CN 2013 Física - Questões

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01 CN 2013 - Física

Eletricidade atmosférica

O ar quente junto à superfície sobe para as camadas mais altas da atmosfera e vai esfriando, produzindo as grandes nuvens cúmulos-nimbos. Essas nuvens possuem grande extensão vertical: sua base pode estar a 1 km da superfície e o topo 12 km acima. Nas camadas mais altas de nuvem, o vapor se transforma em granizo e cai por dentro dela. Durante a queda, ele sofre atrito com partículas menores, como cristais de gelo. Com o atrito as partículas ficam eletrizadas, sendo que o granizo acumula cargas negativas e os cristais de gelo acumulam cargas positivas que ficam no topo da nuvem. Quando a diferença entre as cargas positivas e negativas é muito grande, acontece o raio. As pesquisas mais recentes mostram que esse tipo de raio, que se forma dentro de uma mesma nuvem é o mais frequente, mas não o único. A descarga elétrica gerada pelas diferenças de cargas produz temperaturas altíssimas, em torno de 30000ºC, que provoca uma expansão violenta do ar e com isso o som (trovão) que se segue.

(Ciências no século XXI – 9º Ano – páginas 291-292. Atual Editora)

Analisando o texto acima e considerando os conceitos físicos, marque a opção INCORRETA.

O granizo, após o atrito, possui excesso de elétrons.

Os cristais de gelo, após o atrito, possuem excesso de prótons.

O ar quente sobre para as camadas mais altas de atmosfera por correntes de convecção.

O vapor, que se transforma em granizo, perde calor e sua temperatura diminui.

O granizo e os cristais de gelo, após o atrito, sofrem repulsão e por isso se acumulam em locais diferentes nas nuvens.

02 CN 2013 - Física

Um pesquisador, que precisava descobrir algumas características de uma determinada substância, realizou certos experimentos utilizando uma fonte de potência constante de $1600\ \text{W}$. Sabe - se que a potência térmica se relaciona com a quantidade de calor através da igualdade:

$$P = \dfrac{Q}{\Delta t}$$

Onde $P$ é a potencia, $Q$ é a quantidade de calor trocado e $\Delta t$ é o intervalo de tempo de funcionamento da fonte. Sendo assim, analise os experimentos realizados por esse pesquisador, descritos abaixo.

I. Tendo como objetivo medir o calor latente de fusão, colocou, em um recipiente, $1\ kg$ da substância no estado sólido e, do início da fusão até o derretimento completo, anotou um intervalo de tempo de $5$ minutos para o funcionamento da fonte térmica.
II. Tendo como objetivo medir o calor especifico da substância no estado líquido, utilizou a massa de $1\ kg$, já derretida no experimento $I$, e anotou que, para uma variação de $30\ ^\circ\text{C}$ na temperatura, foram necessários apenas $2$ minutos de funcionamento da fonte térmica.

Desprezando - se as eventuais perdas de calor envolvidas nos experimentos e considerando $1\ cal = 4,0\ \text{J}$, é correto afirmar que o calor latente e o calor específico valem, respectivamente:

$100\ \text{cal/g}$ e $1,2\ \text{cal/g}^\circ{\text{C}}$

$100\ \text{cal/g}$ e $1,4\ \text{cal/g}^\circ{\text{C}}$

$100\ \text{cal/g}$ e $1,6\ \text{cal/g}^\circ{\text{C}}$

$120\ \text{cal/g}$ e $1,2\ \text{cal/g}^\circ{\text{C}}$

$120\ \text{cal/g}$ e $1,6\ \text{cal/g}^\circ{\text{C}}$

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