2008 – Teste Intermédio – 11ºAno – janeiro

  • Prova Escrita de Física e Química A – Versão 1
  • Prova: Teste Intermédio – 11ºAno – 2008
  • Duração do Teste: 90 minutos | 16.01.2008

Grupo I 

1. Leia atentamente o seguinte texto.

O receptor GPS utilizado nos carros é uma parte do chamado sistema GPS (Global Positioning System), que foi criado e é controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América.

A finalidade do GPS é determinar a posição de um objecto localizado na superfície da Terra dando as três dimensões: longitude, latitude e altitude.

O sistema GPS pode ser descrito em termos de três componentes: a espacial, a de controlo e a do utilizador.

A componente espacial é constituída por 24 satélites com relógios atómicos, que descrevem órbitas circulares em torno da Terra, com um período orbital de 12 h, distribuídos em 6 planos orbitais.

A componente de controlo é constituída por um conjunto de estações terrestres que recebem continuamente informação dos satélites.

Os dados são depois enviados para uma Estação de Controlo, em Colorado Springs, que analisa a posição relativa de cada satélite e projecta as suas trajectórias e o comportamento dos relógios para as horas seguintes.

A componente do utilizador é constituída pelo receptor que se encontra na superfície da Terra.

A posição de um objecto à superfície da Terra é fornecida pelos sinais electromagnéticos provenientes de três satélites.

Cada satélite envia um sinal codificado com a sua localização e o instante de emissão do sinal. O receptor GPS regista o instante da recepção de cada sinal e calcula a distância a que se encontra o satélite.

O receptor está localizado num ponto de intersecção de três superfícies esféricas centradas em cada satélite, cujo raio corresponde à distância entre o receptor e o satélite.

O relógio do receptor GPS não é tão preciso como os relógios atómicos dos satélites. Por isso, é utilizado um sinal de um quarto satélite para sincronizar o relógio do receptor com os dos satélites.

Adaptado do sítio Cosmo.fis.fc.ul.pt/crawford/artigos

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 3 (Forças e movimentos)

1.1. Indique, com base na informação contida no texto, o número de voltas em torno da Terra que um satélite do sistema GPS efectua durante um dia.

Resolução
  •         ⇒ Como o período orbital de um satélite GPS é de 12 h, então, durante um dia, 24 h, efetua duas voltas.
Critérios
  • 2 voltas …………. 8 pontos

1.2. Escreva um texto no qual explique, com base na informação acima fornecida, como o sistema GPS determina a localização de um receptor GPS num determinado local, referindo-se:

  • à função da componente espacial;
  • à função da componente do utilizador;
  • ao processo de localização do receptor GPS.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

Resolução

Os satélites, que constituem a componente espacial, têm órbitas que lhes permitem cobrir a superfície terrestre e enviam um sinal codificado com a sua localização e o instante de emissão do sinal.

Sincronizam também os relógios do receptor com os dos satélites.

Os receptores de GPS, que constituem a componente do utilizador, registam o instante de recepção dos sinais provenientes dos satélites e calculam a distância a que eles se encontram.

Pelo tratamento de informação fornecem também as coordenadas de posição do receptor: longitude, latitude e altitude.

A localização do receptor resulta da intersecção de três superfícies esféricas, centradas em cada um de três satélites, cujo raio corresponde à distância entre o receptor e o satélite.

É ainda usado um quarto satélite para sincronizar o relógio do receptor com os dos satélites, porque os relógios do receptor são menos precisos.

Critérios
  • A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:

Os satélites informam o receptor das suas localizações, do instante em que é enviada esta informação e sincronizam os relógios.

O receptor GPS processa a informação recebida, determinando a distância a que está de cada um dos três satélites.

As distâncias calculadas definem três esferas, cada uma centrada num dos três satélites. A posição do receptor GPS está contida na intersecção das três superfícies esféricas.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

No caso de a resposta n.o atingir o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, a classificação a atribuir é zero pontos. Neste caso, não é classificado o desempenho no domínio da comunicação escrita em língua portuguesa.

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 3 (Forças e movimentos)

1.3. Considere um satélite que descreve uma trajectória circular, em volta da Terra, com velocidade de módulo constante e as grandezas vectoriais força, velocidade e aceleração associadas a esse movimento.

Seleccione o esquema que pode representar estas grandezas quando o satélite passa no ponto P da trajectória descrita.

Resolução
  • Opção (D)

O satélite está animado de movimento circular uniforme, pois o módulo da sua velocidade é constante e a resultante das forças é radial e centrípeta.

A velocidade é, em cada instante, tangente à trajetória e a força centrípeta e a aceleração são perpendiculares à velocidade e dirigidas para o centro da trajetória.

Critérios
  • Opção (D)…………. 8 pontos

1.4. De acordo com o texto, a finalidade do GPS é determinar a posição de um objecto à superfície da Terra dando as três dimensões: longitude, latitude e altitude.

Tendo em conta a natureza destas dimensões, seleccione a alternativa correcta.

(A) Cada local, na superfície da Terra, está a uma latitude diferente.

(B) Pode localizar-se uma cidade conhecendo apenas a sua longitude.

(C) A latitude é medida em relação ao Equador da Terra.

(D) A latitude é medida em relação ao semi-meridiano de Greenwich.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

Resolução
  • Opção (C)

⇒ A latitude é medida em relação ao equador da Terra, estando à mesma latitude todos os pontos de um círculo menor paralelo ao equador.

⇒ A longitude é medida em relação ao meridiano de Greenwich. As coordenadas de um local exigem o conhecimento da latitude e da longitude.

Critérios
  • Opção (C)…………. 8 pontos

2. Um carro move-se horizontalmente ao longo de uma estrada com velocidade de módulo variável e descreve uma trajectória rectilínea.

O gráfico da figura 1 representa a sua posição relativamente a um marco quilométrico, em função do tempo.

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 1 (Tempo, posição e velocidade)

2.1. Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações seguintes.

(A) A velocidade do carro variou no intervalo de tempo [0,0; 1,0] s.

(B) O carro moveu-se no sentido positivo da trajectória no intervalo de tempo [2,0; 3,0] s.

(C) O movimento do carro foi uniformemente retardado no intervalo de tempo [3,0; 4,0] s.

(D) O movimento do carro foi uniforme no intervalo de tempo [1,0; 2,0] s.

(E) O valor da velocidade do carro é negativo no intervalo de tempo [3,0; 4,0] s.

(F) A distância que separa o carro do marco quilométrico é máxima no intervalo de tempo [1,0; 2,0] s.

(G) A distância percorrida pelo carro, no intervalo de tempo [0,0; 1,0] s, é maior do que no intervalo de tempo [2,0; 3,0] s.

(H) O módulo da velocidade do carro, no intervalo de tempo [2,0; 3,0] s, é maior do que no intervalo de tempo [3,0; 4,0] s.

Resolução
  • Verdadeiras(A), (E), (F) e (H)
  • Falsas (B), (C), (D) e (H)

(A) Verdadeira.

A posição do carro em função do tempo é descrita por uma parábola, logo, o módulo da velocidade está a variar.

⇒ (B) Falsa.

No sentido negativo, x3 = 15,0 m e x2 = 25,0 m.

⇒ (C) Falsa.

É uniforme, pois x = f (t) é uma função linear.

⇒ (D) Falsa.

O carro está parado, pois a posição é constante, x = 25,0 m.

(E) Verdadeira.

O carro está a deslocar-se no sentido negativo da trajetória.

⇒ (F) Verdadeira.

Está a 25,0 m.

⇒ (G) Falsa.

É igual, 10,0 m.

⇒ (H) Verdadeira.

Critérios
  • Verdadeiras : (A), (E), (F), (H)…………. 16 pontos
  • Falsas : (B), (C), (D)(G)  
A classificação deste item deve ser efectuada de acordo com a tabela seguinte.

2.2. Considere o intervalo de tempo [2,0; 3,0] s do gráfico da figura 1. A energia cinética do sistema carro e ocupantes nesse intervalo de tempo é 7,5 x 104 J.

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 1 (Tempo, posição e velocidade)

2.2.1. Calcule a massa do sistema carro e ocupantes.

Apresente todas as etapas de resolução.
Resolução
A energia cinética é Ec = ½ m v2 = 7,5 x 104 J.
Como antes se verificou para o intervalo de tempo [2,0; 3,0] s,
A massa será:
Critérios

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

Identifica as posições final e inicial no intervalo [2,0 ; 3,0] s (xi = 25,0 m e xf = 15,0 m) e calcula o módulo da velocidade (v = 10 m s–1).

Calcula a massa do sistema (m = 1500 kg).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

  • 10ºanoFísica – subdomínio 1 (Energia e movimentos)

2.2.2. Admita que 60% da energia do combustível do carro é consumida nos sistemas de arrefecimento e no escape, 25% é aproveitada para o movimento do carro e a restante é dissipada nos atritos.

Determine o valor da energia dissipada nos atritos.

Apresente todas as etapas de resolução.

Resolução

A energia consumida no sistema de arrefecimento é 60% da total:

  • Earref = 0,60 x Etotal

A energia útil aproveitada para o movimento do carro é 25%:

  • Eútil = 0,25 x Etotal (1)

A energia dissipada nos atritos é 15% da total:

  • Edissip. = 0,15 x Etotal (2)

A energia útil é igual à energia cinética do sistema carro + ocupantes:

  • Eútil = Ec = 7,5 x 104 J

Substituindo este valor na expressão (1), calcula-se Etotal:

  • 7,5 x 104 = 0,25 x Etotal ⇒ Etotal = 3,0 x 105 J

Recorrendo à expressão (2), determina-se Edissip.:

  • Edissip. = 0,15 x 3,0 x 10= 4,5 x 104 J

A energia dissipada nos atritos é igual a 4,5 x 104 J.

Nota: Não é o motor que faz andar o carro mas sim a força de atrito entre as rodas e o chão. O motor pode estar a trabalhar e o carro não estar a andar, por falta de ligação da transmissão para as rodas. Pode ainda ter motor e haver transmissão de movimento para as rodas, mas também não estar a andar. O que coloca um carro em andamento é o atrito entre as rodas e o chão. No gelo, com rodas lisas, de nada serve o motor. É também o atrito entre as rodas e o chão que permite manter o carro com velocidade constante.

As rodas de um carro que se mova com velocidade constante (onde a resultante das forças é nula) apenas têm de exercer uma força que contrabalance a da resistência ao movimento. Neste caso verifica-se que a energia cinética não é igual à energia que as forças exercidas pelas rodas têm de repor devido a perdas de energia provocadas pelas forças de resistência ao movimento. As forças de resistência ao movimento dependem essencialmente da forma e tamanho do objecto e não da sua massa.

Critérios

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

Refere que 15% da energia do combustível é dissipada nos atritos.

Calcula a energia total fornecida pelo combustível (3,0 x 105 J).

Calcula 15% da energia do combustível (4,5 x 104 J).

Nota: Se os alunos calcularem directamente o valor que corresponde a 15% da energia total fornecida pelo combustível, sem calcularem este valor total, considerar como equivalentes duas últimas etapas.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

2.3. Admita que, no intervalo de tempo [0,0; 1,0] s, a lei do movimento do carro é

x = –2,0 t2 + 12,0 t + 15,0 (SI)

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 3 (Forças e movimentos)

2.3.1. Calcule o módulo da velocidade do carro no instante 0,4 s e indique a direcção e o sentido da velocidade nesse instante.

A resolução pode ser efectuada por cálculos numéricos ou utilizando a máquina de calcular gráfica.

Apresente todas as etapas de resolução, ou, se utilizar a máquina, refira os procedimentos efectuados.

Resolução
  • A lei do movimento x = –2,0 t2 + 12,0 t + 15,0 (SI) é a lei de um movimento uniformemente retardado com componente escalar de velocidade v = –4,0 t + 12,0 (SI).

De acordo com esta lei, a componente escalar de velocidade no instante 0,4 s será

  • v = –4,0 x 0,4 + 12,0 = +10,4 m/s

  • Neste instante o movimento faz-se no eixo dos xx, no sentido positivo.

Usando a máquina calcular introduz-se a função y = –2,0 x2 + 12,0 x + 15,0, com y e x significando respectivamente a posição e o tempo, e a partir da representação gráfica calcula-se o declive da tangente para o instante 0,4 s.

Nota: Sendo a componente escalar da velocidade v = –4,0 t + 12,0 (SI), no instante 1,0 s teríamos v = –4,0 x 1 + 12,0 = +8 m/s, o que contraria o gráfico do enunciado, pois nesse gráfico para o instante 1 s a velocidade deveria ser nula.

Critérios
  • A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

Resolução analítica

• Escreve a equação das velocidades (v = –4,0 t + 12,0 (SI)) e obtém no instante 0,4 s o módulo da velocidade (10,4 m s–1).

• Refere a direcção e o sentido da velocidade, respectivamente, horizontal e positivo.

Resolução com a calculadora

• Refere a introdução da função na máquina no modo função e, através da equação da recta tangente é curva no instante 0,4 s, obtém o módulo da velocidade (10,4 m s–1).

• Refere a direcção e o sentido da velocidade, respectivamente, horizontal e positivo.

ou

• Refere a introdução da função na máquina no modo função e, através do valor da derivada da função no instante 0,4 s, obtém o módulo da velocidade (10,4 m s–1).

• Refere a direcção e o sentido da velocidade, respectivamente, horizontal e positivo.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

  • 11ºanoFísica  – Domínio 1 – subdomínio 2 (Interações e os seus efeitos)

2.3.2. Seleccione o gráfico que melhor traduz a força aplicada no carro, em função do tempo, no intervalo [0,0; 1,0] s.

Resolução
  • Opção (D)

A aceleração é constante e tem sentido negativo, logo, a força aplicada ao carro é também constante e com o mesmo sentido, pois F = m a.

  • Como a < 0, então F < 0.
Critérios
  • Opção (D)…………. 8 pontos

2.4. Quando parou, o condutor lançou uma bola, horizontalmente, para fora do carro.

Seleccione a alternativa correcta relativamente ao movimento da bola.

(A) Durante a queda, o módulo da componente da velocidade na direcção horizontal vai aumentando.

(B) Durante a queda, o módulo da componente da velocidade na direcção vertical aumenta linearmente com o tempo.

(C) A trajectória é parabólica, porque a resultante das forças aplicadas, em cada instante, tem direcção horizontal.

(D) A trajectória é parabólica, porque a aceleração é, em cada instante, perpendicular à direcção do movimento.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

Resolução
  • Opção (B)

(A) Falsa.

Segundo a horizontal a componente da velocidade é constante, pois a resultante das forças nesta direção é nula.

(B) Verdadeira.

A resultante das forças tem a direção vertical e sentido descendente, o peso ou força gravítica.

(C) e (D) Falsas.

A trajetória é parabólica porque no momento do lançamento a velocidade é horizontal e a resultante das forças é vertical.

Critérios
  • Opção (B)…………. 8 pontos

3. Um sinal sonoro propaga-se no espaço permitindo a comunicação.

  • 11ºanoFísica  – Domínio 2 – subdomínio 1 (Sinais e ondas)

3.1. Considere dois sinais sonoros, A e B, que se propagam, respectivamente, no meio 1 e no meio 2.

Nos gráficos da figura 2 estão representadas as posições das partículas em cada um dos meios, em determinado instante, devido à propagação dos sinais A e B.

A velocidade de propagação do som no meio 2 é superior à velocidade de propagação do som no meio 1.

Compare as frequências dos sinais A e B. Justifique a resposta, utilizando a expressão matemática adequada.

Resolução

Nota: Nesta questão é referido tratar-se de «sinais sonoros», que nos meios líquidos e gasosos são ondas longitudinais.

Mas nos gráficos estão representadas em ordenadas a direcção y e nas abcissas a direcção x, ou seja, temos duas coordenadas espaciais. Assim sendo, tratar-se-ia de ondas transversais e não de ondas sonoras.

Também são indicadas amplitudes próximas de 2 m e 0,5 m para o meio 1 e para o meio 2, respectivamente.

No entanto, as amplitudes dos sons mais intensos produzidos no ar são da ordem das centésimas de milésima de metro.

Para ambos os sinais apresentados o comprimento de onda é de 4 m, mas é indicado que a velocidade no meio 2 é maior do que no meio 1.

Como a frequência é directamente proporcional à velocidade (v = λ f ), a frequência do sinal no meio 2 é maior do que a frequência do sinal no meio 1.

Critérios
  • A resposta deve contemplar os seguintes elementos:

O comprimento de onda das duas ondas . igual.

Como f = v/λ , sendo a velocidade do som do meio 2 superior à velocidade do som no meio 1, conclui que a frequência do som B é superior à do som A.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

  • 11ºanoFísica  – Domínio 2 – subdomínio 1 (Sinais e ondas)

3.2. Na comunicação verbal a curtas distâncias, as cordas vocais vibram, produzindo, em geral, sons complexos.

Relativamente a este tipo de sons, seleccione a opção que completa correctamente a frase seguinte.

Os sons produzidos pelas cordas vocais…

(A) … provocam o movimento das partículas do ar na direcção perpendicular à sua propagação.

(B) … têm uma frequência inferior à frequência de vibração dessas cordas vocais.

(C) … podem ser expressos pela função A sin(ω t).

(D) … são uma sobreposição de sons harmónicos.

Resolução
  • Opção (D)

Os sons (ondas longitudinais) comuns usados na comunicação provocam vibrações de frequências iguais às das cordas vocais e são sons complexos, o que significa que são compostos por vários harmónicos.

(A) Falsa.

As partículas de ar vibram na direção da propagação do som, que é uma onda longitudinal.

(B) Falsa.

Tem a frequência das cordas vocais, pois qualquer sinal emitido tem a frequência da fonte emissora.

(C) Falsa.

Não é um som puro ou harmónico, mas uma sobreposição de sons harmónicos.

(D) Verdadeira.

Critérios
  • Opção (D)…………. 8 pontos

4. Em 1820, Oersted verificou experimentalmente que a corrente eléctrica produz efeitos magnéticos.

Em 1831, Faraday evidenciou, também experimentalmente, a possibilidade de induzir corrente eléctrica num circuito fechado não ligado a uma fonte de alimentação, a partir de um campo magnético que varia no tempo.

Assim surgiu a teoria electromagnética, cujo desenvolvimento se baseou no conceito de campo.

  • 11ºanoFísica  – Domínio 2 – subdomínio 2 (Eletromagnetismo)

4.1. Considere um íman paralelo ao eixo dos zz e uma espira, E, de fio de cobre colocada no plano xOy, conforme ilustra a figura 3.

Seleccione a opção que completa correctamente a frase seguinte.

A corrente eléctrica que passa na espira é nula quando o íman…

(A) … e a espira se deslocam verticalmente para cima com velocidades diferentes.

(B) … está em repouso e a espira se desloca verticalmente para cima.

(C) … está em repouso e a espira se desloca horizontalmente para a direita.

(D) … e a espira se deslocam verticalmente para cima, com a mesma velocidade.

Resolução
  • Opção (D)

A corrente eléctrica que passa na espira é nula quando as posições relativas do íman e da espira se mantêm invariáveis, isto é,  quando estão ambos parados ou quando se movem com a mesma velocidade.

Nas opções (A), (B) e (C) a espira é percorrida por uma corrente elétrica, pois o íman e a espira estão em movimento um relação ao outro.

Na situação (D), tal não acontece, pois, ao deslocarem-se ambos para cima e com a mesma velocidade, estão em repouso relativo, pelo que é a opção que completa corretamente a frase.

Critérios
  • Opção (D)…………. 8 pontos
  • 11ºanoFísica  – Domínio 2 – subdomínio 2 (Eletromagnetismo)

4.2. A figura 4 representa, no plano xOy, as linhas de um campo eléctrico, em que numa delas se situam os pontos A e B.

Seleccione a alternativa correcta.

(A) Se o módulo do campo em A for 5 x 10–2 V m–1, em B tem também o módulo de 5 x 10–2 V m–1.

(B) Em A o campo tem a direcção e o sentido do eixo dos xx e em B o campo tem a direcção e o sentido do eixo dos yy.

(C) Se o módulo do campo em A for 3 x 10–2 V m–1, em B pode ter o m.dulo de 5 x 10–2 V m–1 .

(D) Em A e em B o campo tem direcção perpendicular ao plano xOy.

Resolução
  • Opção (C)

O campo eléctrico em cada ponto é tangente às linhas de campo, sendo mais intenso onde as linhas se adensam.

(A) Falsa.

A densidade das linhas de campo onde se situa B é maior do que onde se situa A, logo, a intensidade do campo elétrico em B é superior ao de A.

(B) Falsa.

O vetor campo elétrico é, em cada ponto, tangente às linhas de campo e em nenhum dos pontos referidos essa direção coincide com os eixos referidos.

(C) Verdadeira.

Como já referido em (A).

(D) Falsa.

Pelo referido em (B), pertence ao plano x0y.

Critérios
  • Opção (C)…………. 8 pontos
    

5. As ondas electromagnéticas são um dos veículos de transferência de energia.

Para comparar o poder de absorção da radiação electromagnética de duas superfícies, utilizaram-se duas latas de alumínio, cilíndricas, pintadas com tinta baça, uma de preto e a outra de branco.

Colocou-se uma das latas a uma certa distância de uma lâmpada de 100 W, como apresenta a figura 5, e registou-se, regularmente, a temperatura no interior dessa lata, repetindo-se o mesmo procedimento para a outra lata.

O gráfico da figura 6 traduz a evolução da temperatura de cada uma das latas, em equilíbrio com o seu interior.

  • 10ºanoFísica – subdomínio 3 (Energia, fenómenos térmicos e radiação)
  • A.l.  – Medições

5.1. Admita que, nas medições de temperatura efectuadas, se utilizou um termómetro digital. O menor intervalo de temperatura que mede é uma décima de grau.

Atendendo à incerteza associada à medição, seleccione a opção que completa correctamente a frase seguinte.

O valor da temperatura das latas, no instante zero, deve ser apresentado na forma…

(A) … θ0 = (15,0 ± 0,1) ºC.

(B) … θ0 = (15,00 ± 0,05) ºC.

(C) … θ0 = (15,00 ± 0,10) ºC.

(D) … θ0 = (15,0 ± 0,5) ºC.

Resolução
  • Opção (A)

Num aparelho digital a incerteza absoluta é igual à menor divisão da escala e não se pode medir um valor inferior a essa menor divisão.

Como é um termómetro digital a incerteza associada à medição é igual ao menor valor que mede, 0,1 °C.

Critérios
  • Opção (A)…………. 8 pontos
  • 10ºanoFísica – subdomínio 3 (Energia, fenómenos térmicos e radiação)

5.2. Seleccione a curva da figura 6 que traduz a evolução da temperatura da lata pintada de branco.

Resolução
  • Opção (B)

Como a cor branca reflete radiação na zona do visível enquanto a preta a absorve, então, para o mesmo intervalo de tempo, a variação da temperatura no interior da lata branca é menor do que na preta.

No mesmo intervalo de tempo, a diferença entre as energias absorvida e emitida pela lata pintada de preto é maior do que a mesma diferença na lata pintada de branco, por isso no mesmo tempo aumenta mais a temperatura da lata pintada de preto.

Critérios
  • Opção (B)…………. 8 pontos
  • 10ºanoFísica – subdomínio 3 (Energia, fenómenos térmicos e radiação)

5.3. Seleccione a alternativa que cont.m os termos que devem substituir as letras (a) e (b), respectivamente, de modo a tornar verdadeira a afirma..o seguinte.

A temperatura de qualquer das latas aumenta inicialmente, porque parte da radiação é _(a)_ pela sua superfície e fica estável a partir de um determinado instante porque _(b)_ .

(A) … reflectida … deixa de haver trocas de energia.

(B) … reflectida … as taxas de emissão e absorção de energia se tornam iguais.

(C) … absorvida … deixa de haver trocas de energia.

(D) … absorvida … as taxas de emissão e absorção de energia se tornam iguais.

Resolução
  • Opção (D)

A temperatura das latas aumenta quando estas absorvem mais energia da radiação do que a que emitem. Quando a taxa de emissão for igual à de absorção elas encontram-se em equilíbrio térmico.

O aumento da temperatura verifica-se porque a taxa de absorção de radiação é superior à de emissão, quando atinge o equilíbrio térmico estas taxas são iguais.

Critérios
  • Opção (D)…………. 8 pontos

FIM

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