Questões de Concurso Para copese - ufjf

A figura a seguir ilustra um experimento de um laboratório didático, constituído de uma panela de pressão, uma placa aquecedora, um manômetro de mercúrio e um termômetro.

A conexão entre a panela de pressão e o manômetro é um capilar muito fino, que praticamente não permite a passagem de calor. Assim, o manômetro se mantém à temperatura ambiente qualquer que seja a temperatura do gás na panela. O manômetro propriamente é feito de dois capilares de vidro verticais unidos por uma pequena mangueira flexível, contendo mercúrio. O volume total do manômetro é desprezível perto do volume da panela de pressão. Chamaremos de “h” a diferença de altura entre os níveis de mercúrio do lado esquerdo e direito do manômetro, sendo que o lado direito está aberto para a atmosfera:  

                            

Suponha que o volume útil da panela seja 1 litro e se mantenha constante durante o experimento. Suponha também que “h” é zero quando o gás está à temperatura ambiente (300 K).

Qual a relação entre a variação de altura “Δh” do manômetro para uma dada variação de temperatura “ΔT” do gás? (Para este cálculo, a densidade do mercúrio deve ser tomada aproximadamente constante e igual a 13,33 kg/l, g= 10 m/s² e P_atm=10⁵ N/m² ).  

 Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material:

Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital.

Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor específico da água 4,30 J/(g ⁰C).

Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C).

A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que não é desprezível. Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos, sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o ambiente:  

Um estudante esqueceu uma torneira parcialmente aberta no laboratório didático, desperdiçando 0,8 litros por minuto.

Supondo que a saída da torneira tenha uma seção reta de 1,2 cm de diâmetro, e que a água venha de um reservatório em forma de cubo regular com 2 metros de aresta, calcule a velocidade com que o nível do reservatório diminui:

Um técnico de laboratório faz uma medida com um dinamômetro e percebe que a constante elástica não está de acordo com a calibração original. A constante elástica do dinamômetro deveria ter sido 10,0 N/m, mas apresenta somente 9,0 N/m. Para corrigir este defeito, o técnico pode tentar qual procedimento?

Após um acidente com o trilho de ar do laboratório, o técnico faz um experimento de plano inclinado para verificar se o equipamento continua funcionando corretamente. Os dados obtidos pelo técnico foram usados para gerar o gráfico da velocidade do carrinho em função do tempo apresentado abaixo. Baseado nesse gráfico, o técnico pode concluir que: