segunda-feira, 25 de março de 2013

Lista de exercícios 3ª SÉRIE


E.E. PROF “ANTÔNIO DE PÁDUA PRADO”                                                                                     Professora Sandra Staianof            

                                                                          Lista de exercícios         3ª SÉRIE                                                                   Física

ELETRODINÂMICA - CORRENTE ELÉTRICA

1)  Para certificar-se de que uma lâmpada fluorescente compacta  é realmente econômica , o Sr. João comprou uma lâmpada de 110 V - 20 W por R$ 12,80, substituindo-a pela lâmpada incandescente e 110 V - 100 W, ambas com luminosidade equivalente. Se a lâmpada fluorescente ficar acesa durante 8 horas por dia e considerando o preço do kWh de R$0,40. Calcule:
a) a intensidade da corrente que percorre a lâmpada fluorescente compacta.
b) o tempo de uso para que o preço da nova lâmpada seja amortizado com a economia de energia elétrica.
c) a importância que será economizada pelo Sr. João em um mês de 30 dias.
 
2) Um rapaz, enquanto tomava seu banho quente, notou na plaquinha do chuveiro elétrico as seguintes especificações 220V- 3960 W.
a) Que intensidade de corrente atravessou as resistências do chuveiro, enquanto esteve ligado?
b) Qual foi o consumo de energia, em kWh, se o banho do rapaz durou 20 minutos?
 
3) Um ventilador foi ligado a uma tomada de 110 V. Ciente que a intensidade da corrente elétrica que passa por ele é 0,80 A. Calcule a potência consumida pelo ventilador:
 
4) Um chuveiro consome de 3 W de potência. Calcule a energia consumida por esse chuveiro em 4 horas de funcionamento:
a) em kWh                                     b) em joules
 
5) Um fio condutor é percorrido por uma corrente de intensidade de 200 mA durante 1 hora. Qual foi a quantidade de carga elétrica que passou por uma seção reta do condutor?
 
6) Quais são a intensidade e o sentido da corrente elétrica que percorre a seção reta de um condutor, sabendo-se que, em 10s, passam por ela, da esquerda para a direita 5.1020  elétrons livres?
Dados e = 1,6.10-19 C.
 
7) Um condutor é percorrido por uma corrente de intensidade 480 µA. Determine o número de elétrons que passam por uma seção transversal do condutor no intervalo de 2 minutos, sabendo-se que a carga elementar vale 1,6 .10-19 C.
 
8) O diagrama abaixo representa a intensidade de corrente que atravessa um fio condutor, em função do tempo. Sendo o valor da carga do elétron e = 1,6.10-19 C, determine:
a) a quantidade de carga elétrica que passa por uma seção reta do condutor nos primeiros 2 minutos?
b) o número de elétrons que cruza a mesma seção no referido intervalo de tempo.                                                                    
 
            
9) O alumínio se funde a 666ºC e é obtido à custa de energia elétrica, por eletrólise-transformação realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1000 º C.
A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da ordem de 550.000 toneladas, tendo sido consumidos cerca de 20 kWh de energia elétrica por quilograma do metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais ferrosos e não-ferrosos em 3700 t/dia, das quais 1,5 % estima-se corresponder ao alumínio.
([Dados adaptados de] FIGUEIREDO, P. J. M. A sociedade do lixo: resíduos, a questão energética e a crise ambiental. Piracicaba: UNIMEP, 1994)
Suponha que uma residência tenha objetos de alumínio em uso cuja massa total de 10 kg (panelas, janelas, latas, etc.) O consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100 kWh. Sendo assim, na produção desses objetos utilizou-se uma quantidade de energia elétrica que poderia abastecer essa residência por um período de

a) 1 mês
b) 2 meses
c) 3 meses
d) 4 meses
e) 5 meses
 
10) Um kWh é a energia consumida por um aparelho de 1.000W funcionando durante uma hora. Considere uma torneira elétrica com potência de 2.000W.
a) Supondo que o preço de 1 kWh de energia elétrica seja           R$ 0,20, qual o gasto mensal da torneira funcionando meia hora por dia?
b) Qual a energia, em joules, consumida pela torneira em 1 minuto?
 
11) No vidro de uma lâmpada esta gravado: 60 W -120 v. Estando a lâmpada conectada a uma corrente compatível com ela, determine:
a) intensidade da corrente que percorre o filamento da lâmpada?
b) o consumo dessa lâmpada em 20 horas, medido em kWh?
 
12) Uma dona de casa passa roupa durante meia hora, todos os dias usando um ferro elétrico que funciona na ddp;
 de 110 V e dissipa potência de 660 W. Assim determine:
a) Intensidade de corrente que atravessa o aparelho;
b) o custo mensal (30 dias) de energia elétrica dispendido pelo aparelho, com o kWh custando R$ 0,40 desconsiderados os impostos?
 
13) (ENEM - 2005) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela abaixo fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico.
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1 kWh é de R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente:

segunda-feira, 18 de março de 2013

Lista de exercícios 2ª série


TEMPERATURA, CALOR E SUA PROPAGAÇÃO

1)    Para medir a temperatura de uma pessoa, devemos manter o termômetro em contato com ela durante um certo tempo. Por quê?

2)  (UF-MG) Quando dois corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico, isolados do meio ambiente, pode-se afirmar que:

a)  o mais quente é o que possui menor massa.

b)  apesar do contato, suas temperaturas não variam.

c)  o mais quente fornece calor ao mais frio.

d)  o mais frio fornece calor ao mais quente.

e)  suas temperaturas dependem de suas densidades.

3)  (UF-PR) No século XVII, uma das interpretações para a natureza do calor considerava-o um fluido imponderável que preenchia os espaços entre os átomos dos corpos quentes. Essa interpretação explicava corretamente alguns fenômenos, porém falhava em outros. Isso motivou a proposição, que teve origem em trabalhos de Mayer, Rumford e Joule, entre outros pesquisadores. Com relação aos conceitos de temperatura, calor e trabalho atualmente aceitos pela Física, avalie as seguintes alternativas:

I)             Temperatura e calor representam o mesmo conceito físico.

II)            Calor e trabalho estão relacionados com transferência de energia.

III)           A temperatura de um gás está relacionada com a energia cinética de agitação de suas moléculas.

      Qual das alternativas está correta?

a)   Somente as alternativas II e III são as verdadeiras.

b)   Somente a alternativa I é verdadeira.

c)   Somente a alternativa II é verdadeira.

d)   Somente a alternativa III é verdadeira.

e)   Somente as alternativas I e II são as verdadeiras.

4)  Por que a serragem é melhor isolante que a madeira?

5)  Em dias frios os pássaros eriçam suas penas e com isso conseguem perder menos calor para o ambiente. Por quê?

6)  Nas praias notamos que, em geral, durante o dia o vento vem do mar para a praia e à noite o vento vai da praia para o mar. Por quê?

7)  (UF-RS) Num planeta completamente desprovido de fluidos, apenas pode ocorrer propagação de calor por:

a)    convecção e condução.

b)    convecção e irradiação.

c)    condução e irradiação.

d)    irradiação.

e)    convecção.

8)  (UF-ES) Ao contato da mão e à temperatura ambiente de 25o C, o mármore parece mais frio que a madeira porque:

a)  a madeira está sempre acima da temperatura ambiente.

b)  o mármore não alcança a temperatura ambiente.

c)  o calor da mão se escoa rapidamente para o mármore, em virtude da grande condutibilidade térmica desse material.

d)  a madeira possui mais condutibilidade térmica do que o mármore.

9) ENEM 2007


O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura a cima, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar.
A. Hinrichs e M. Kelinbach. Energia e meio ambiente. São Paulo: Thompson, 3. ed.,2004, p.529 (com adaptações).
Nesse sistema de aquecimento,
a) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia.
b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento.
 c) a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y.
 d) a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa.

10) (UNESP-SP) Um corpo I é colocado dentro de uma campânula de vidro transparente evacuada. Do lado externo, em ambiente à pressão atmosférica, um corpo II é colocado próximo à campânula, mas não em contato com ela, como mostra a figura. As temperaturas dos corpos são diferentes e os pinos que os sustentam são isolantes térmicos. Considere as formas de transferência de calor entre esses corpos e aponte a alternativa correta.


a) 
Não há troca de calor entre os corpos I e II porque não estão em contato entre si.
b) 
Não há troca de calor entre os corpos I e II porque o ambiente no interior da campânula está evacuado.
c) 
Não há troca de calor entre os corpos I e II porque suas temperaturas são diferentes.
d) 
Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por convecção.
e) 
Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por meio de radiação eletromagnética.
 
 
11) Pesquise e cite (com a devida explicação) um fator positivo e outro negativo do efeito estufa na atmosfera da Terra.
12) Em 10 de dezembro de 1997, vários países assinaram , no Japão, um acordo que foi denominado “Protocolo de Kyoto”. Qual é a relação do efeito estufa em nossa atmosfera com esse acordo?
 

segunda-feira, 4 de março de 2013

ELETRICIDADE

Vamos estudar a eletrodinâmica, parte da eletricidade que estuda o comportamento das cargas elétricas em movimento.


Vejamos primeiro o conceito de corrente elétrica. Alguns equipamentos elétricos, que chamamos de geradores de eletricidade, como as pilhas e as baterias, apresentam duas regiões que chamamos de polos. Um polo de maior potencial (+) e um polo de menor potencial (-), existindo então uma diferença de potencial.


Nos condutores de eletricidade, os elétrons da última camada, elétrons livres, estão fracamente ligados ao núcleo. Desta forma, quando conectamos um fio condutor a uma bateria (gerador), os elétrons livres iniciam um movimento através do condutor - indo do polo de menor potencial (-) para o de maior potencial (+).





Portanto, denominamos corrente elétrica esse movimento ordenado de cargas elétricas pelo condutor.


Tipos de Condutores


- condutores sólidos: a corrente elétrica é constituída somente pelo movimento dos elétrons.


- condutores líquidos: a corrente elétrica é constituída pelo movimento de cargas positivas e negativas, (cátions e ânions). Obs.: também são conhecidos como soluções eletrolíticas, sendo formadas basicamente por solutos e solventes.


- condutores gasosos: a corrente elétrica é constituída pelo movimento de cátions e ânions. Isto ocorre nas lâmpadas fluorescentes a vapor de sódio ou de mercúrio.


Sentido da Corrente


O sentido convencional da corrente coincide com o sentido de movimentação das cargas elétricas positivas, que é contrário ao movimento dos elétrons.





Intensidade da Corrente Elétrica


A intensidade da corrente é dada pela quantidade de carga elétrica por unidade de tempo. Então temos:





Unidades no Sistema Internacional de Unidades (SI):


Q = carga elétrica > Coulomb (C)


Delta t = intervalo de tempo > segundo (s)


i = intensidade de corrente elétrica > Coulomb por segundo (C/s) = Ampere (A).


Por Domiciano Marques

Graduado em Física

Equipe Brasil Escola