Durante um ciclo termodinâmico de uma máquina, o gás (substância de trabalho) recebe 100 J de calor de uma fonte quente a T_Q = 500 K e rejeita 75 J de calor em uma fonte fria a T_F = 300 K. Cada ciclo dura 1,0 ms.

Com relação ao rendimento da máquina, considere as afirmativas abaixo:

I - O rendimento do ciclo é igual a 1/3.

II - O ciclo é irreversível, produzindo a cada ciclo !$ \Delta !$S_ciclo = 0,05 J/K de entropia.

III - A potência produzida pela máquina é 25 kW.

É verdadeiro APENAS o que se afirma em:

Seja um fluido de coeficiente de expansão térmica desprezível comparado ao coeficiente linear de dilatação térmica !$ \lambda !$ da tubulação cilíndrica que o contém. Esse fluido, em uma temperatura T, flui com uma velocidade V ao longo da tubulação. Suponha que o fluido e a tubulação tenham sua temperatura elevada para T + !$ \Delta !$T, mas que agora a velocidade do fluido é V + !$ \Delta !$V.

Sabendo-se que o mesmo fluxo volumétrico de fluido passa pela tubulação para as duas temperaturas, a razão !$ \Delta !$V/V, em função de !$ \Delta !$T e !$ \lambda !$, é

Três folhas metálicas quadradas idênticas A, B e C, paralelas, finas e de lado muito maior que as distâncias entre elas, estão em um estado estacionário de temperatura devido à radiação, sendo T_A = T₀ e T_C = 2 T₀. A folha metálica B é a que fica entre as folhas A e C.

A temperatura estacionária T_B é

Seja o isótopo do fermium !$ ^{257}_{100} !$Fm , cuja massa é 257,10 u.

Qual é, aproximadamente, a sua energia de ligação, em GeV?

Dado
u.c² = 931,5 MeV
massa do !$ ^1_1 !$H = 1,008 u
massa do nêutron = 1,007 u

Um laser verde, de comprimento de onda de 550 nm, incide sobre uma placa opaca com uma fenda de abertura de 22 µm. A luz que atravessa a fenda atinge um anteparo colocado em paralelo à placa opaca, estando localizado a 8,0 m de distância dela.

Qual é a largura do máximo central de difração, em centímetros, projetada sobre o anteparo?

Sabendo-se que a energia do estado fundamental do hidrogênio é -13,6 eV, qual é o máximo comprimento de onda de luz, em nm, incidindo sobre o íon !$ {_3}^{\large{Li}^{+2}} !$ para ionizá-lo a !$ {_3}^{\large{Li}^{+3}} !$ ?

Dado
hc = 1,24 x 10³ nm!$ \cdot !$eV

Para se esquentar um balde com 1 litro de água a temperatura de 20 ºC, foi mergulhado nesse recipiente um pedaço de cobre de massa 500 g e temperatura de 200 ºC.

Considerando-se que o sistema está isolado termicamente, a temperatura de equilíbrio atingida pela água, em graus Celsius, é de

Dado
calor específico da água: c_a = 1,0 cal/g ºC;
calor específico do cobre: c_c = 0,1 cal/g ºC;
densidade da água: !$ \rho !$ = 1g/ml.

Qual é a atividade aproximada, em unidades de Ci, de 1,37µg de !$ ^{137}_{55} !$Cs , cuja meia-vida é 30 anos?

Dado
ln 2 = 0,69;
1 Ci = 1,2 x 10¹⁸ decaimentos/ano.

Considere um metal com átomos trivalentes (três elétrons na banda de condução), massa específica de 20 g/cm³ e massa molar de 197 g/mol.

Um fio de 2,0 mm de diâmetro e 50 mm de comprimento terá, aproximadamente, o seguinte número de elétrons livres podendo participar do processo de condução elétrica:

Dado
Número de Avogadro = 6,0 x 10²³ átomos/mol

Um material possui 1,5 eV de diferença de energia entre o máximo da banda de valência e o mínimo da banda de condução.

Esse material vai ser capaz de absorver fótons com comprimentos de onda máximos, em nm, de

Dado
hc = 1,24 x 10³ nm!$ \cdot !$eV