Em uma usina nuclear, a energia elétrica é obtida a partir do vapor produzido pelo aquecimento da água em contato com o material radioativo no interior do reator. É preciso resfriar o reator para que não sobreaqueça e cause uma explosão. Uma das formas de se fazer isso é circular água fria de uma fonte externa por tubulações em contato com a água aquecida pelo material radioativo. Na recente guerra da Ucrânia, no dia 04/03/2022, forças russas realizaram ataques na região da usina nuclear de Zaporizhzhia, ocasionando um incêndio. Felizmente, o incêndio foi controlado e nenhum dano ao sistema de refrigeração do reator nuclear ocorreu. Sabendo que, no reator nuclear, são válidas as leis da termodinâmica, considere as afirmativas a seguir.
I. A temperatura da água, no interior do reator, está relacionada com a energia cinética média das moléculas de água.
II. A Lei Zero da Termodinâmica relaciona a pressão no interior do reator à pressão fora dele, estabelecendo que as pressões irão tender ao equilíbrio.
III. Considerando a Primeira Lei da Termodinâmica, tem-se um sistema que funciona em um ciclo da Carnot, uma vez que se tem vapor envolvido.
IV. A Segunda Lei da Termodinâmica estabelece a direção do fluxo espontâneo de calor, de forma que o calor flui do sistema mais quente para o mais frio, causando aquecimento do corpo à temperatura mais baixa.
Assinale a alternativa correta.
Dois blocos de massas distintas estão ligados por uma corda inextensível e de massa desprezível que passa por uma polia muito bem-lubrificada, de forma que o atrito entre a corda e a polia possa ser desconsiderado. O bloco A, de massa 10,0 kg, desliza horizontalmente sobre a superfície da mesa puxado pela força de tração que surge quando o bloco B, que está suspenso, é solto, conforme o esquema a seguir.
Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a base do bloco A e a superfície da mesa, por onde ele desliza, é 0,20, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a massa, em kg, do bloco B para que ele caia com velocidade constante após ser solto a partir do repouso.
(Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s2)
A crise hídrica, no Brasil, em 2021, tornou necessário acionar as usinas termoelétricas. Em uma termoelétrica, a água é aquecida pela queima do carvão, produzindo uma grande quantidade de vapor, que passa a alta velocidade através de uma câmara que contém um sistema de hélices ligadas a um eixo, conhecido como turbina. O eixo é conectado a um gerador elétrico, constituído por um ímã e uma bobina. Após passar pela turbina, o vapor vai para um condensador, onde é resfriado. A figura a seguir representa, esquematicamente, uma usina termoelétrica.
Sobre os processos e os fenômenos físicos na geração de energia elétrica, em uma termoelétrica, considere as afirmativas a seguir.
I. A corrente elétrica que é induzida na bobina do gerador tem um sentido tal que tende a anular a variação do fluxo magnético, segundo a Lei de Lenz.
II. A usina converte energia térmica em energia elétrica a partir da aplicação da Lei de Faraday da indução eletromagnética, que diz que, quando um campo magnético que atravessa uma bobina varia no tempo, uma força eletromotriz induzida surge no condutor, dando origem a uma corrente elétrica induzida.
III. Sabe-se que, para o funcionamento de uma máquina térmica, é preciso uma fonte quente e uma fonte fria. No esquema apresentado para uma usina termoelétrica, tem-se que a fonte quente é a queima do carvão no aquecedor e a fonte fria é o gerador.
IV. A conversão da energia térmica em elétrica se dá pela força magnética que existe entre o ímã e a bobina no gerador, que precisa do fluxo de ar gerado pela turbina para resfriar seus circuitos, devido ao aquecimento por efeito Joule.
Assinale a alternativa correta.
Um caixote de massa m = 800 g é solto a partir do repouso de uma altura h = 4,05 m em uma rampa. Após escorregar por toda a rampa, o caixote percorre um trecho retilíneo até encontrar uma mola de constante elástica k = 0,20 N/m.
Considerando desprezível o atrito entre o caixote e a rampa, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a compressão máxima δ(x,max) , em m, da mola quando o caixote atingi-la.
(Dado: aceleração da gravidade g=10 m/s2 )
Em um hospital, o reservatório de água potável tem capacidade para 15,4 m3 e diâmetro de 2,0 m.
Considerando a aceleração da gravidade no local como g = 10 m/s2 , assinale a alternativa que apresenta, aproximadamente, a pressão hidrostática, em N/m2 , exercida pela água no fundo do tanque quando ele estiver completamente cheio.
Ondas eletromagnéticas são oscilações formadas por campos elétricos e magnéticos variáveis, que se propagam tanto no vácuo quanto em meios materiais. Sobre as ondas eletromagnéticas, considere as afirmativas a seguir.
I. Transportam energia através do espaço, sem transportar matéria, e podem se propagar no vácuo.
II. Sua velocidade de propagação depende apenas do índice de refração do meio em que se propaga.
III. São geradas pelo movimento acelerado de cargas elétricas.
IV. Se uma fonte de ondas eletromagnéticas aproximar-se de um observador, ele perceberá as ondas com maior velocidade.
Assinale a alternativa correta.