Em testes de materiais isolantes utilizados em capacitores de alta tensão, uma pequena esfera maciça de material dielétrico (com constante dielétrica irrelevante para a distribuição de carga) é carregada com carga elétrica total Q, distribuída uniformemente em seu volume. A esfera possui raio R e encontra-se isolada no vácuo.

Para analisar o armazenamento de energia e o estresse elétrico no material, deseja-se caracterizar, no equilíbrio eletrostático, o potencial elétrico no interior, no exterior e na superfície da esfera, adotando-se o potencial nulo no infinito. Com base na Eletrostática clássica, é correto afirmar que fora da esfera, o potencial elétrico varia inversamente com a/o

Biossonar é o nome atribuído ao sistema sonar próprio da natureza. De fato, muitos animais emitem uma onda sonora que, quando rebatida por algum objeto, produz um eco que fornece informações sobre distância e tamanho desse objeto. Baleias, morcegos e golfinhos são alguns dos animais que utilizam essa ecolocalização para buscar alimentos e se comunicar. Cada animal emite ondas sonoras em uma faixa específica de frequência. Ainda na década de 1980, pesquisadores do Instituto de Oceanografia Woods Hole, dos Estados Unidos, detectaram uma baleia que “canta” com uma frequência única de , o que faz com que ela não seja ouvida pelas outras baleias. Por isso, a Baleia 52 é conhecida como a mais solitária do mundo. Hoje já se sabe que a baleia 52 Hz é um animal híbrido, possivelmente de um cruzamento entre a baleia-azul e outras espécies de baleia.

Suponha que a Baleia 52 emite um som, quando se aproxima de uma barreira de corais, com velocidade constante de 36 km/h.

Considerando-se que a velocidade do som na água é de, aproximadamente, 1,450 m/s, qual é a frequência aproximada com que a Baleia 52 ouve seus sons refletidos nessa barreira de corais?

Durante uma aula sobre a Segunda Lei da Termodinâmica, um professor propõe aos estudantes a análise do desempenho de um refrigerador utilizado no armazenamento de reagentes no laboratório da instituição. O equipamento opera com potência elétrica constante d \( 360\ \)W e mantém o compartimento interno à temperatura de -3ºC, rejeitando calor para o ambiente do laboratório, cuja temperatura é 27ºC.

Para a análise, consideram-se dois cenários:

I. o refrigerador opera como um dispositivo reversível entre dois reservatórios térmicos ideais;

II. o coeficiente de desempenho do equipamento corresponde a 2/3 do valor máximo teoricamente possível (coeficiente de desempenho de Carnot) para as temperaturas envolvidas.

Admite-se regime estacionário, temperaturas constantes nos reservatórios térmicos e que toda a potência elétrica consumida seja convertida em trabalho mecânico do compressor. Considerando as temperaturas absolutas (em Kelvin) e um intervalo de 1,0 min de operação, assinale a alternativa correta que apresenta, respectivamente, a quantidade de calor retirada do compartimento interno (em ) nas situações I e II.

Por definição, motor de combustão interna são máquinas térmicas nas quais o calor recebido pelo ciclo tem origem em uma reação química de combustão, que ocorre dentro do motor. Desde o século XVIII, tem-se buscado construir motores a combustão com o melhor desempenho possível. Atualmente, os dois principais motores dessa natureza são os que operam com o ciclo Otto e no ciclo Diesel. Esses ciclos diferem, entre outras coisas, pela forma de fornecimento de energia para o início da combustão. Por um lado, no ciclo Otto, a ignição é introduzida por uma centelha produzida pelo sistema elétrico e se utiliza de combustíveis de baixa volatilidade (álcool e gasolina). Por outro lado, os motores de ciclo Diesel utilizam o óleo diesel ou outros óleos vegetais como combustível e a ignição ocorre pela compressão do ar na câmara de combustão.

A imagem mostra os diagramas P-V dos ciclos Diesel e Otto que funcionam em quatro tempos.

Com base nas leis da Termodinâmica e nos processos termodinâmicos envolvidos nesses dois ciclos, assinale a alternativa correta.

Apartir do Texto 3, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I- Aprofessora deve explicar que o funcionamento dos motores a gasolina, álcool e diesel está relacionado com a transformação da energia química em mecânica.

PORQUE

II- Os combustíveis, tais como gasolina e etanol, movimentam pistões em motores de combustão de forma análoga à conversão da energia dos alimentos em contrações musculares.

A respeito dessas asserções, é CORRETO afirmar que: