Eletrodinâmica

1 - Por um motor elétrico passa uma corrente de 0,5 A. O mesmo é ligado a uma rede de tensão 220 V. Qual é a potência elétrica desse motor?

a) 80 W

b) 1 000 W

c) 120 W

d) 320W 

e) 110 W

Resposta:

P = ? 

i = 0,5 A

U = 220 V 

P = U ⋅ i

P = 220 ⋅ 0,5

P = 110 W

2 - Por um resistor faz-se passar uma corrente elétrica “i” e mede-se a diferença de potencial U. Sua representação gráfica está esquematizada abaixo.

Determine:
a) A resistência elétrica do resistor.
b) A intensidade da corrente que percorre o resistor, quando sob diferença de potencial de 9,5V.

Resolução:

3 - Um chuveiro elétrico de potência elétrica 4 400 W é ligado a uma tomada de tensão 220 V. Determine a corrente elétrica que passa na resistência elétrica.

Resposta:

i = ? 

P = 4 400 W

U = 220 V 

P = U ⋅ i

4 400 = 220 ⋅ i

i = 20 A

4 - Um estudante de ensino médio, que costuma usar o computador para fazer pesquisas na internet, esquece o computador ligado durante 60 horas num final de semana. Sabendo-se que, nessa situação, a potência elétrica dissipada pelo computador é de 240 W, a energia desnecessariamente gasta enquanto o computador esteve ligado foi de:

a) 4 kWh.          b) 14,4 W/h.        c) 4 J. 

d) 14,4 kJ.         e) 14,4 kWh.

Resposta:

5 - Determine a energia elétrica, em joule, de uma lâmpada de potência elétrica 50 W consumida em 6 segundos.

Resposta:

6 - Um chuveiro elétrico tem potência de 2 kW. Sendo ligado durante 2 horas, calcule a energia elétrica em:

a) quilowatt-hora;       b) joule.

Respostas:

7 - A intensidade de corrente elétrica que percorre um resistor é 0,5 A. Sendo a diferença de potencial entre os terminais desse resistor igual a 126 volts, determinar:

a) a potência elétrica dissipada no resistor; 

b) a elétrica resistência do resistor.

Resolução:
a)






8 - A potência elétrica dissipada em um resistor é 50 W. Sabendo que a intensidade de corrente elétrica que percorre o resistor é 0,1 A, calcule:

a) a tensão elétrica entre seus terminais;

b) a elétrica resistência do resistor.

Respostas:

U = 500 V

b) 

R = ?

U = 500V

i = 0,1 A

U = R ⋅ i

500 = R ⋅ 0,1

R = 5 000 Ω

9 - Qual o valor de voltagem a ser aplicada num resistor de 36 Ω para que ele seja percorrido por uma corrente de 3 A?

Resposta:

10 - Uma quantidade de carga de 900 coulombs passa uniformemente pela secção transversal de um fio condutor durante um minuto e meio. Qual a intensidade da corrente elétrica, em ampères, nesse condutor?

Resolução:

11 - As extremidades de um fio com resistência igual a 32 Ω estão ligadas a uma tensão de 2 V. Qual a intensidade da corrente que passa pelo fio?

12 - Um fio condutor foi ligado a um gerador ideal, que mantém entre seus terminais uma tensão U = 220 volts. Determine o valor da resistência desse fio sabendo que a corrente é de 2 A.

Resolução:

Calorimetria

A calorimetria é a ciência que estuda as trocas de calor entre corpos ou sistemas. Um dos principais conceitos em calorimetria é o calor sensível, que é a quantidade de calor que provoca uma variação na temperatura de um corpo, sem mudar seu estado físico. A fórmula básica para calcular o calor sensível é:

Onde:

•  Q  é a quantidade de calor (em joules, J).

•  m  é a massa do corpo (em quilogramas, kg).

•  c  é o calor específico do material (em J/kg°C).

• ΔT  é a variação de temperatura (em °C).

Além disso, há o calor latente, que é o calor necessário para mudar o estado físico de uma substância (como de sólido para líquido, ou de líquido para gasoso) sem alterar sua temperatura. O cálculo do calor latente é dado por:

Onde:

•  Q  é a quantidade de calor.

•  m  é a massa do corpo.

•  L  é o calor latente do material (em J/kg).

Em um sistema isolado, a soma das quantidades de calor trocadas é zero, ou seja, o calor perdido por um corpo é igual ao calor ganho pelo outro. Este princípio é conhecido como princípio da conservação da energia.

A calorimetria é amplamente utilizada em diversas áreas, como na engenharia, química, física e até na medicina, para medir a quantidade de energia envolvida em diferentes processos.

Exercícios

1 - Uma fonte de calor produz uma elevação de 20 °C para 40 ° C na temperatura de uma barra de ferro de massa 500 g. Sabendo que o calor específico do ferro é igual a 0,12 cal/g °C, calcule a quantidade de calor recebida pela barra.

Resolução:

2 - Determine a quantidade de calor necessária para derreter 200 g de gelo a 0°C.

Dado: L = 80cal/g.

Resolução:

m = 200 g

ou

3 - Calcule a quantidade de calor trocada por 400 gramas de cobre (c = 0,093 cal/g °C)
quando a sua temperatura varia de:

a) 20 °C a 300 °C;

b) 135 °C a – 5 °C.

Resolução:

a)

b)






4 - A temperatura de um corpo de massa 300 g varia de 10 °C a 30 °C quando recebe 200 cal. Determine:

a) O calor específico do corpo;

b) Sua capacidade térmica.

Resolução:
a)

b)

5 - O calor específico do ferro é igual a 0,110 cal/g°C. Determine a temperatura final de uma massa de 400g de ferro à temperatura de 20°C, após ter cedido 500 cal.

Resolução

(Cedeu calor: Q < 0)

6 - (UERJ) O gráfico abaixo indica o comportamento térmico de 10 g de uma substância que, ao receber calor de uma fonte, passa integralmente da fase sólida para a fase líquida.

O calor latente de fusão dessa substância, em cal/g, é igual a:

a) 70.         b) 80.          c) 90.          d) 100.

Resolução:

Na fase líquida:

7 - No exercício anterior, qual é o calor específico da substância no estado sólido?

Resolução:

Escalas termométricas

As escalas termométricas são sistemas de medição usados para quantificar a temperatura de um corpo ou ambiente. Elas estabelecem pontos de referência para medir o calor e são fundamentais na física, química e engenharia térmica.

Principais escalas termométricas:

Celsius (°C): Baseada no ponto de congelamento da água (0°C) e no ponto de ebulição da água (100°C) ao nível do mar. É amplamente usada em países ao redor do mundo.

Fahrenheit (°F): Utilizada principalmente nos Estados Unidos. O ponto de congelamento da água é 32°F e o de ebulição é 212°F.

Kelvin (K): Baseada no zero absoluto, o ponto em que as partículas têm energia mínima. O zero absoluto equivale a – 273,15°C. Essa escala é amplamente usada em física e ciências avançadas.

Fórmulas de conversão:

Variações de temperaturas:

Exercícios

1 – Em Plutão, um dos corpos mais afastado do Sistema Solar, a temperatura chega a – 364 °F. Essa temperatura na escala Celsius é:

a.( ) – 220 °C           b. ( ) – 320 °C             c. ( ) – 101 °C               d. ( ) – 400 °C

Resolução:

2 – Qual a temperatura na escala Kelvin que corresponde a 203 °F?

Resolução:

3 – Qual é a indicação da escala Fahrenheit que corresponde 298 K?

Resolução:

4 – Um estudante, no laboratório de Física, mediu a temperatura de um metal obtendo 205 °C. Essa temperatura na escala Fahrenheit será:

a. (    ) 30 °F             b. (    )  401 °F           c. (    )  800 °F              d. (    )  102 °F

Resolução:

5 – Num termômetro graduado na escala Celsius, houve uma variação de 10 graus. Qual será a variação correspondente na escala:

a) Fahrenheit?                                                                 
b) Kelvin?

Resolução:

6 – (FIA-SP) Um termômetro foi graduado segundo uma escala arbitrária X, de tal forma que as temperaturas 10 °X e 80° X correspondem a 0° C e 100 °C, respectivamente. A temperatura em X que corresponde a 50°C é:  

a.(   ) 40°X                      b. (   ) 45°X                       c. (   ) 50°X                      d. (   ) 55°X

Resolução:

Escala X                Escala C

Calculando a razão:

Simplificando as frações:

Fazendo C = 50^o: