Questões de EFAF Ciências - Matéria e Energia (Física)

O olho humano pode ser, de maneira simplificada, comparado a uma câmera fotográfica. Uma abertura regulável permite a passagem de raios de luz que atingem um sistema de lentes que, por sua vez, converge estes raios emitidos ou refletidos pelos objetos para uma superfície excitável. Esta superfície irá capturar a imagem formada e convertê-la em um impulso nervoso que será interpretado no cérebro como imagem. Observe a seguir um esquema simplificado do olho humano comparado com uma câmera fotográfica digital e um diagrama mostrando o espectro de luz em função do comprimento de onda, em μm (micrômetros).

Fonte: https://blog.emania.com.br/olhos-vs-camera-fotografica-comparacao-do-olho-humano-a-uma-camera-digital/ e https://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/cor_e_frequencia.php (adaptada).

Dados:

Equação da ondulatória: V = 𝝺.f

V_luz = 3,0 X 10⁸ m/s

Utilizando as figuras e os dados, pode-se afirmar que o nome das estruturas I, II, III e IV, e a menor frequência (f) de onda que o olho humano consegue captar se encontra na faixa do

A Segunda Lei de Kepler, chamada lei das áreas, estabelece o seguinte: num referencial fixo no Sol, a reta (raio vetor) que une o Sol a um astro varre áreas iguais em tempos iguais.

Na imagem a seguir, fora de escala, temos um cometa, em dois momentos, orbitando o Sol em uma órbita elíptica bem excêntrica (elipse bem achatada).

Imagem: Equipe ONC.

Se o raio vetor do cometa levou t = 3 anos 1 mês e 6 dias para "varrer" uma área A, igual a 1/21 da área total (A_total) da sua órbita (A = A_Total/21), então podemos afirmar que o período orbital P deste cometa, em anos, vale:

A figura abaixo mostra, através de um gráfico, o registro da temperatura de um sistema contendo uma substância pura, em função do calor absorvido, com uma pressão invariável sobre o sistema. Mantendo-se a fonte de calor constante durante todo o experimento, o sistema evoluiu no sentido A → B → C → D → E.

Fonte: Equipe ONC.

Sobre o gráfico mostrado e a partir dos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.

Leia o texto abaixo.

A série de televisão Stranger Things é uma das mais assistidas nas plataformas de streaming, reunindo os gêneros de ficção científica, terror, suspense e drama adolescente. Na primeira temporada somos apresentados a uma outra dimensão, um mundo sombrio e aterrorizante chamado de “Mundo Invertido”, onde o personagem Will está aprisionado. Este fato só é possível porque experimentos realizados pelo governo americano criaram um portal que conecta o “nosso mundo real” e o “Mundo Invertido”. Tais experimentos envolvem os poderes psíquicos da personagem Onze, supostamente preparada para se tornar uma arma na Guerra Fria. Para intensificar os poderes de Onze, os cientistas usavam um tanque de privação sensorial que num dado momento é simulado pelos personagens com a intenção de buscar Will no Mundo Invertido. Desse modo, o tanque é substituído por uma pequena piscina onde Onze flutua com os olhos vendados (veja imagem abaixo).

Fonte: NetFlix.

Na preparação da piscina é colocado uma grande quantidade de sal na água e o personagem Dustin testa a flutuabilidade de um ovo, à medida que mais sal é colocado. Ele indica que a mistura está pronta quando o ovo flutua logo acima da superfície.

Considere que a banheira circular tem raio e altura ambas de 1,0 m, tendo sido preenchida com 95% da sua capacidade. Considere também que a dissolução do sal na água não provoca variação significativa de volume e que a densidade da água é 1,00 g cm^-3.

Qual a massa aproximada de sal que foi adicionada para que a densidade da mistura final seja 1,20 g cm^-3?

Num laboratório de química, um estudante resolveu estudar a ebulição da água. Para isto, ele colocou um béquer com 500 mL de água (considere água pura) sobre um suporte com tela de amianto, que por sua vez estava sobre um bico de Bunsen, adaptando, adequadamente, um termômetro (Figura abaixo).

Fonte: Fieser, L. F. & Williamson, K. F. Organic Experiments, D. C. Heat and Company, 7a Ed., Lexington, 1992 (adaptada).

Passado certo tempo, a água iniciou o seu processo de ebulição e o aluno, após registrar a temperatura de ebulição de 99,5 °C, retirou o termômetro, desligou o bico de Bunsen e tapou o béquer com um vidro de relógio. Em alguns segundos, a água parou de ebulir e o aluno colocou pedras de gelo sobre o vidro de relógio, observando que rapidamente a água voltou a entrar em ebulição.

Sobre o experimento relatado e as suas observações, assinale a alternativa correta.

No século XVIII, duas teorias rivais sobre a natureza do calor se destacaram. A que tinha mais adeptos era a teoria do calórico, a qual contava com o apoio do famoso químico Lavoisier. Ela defendia que:

• o calórico era um fluido que habitava o interior dos corpos;

• quanto mais calórico o corpo possuísse, mais quente ele estaria;

• o calórico se movimenta dos corpos mais quentes para os mais frios;

• o calórico não poderia ser criado em um processo físico (sem reações químicas). A teoria rival era a do movimento térmico, a qual contava com o apoio do igualmente famoso físico Isaac Newton. Ela defendia que:

• os corpos eram formados por minúsculas partículas que estavam em constante movimento vibratório;

• quanto mais intenso fosse esse movimento, mais quente o corpo estaria;

• esse movimento era transferido dos corpos mais quentes para os mais frios.

Um fenômeno que favorecia essa última teoria era a produção de calor por fricção (atrito), onde dois corpos com a mesma temperatura geram calor e se aquecem, sem reação química. Para aqueles que acreditavam no movimento térmico, a fricção transforma o movimento dos corpos envolvidos em movimento das partículas do compõem esses corpos. Os defensores do calórico contra argumentavam com a hipótese de que tal fenômeno espremia o calórico para fora, como acontece com a água numa esponja.

Em 1798, Benjamin Thompson (Conde de Rumford), ao supervisionar a produção de canhões, ficou surpreso com o nível de aquecimento das peças de canhões enquanto eram perfuradas. Verificou que os pedaços das peças eliminados pela broca, ao entrarem em contato com água, produziam vaporização instantânea da porção de água que tocava. Além da alta temperatura, a produção intensa de calor se estendia durante o longo tempo que levava para perfurar uma peça.

ROCHA, José Fernando (Ed.). Origens e evolução das idéias da física. SciELO-EDUFBA, 2002.

Fonte: Equipe ONC.

O relato experimental de Benjamin Thompson foi um marco para a derrocada da teoria do calórico.

A partir do que foi exposto e do seu conhecimento acerca dos fenômenos térmicos, identifique qual das alternativas sobre o processo descrito acima é FALSA.