“Prova de Física: Densidade, Pressão e Termodinâmica – 1º Ano”
Tema: densidade, pressão, princípio de pascal, pressao hidrostática, pressao da coluna liquida, equilíbrio térmico, calor sensível, calor latente, calor específico, potência térmica, lei geral dos gases, primeira lei da termodinamica
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 20
Prova de Física – 1º Ano do Ensino Médio
Tema: Densidade, Pressão, Princípio de Pascal, Pressão Hidrostática, Pressão da Coluna Líquida, Equilíbrio Térmico, Calor Sensível, Calor Latente, Calor Específico, Potência Térmica, Lei Geral dos Gases, Primeira Lei da Termodinâmica
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Instruções
Leia atentamente cada questão e selecione a alternativa correta, complete ou responda conforme solicitado. A prova contém 20 questões, das quais 11 são de múltipla escolha, 4 de verdadeiro ou falso, 3 dissertativas e 2 de completar.
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Questões
1. (Múltipla Escolha)
Em um líquido em repouso, a pressão em uma dada profundidade é dada pela fórmula:
[ P = P_0 + rho g h ]
Onde ( P_0 ) é a pressão atmosférica, ( rho ) é a densidade do líquido, ( g ) é a aceleração da gravidade e ( h ) é a profundidade. Se a densidade da água é 1000 kg/m³, qual é a pressão a 10 m de profundidade?
A) 100 kPa
B) 200 kPa
C) 300 kPa
D) 400 kPa
2. (Múltipla Escolha)
O princípio de Pascal pode ser resumido na afirmação de que:
A) A pressão em um ponto de um fluido em equilíbrio se transmite igualmente em todas as direções.
B) A pressão varia com a profundidade.
C) A temperatura de um fluido não afeta sua pressão.
D) A densidade de um líquido é constante.
3. (Múltipla Escolha)
Qual é a unidade de medida da densidade no Sistema Internacional?
A) g/cm³
B) kg/m³
C) N/m²
D) J/kg
4. (Verdadeiro ou Falso)
A pressão hidrostática, em um fluido em repouso, aumenta com a profundidade.
( ) Verdadeiro
( ) Falso
5. (Verdadeiro ou Falso)
O calor sensível forçado um corpo a aumentar sua temperatura, enquanto que o calor latente está relacionado à mudança de fase.
( ) Verdadeiro
( ) Falso
6. (Dissertativa)
Explique o conceito de equilíbrio térmico e sua relação com a primeira lei da termodinâmica.
7. (Múltipla Escolha)
Considerando um gás ideal, a relação entre pressão (P), volume (V) e temperatura (T) é expressa pela:
A) Lei de Joule
B) Lei de Boyle
C) Lei Geral dos Gases
D) Lei de Charles
8. (Múltipla Escolha)
Um objeto tem densidade de 2 g/cm³ e é colocado em um líquido com densidade de 1 g/cm³. O que acontecerá com o objeto?
A) Irá afundar.
B) Irá flutuar.
C) Ficará submerso.
D) Não acontecerá nada.
9. (Completar)
A potência térmica é definida como a quantidade de calor trocada por unidade de tempo e pode ser expressa pela fórmula:
[ P = frac{Q}{Delta t} ]
Com isso, se um corpo recebe 200 J de calor em 10 segundos, a potência térmica é de __________ W.
10. (Completar)
A calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de um corpo em 1°C e é representado pela letra __________.
11. (Dissertativa)
Discorra sobre a importância do calor latente em processos naturais, como a mudança de estados físicos da água.
12. (Múltipla Escolha)
Quando um gás ideal é comprimido, sua temperatura aumenta. Esse fenômeno pode ser explicado pela:
A) Primeira lei da Termodinâmica
B) Lei de Boyle
C) Lei de Charles
D) Lei de Pascal
13. (Múltipla Escolha)
Qual é a relação entre a pressão da coluna líquida e a altura da coluna em um fluido incompressível?
A) Direta
B) Inversa
C) Nenhuma das alternativas
D) Proporcional ao quadrado da altura
14. (Verdadeiro ou Falso)
A densidade é uma propriedade que depende da massa e do volume de um objeto.
( ) Verdadeiro
( ) Falso
15. (Verdadeiro ou Falso)
O calor latente de fusão da água é maior que o calor latente de vaporização.
( ) Verdadeiro
( ) Falso
16. (Múltipla Escolha)
Um cilindro contém um gás em equilíbrio térmico. Se a temperatura do gás diminui, o que acontece com sua pressão, considerando que o volume permanece constante?
A) Aumenta
B) Diminui
C) Permanece constante
D) Aumenta e depois diminui
17. (Múltipla Escolha)
A fórmula da primeira lei da termodinâmica é representada por:
A) ΔU = Q + W
B) ΔU = Q – W
C) ΔU = W – Q
D) ΔU = Q x W
18. (Dissertativa)
Dê um exemplo prático da aplicação do princípio de Pascal em uma máquina hidráulica e explique seu funcionamento.
19. (Dissertativa)
O que é a pressão atmosférica e como ela muda com a altitude? Discuta suas implicações na respiração humana.
20. (Múltipla Escolha)
A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de água em 1 grau Celsius é chamada de:
A) Calor específico
B) Calor sensível
C) Calor latente
D) Potência térmica
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Gabarito
1. C – A pressão a 10 m de profundidade é dada por: ( P = P_0 + rho g h = 101.325 + 1000 times 9.81 times 10 = 101325 + 98100 = 199425 text{ Pa} approx 200 text{ kPa} ).
2. A – O princípio de Pascal afirma que a pressão se transmite igualmente em todas as direções em um fluido.
3. B – A densidade é medida em kg/m³ no Sistema Internacional.
4. Verdadeiro – A pressão hidrostática aumenta com a profundidade.
5. Verdadeiro – O calor sensível altera a temperatura, enquanto o calor latente altera o estado físico.
6. O equilíbrio térmico ocorre quando dois corpos em contato atingem a mesma temperatura, resultando em transferência de energia na forma de calor, conforme estipulado pela primeira lei da termodinâmica (conservação da energia).
7. C – A relação entre P, V e T é expressa pela Lei Geral dos Gases.
8. B – O objeto flutua, pois sua densidade é maior que a do líquido.
9. 20 – A potência térmica é dada pela fórmula ( P = frac{Q}{Delta t} = frac{200 text{ J}}{10 text{ s}} = 20 text{ W} ).
10. c – A letra que representa o calor específico é c.
11. O calor latente é crucial em fenômenos naturais como a formação de nuvens, onde a água muda de líquido para vapor; essa energia latente absorvida influencia toda a dinâmica atmosférica.
12. A – A primeira lei da termodinâmica explica o aumento de temperatura durante a compressão de um gás.
13. A – A relação é direta: se a altura aumenta, a pressão da coluna líquida também aumenta.
14. Verdadeiro – A densidade depende da massa e do volume do objeto.
15. Falso – O calor latente de vaporização é geralmente maior que o de fusão.
16. B – A pressão diminui quando a temperatura do gás diminui, mantendo o volume constante.
17. B – A primeira lei é representada por ( ΔU = Q – W ).
18. A máquina hidráulica, como um elevador
