[Fuvest 2020] Uma pessoa produz oscilações periódicas em uma longa corda formada por duas porções de materiais diferentes 1 e 2, nos quais a velocidade de propagação das ondas é, respectivamente, de 5 m/s e 4 m/s. Segurando a extremidade feita do material 1, a pessoa abaixa e levanta sua mão regularmente, completando um ciclo a cada 0,5 s, de modo que as ondas propagam‐se do material 1 para o material 2, conforme mostrado na figura. Despreze eventuais efeitos de reflexão das ondas.
a) Circule, dentre os vetores na folha de respostas, aquele que melhor representa a velocidade do ponto P da corda no instante mostrado na figura.
b) Calcule a frequência e o comprimento de onda no material 1.
c) Calcule a frequência e o comprimento de onda no material 2.
[Fuvest 2020] A transmissão de dados de telefonia celular por meio de ondas eletromagnéticas está sujeita a perdas que aumentam com a distância entre a antena transmissora e a antena receptora. Uma aproximação frequentemente usada para expressar a perda
, em decibéis (dB), do sinal em função de
݀, no espaço livre de obstáculos, é dada pela expressão
,
em que é o comprimento de onda do sinal. O gráfico a seguir mostra
(em dB) versus ݀
(em metros) para um determinado comprimento de onda
.
Com base no gráfico, a frequência do sinal é aproximadamente
Note e adote:
Velocidade da luz no vácuo: ;
;
.
- 2,5 GHz.
- 5 GHz.
- 12 GHz.
- 40 GHz.
- 100 GHz.
[Fuvest 2020] Um mol de um gás ideal monoatômico é resfriado adiabaticamente de uma temperatura inicial até uma temperatura final
.
Com base nessas informações, responda:
a) O gás sofreu expansão ou compressão ao final do processo? Justifique sua resposta.
b) Encontre o valor do trabalho realizado pelo gás nesse processo em termos da constante universal dos gases ideais e de
.
c) Encontre a razão entre as pressões final e inicial do gás após o processo.
Note e adote:
Em um processo adiabático, não há troca de calor com o ambiente.
Energia interna por mol de um gás ideal monoatômico: .
Para o processo adiabático em questão, vale a relação .
[Fuvest 2020] Em Xangai, uma loja especializada em café oferece uma opção diferente para adoçar a bebida. A chamada sweet little rain consiste em uma xícara de café sobre a qual é pendurado um algodão‐doce, material rico em sacarose, o que passa a impressão de existir uma nuvem pairando sobre o café, conforme ilustrado na imagem.
O café quente é então adicionado na xícara e, passado um tempo, gotículas começam a pingar sobre a bebida, simulando uma chuva doce e reconfortante. A adição de café quente inicia o processo descrito, pois
Note e adote:
Temperatura de fusão da sacarose à pressão ambiente = 186 °C; Solubilidade da sacarose a 20 °C = 1,97 kg/L de água.
- a temperatura do café é suficiente para liquefazer a sacarose do algodão‐doce, fazendo com que este goteje na forma de sacarose líquida.
- o vapor de água que sai do café quente irá condensar na superfície do algodão‐doce, gotejando na forma de água pura.
- a sacarose que evapora do café quente condensa na superfície do algodão‐doce e goteja na forma de uma solução de sacarose em água.
- o vapor de água encontra o algodão‐doce e solubiliza a sacarose, que goteja na forma de uma solução de sacarose em água.
- o vapor de água encontra o algodão‐doce e vaporiza a sacarose, que goteja na forma de uma solução de sacarose em água.
[Fuvest 2020] Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de resistências elétricas a partir de água líquida. Um equipamento com potência nominal de 1.600 W foi utilizado para passar roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de água. Em relação ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia utilizado apenas para vaporizar a água, após ela já ter atingido a temperatura de ebulição, equivale a, aproximadamente,
Note e adote:
Entalpia de vaporização da água a 100 °C = 40 kJ/mol;
Massa molar da água = 18 g/mol;
Densidade da água = 1 g/mL.
- 0,04%.
- 0,062%.
- 4,6%.
- 40%.
- 62%.