = ⋅ Como P m g e E V (g a)= ⋅ = ρ ⋅ ⋅ + : T m a m g V (g a)= ⋅ + ⋅ −ρ ⋅ ⋅ + Mas: m m d V V d = ⇒ = Logo: m T m a m g (g a) m(g a) m (g a) d d ρ = ⋅ + ⋅ −ρ⋅ ⋅ + = + − ⋅ ⋅ + ⇒ T m(g a) (1 ) d ρ = + ⋅ − Vale novamente observar que os conceitos de Tração e Tensão foram confundidos, sugerindo a anulação da questão. 16 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física 21. Uma máquina térmica opera com um mol de um gás monoatômico ideal. O gás realiza o ciclo ABCA, representado no plano PV, conforme mostra a figura. Considerando que a transformação BC é adiabática, calcule: a) a eficiência da máquina; b) a variação da entropia na transformação BC. P(Pa) 3200 80 B A C 1 8 V(m3) Resolução: Para os calores trocados, temos: a) CA pQ nC T= ∆ , p 5 C R 2 = Como p V p V nR T T nR ∆ ∆ = ∆ ⇒ ∆ = Assim: CA 5 V 5 Q n. R p p V 2 nR 2 ∆ = ⋅ ⋅ = ∆ CA CA 5 Q 80 (1 8) Q 1400 J 2 = ⋅ ⋅ − ⇒ = − AB VQ nC T= ∆ , V 3 C R (monoatômico) 2 = p V p V nR T T nR ∆ ⋅ ∆ ⋅ = ∆ ⇒ ∆ = Assim: AB 3 p V Q n R 2 nR ∆ ⋅ = ⋅ ⋅ AB (3200 80) 1 Q 3 4680 J 2 − ⋅ = ⋅ = BCQ 0 (adiabática)= cicloQ 4680 1400Σ = Στ ⇒ Στ = τ = − ciclo 3280 Jτ = R 3280 Q 4680 τ η = ⇒ η = 70% η = b) A transformação BC é adiabática, logo S 0 ∆ = SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 17 Resolução ITA 2004 Física 22. Tubos de imagem de televisão possuem bobinas magnéticas defletoras que desviam elétrons para obter pontos luminosos na tela e, assim, produzir imagens. Nesses dispositivos, elétrons são inicialmente acelerados por uma diferença de potencial U entre o catodo e o anodo. Suponha que os elétrons são gerados em repouso sobre o catodo. Depois de acelerados, são direcionados, ao longo do eixo x, por meio de uma fenda sobre o anodo, para uma região de comprimentos L onde atua um campo de indução magnética uniforme B r , que penetra perpendicularmente o plano do papel, conforme mostra o esquema. Suponha, ainda, que a tela delimita a região do campo de indução magnética. U anodo elétron catodo y x b P telaL B r Se um ponto luminoso é detectado a uma distância b sobre a tela, determine a expressão da intensidade de B r necessária para que os elétrons atinjam o ponto luminoso P, em função dos parâmetros e constantes fundamentais intervenientes. (Considere b << L). Resolução: Pelo Teorema da Energia Cinética, tem-se que: U e− elétron catodo anodo 1 22 A A 1 2eU e U mV V 2 m  ⋅ = ⇒ =    ao entrar no campo: VA R b R − b L R Por Pitágoras: 2 2 2 2R (R b) L R= − + ⇒ 2R= 2 2 2 2 2 2 2 2 A A 2Rb b L 2Rb b L b L R 2b mV mV L b mas R eB eB 2b − + + ⇒ = + + = + = ⇒ = 2 A A2 1 2 2 mV L 2b Como L b B mV eB 2b L e 2b 2mU B eL >> ⇒ ≈ ⇒ =  =     20 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física Resolução a) O circuito pode ser simplificado de acordo com o diagrama G R C1 C1 1 2 r C C K = = Onde r é o raio da esfera e K é constante eletrostática do meio e vale 1 4πε 1 eq eq C r C C 2 r 2 2K = = ⇒ = πε b) Como RC ε = σ r 2K 2 1 R. 2K Rr 4 Rr 2 Rr ε ε ε = ⇒ σ = = ⇒ σ = σ πε π Observação: Na equação apresentada ε é pernistividade elétrica e não a constante dielétrica, que é a colação entre a permitividade do meio e a do vácuo. 27. A figura representa o esquema simplificado de um circuito elétrico em uma instalação residencial. Um gerador bifásico produz uma diferença de potencial (d.d.p) de 220 V entre as fases (+110 V e –110 V) e uma ddp de 110 V entre o neutro e cada uma das fases. No circuito estão ligados dois fusíveis e três aparelhos elétricos, com as respectivas potências nominais indicadas na figura. gerador bifásico forno 2200 W cafeteira 880 W chuveiro 3300 W fase +110 V fase −110 V neutro (zero volts) fusível fusível Admitindo que os aparelhos funcionam simultaneamente durante duas horas, calcule a quantidade de energia elétrica consumida em quilowatt-hora (kWh) e, também, a capacidade mínima dos fusíveis, em ampére. Resolução Pelo circuito observa-se que a cafeteira e o forno estão ligados em 110 V e o chuveiro esta ligado em 220 V, tal como se vê na figura a seguir: SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO FÍSICA 21 Resolução ITA 2004 Física cafeteira 880 W +110 V neutro 110 V ica forno 2200 W −110 V neutro if chuveiro 3300 W +110 V −110 V ich 220 V 110 V As correntes na cafeteira ica, no forro if e no chuveiro ich são dadas por Potência i Tensão = ca 880 i 8 A 110 = = ch 2200 i 20 A 110 = = cn 3300 i 15 A 220 = = Pelo fusível F1 passam ica e ich, tal que F1 deve suportar no mínimo 23 A . Pelo fusível F2 passam ich e if, tal que F2 deve suportar no mínimo 35 A . A quantidade de energia consumida é dada por ( )E P t 0,88 2, 2 3,3 kW 2h E 12,76 kWh= ⋅ = + + ⋅ ⇒ = 28. Um elétron é acelerado a partir do repouso por meio de uma diferença de potencial U, adquirindo uma quantidade de movimento p. Sabe-se que, quando o elétron está em movimento, sua energia relativística é dada por 1 2 2 2 2 2 0( ) , = + E m C p C em que m0 é a massa de repouso do elétron e C a velocidade da luz no vácuo. Obtenha o comprimento de onda de De Broglie do elétron em função de U e das constantes fundamentais pertinentes. Resolução: Utilizando o teorema da energia cinética tem-se que: 1 / 2 1 / 22 2 2 2 2 2 0 0q.U (m C ) p C [m C ]   = + −    2 2 2 2 2 2 0 0(q U m C ) (m C ) p C⋅ + = + 2 2 2 2 0 0(qU) 2qUm C (m C )+ + 2 2 2 2 0p C (m C )= + 2 2 2 2 0(qU) 2qUm C p C + =  ∴ 1/22 2 0 2 (qU) 2qUm C p C  + =      Pela dualidade partícula onda de De Broglie, tem-se que: 2 2 1 / 2 0 h hC p [(qU) 2qUm C ] λ = ⇒ λ = + Onde λ é o comprimento de onda do elétron. 22 FÍSICA SISTEMA DE ENSINO POLIEDRO Resolução ITA 2004 Física 29. Duas salas idênticas estão separadas pr uma divisória de espessura L = 5,0 cm, área A = 100 m2 e condutividade térmica k = 2,0 W / m K. O ar contido em cada sala encontra-se, inicialmente, à temperatura T1 = 47ºC e T2 = 27ºC, respectivamente. Considerando o ar como um gás ideal e o conjunto das duas salas um sistema isolado, calcule: a) O fluxo de calor através da divisória relativo às temperaturas iniciais T1 e T2. b) A taxa de variação de entropia ∆S / ∆t no sistema no início da troca de calor, explicando o que ocorre com a desordem do sistema. Resolução Lei de Fourier k T Sφ = ⋅ ∆ ⋅l a) ( ) 2 2. 47 27 .100 5.10− − φ = ∴ 4 8 10 W φ = ⋅ b) Q TS t t ∆ ∆ = ∆ ∆ ∑ 1 2 1 2 Q QS t T T ∆ = + ∆ 1 2Q Q= − 4S 1 1 8 10 t 320 300 ∆ − = + ⋅ ⋅ ∆   4S 20 16008 10 t 320.300 32 3 ∆ = ⋅ ⋅ = ∆ ⋅ ∴ S 50 W t 3 K ∆ = ∆ S 0 ∆ > ⇒ A desordem aumenta. 30. Na figura, uma pipeta cilíndrica de 25 cm de altura, com ambas as extremidades abertas, tem 20 cm mergulhados em um recipiente com mercúrio. Com sua extremidade superior tapada, em seguida a pipeta é retirada lentamente do recipiente. 25 cm 20 cm Hg Ar Considerando uma pressão atmosférica de 75 cm Hg, calcule a altura da coluna de mercúrio remanescente no interior da pipeta.