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UPE2026SSA 2Questao 68FísicaMedia
A segunda lei da termodinâmica estabelece o sentido em que os fenômenos físicos e químicos podem ocorrer, inclusive os processos de transferências de calor. A proposição de experimentos mentais pode ser realizada para verificar a manutenção da validade da segunda lei da termodinâmica através de mecanismos como o proposto por James Clerk Maxwell na descrição de experimento a seguir.
Concebemos um mecanismo hipotético sensível que consegue acompanhar, dentro de um recipiente com ar, a uma temperatura uniforme, cada molécula, em seu curso, que se move com velocidades que não são uniformes. Suponhamos agora que tal recipiente é separado em duas porções, A e B, por meio de uma divisória na qual há um pequeno orifício, e que o mecanismo hipotético, que pode identificar as moléculas individuais, abre e fecha esse orifício, de forma a permitir que somente as moléculas mais rápidas passem de A para B, e somente as mais lentas passem de B para A.
Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Dem%C3%B4nio_de_Maxwell. Acesso em: 22 jun. 2025. Adaptado.
Considerando a manutenção da validade da segunda lei da termodinâmica, assinale a alternativa CORRETA.
Imagens anexadas
A)Deve ser possível remover calor continuamente de um gás mais frio e entregar para um gás mais quente e, portanto, diminuir a entropia sem modificação das vizinhanças.
B)A medição das velocidades das moléculas pelo mecanismo de seleção deve causar um aumento na entropia, que deverá ser maior do que a redução da entropia sofrida pelo gás.
C)A seleção de velocidades das moléculas ocorre sem consumo de energia e sem variação da entropia do conjunto.
D)A eficiência máxima de um refrigerador é alcançada quando a substância com a qual ela funciona se aproxima da descrição de um gás ideal.
E)É impossível remover calor de uma fonte por meio de operações entre duas fontes de calor em temperaturas diferentes.
UPE2026SSA 1Questao 68FísicaMedia
O Sol é um objeto celestial bastante comum. É uma estrela de dimensões comuns e de brilho comum. Mas para os observadores na terra, o Sol continua sendo um objeto de proporções magníficas. Essa bola ardente de hidrogênio superaquecido e gases de hélio contém 99,9 % de toda a matéria do Sistema Solar, e um milhão de Terras podem caber dentro do Sol, com espaço de sobra. Na tabela a seguir, apresentamos algumas das informações essenciais do Sol. Achamos que você também pode ficar impressionado com nossa magnífica estrela.
DISTÂNCIAS
Distância média da Terra: 1,5×108 km
Variação na distância ao longo do ano: +/- 1,5%
DIMENSÕES
Diâmetro: 1,4×106 km (ou 110 vezes o diâmetro da Terra e 9,8 vezes o diâmetro de Júpiter)
Volume: 1,4×1033 cm³ (ou 1,3 milhão de vezes o volume da Terra)
Massa: 2,0×1030 kg (ou 333.000 vezes a massa da Terra)
Disponível em: https://solar-center.stanford.edu/vitalstats.html. Acesso em: 28 jun. 2025. Traduzido e adaptado.
Considerando as informações disponíveis, podemos estimar que a razão entre as densidades do Sol e da Terra, respectivamente, são de qual ordem?
A)10−2
B)10−1
C)100
D)10+1
E)10+2
UPE2026SSA 2Questao 70FísicaMedia
Uma cozinha industrial foi projetada de tal forma que o profissional pode acoplar uma bomba de vácuo à válvula de escape de uma panela de pressão. Um chefe de cozinha resolveu usar esse sistema para cozinhar uma porção de carne com legumes e sal. A título de comparação, ele também cozinhou uma porção semelhante desses ingredientes, porém usando uma panela convencional. Considerando o sistema descrito, assinale a alternativa CORRETA.
A)O tempo de cozimento foi igual nos dois casos.
B)A adição de sal diminuiu a temperatura do cozimento.
C)O cozimento com a panela conectada à bomba foi mais lento.
D)O ponto de ebulição da água é maior no sistema com a bomba.
E)A temperatura do cozimento é maior no sistema usando a bomba.
UPE2026SSA 3Questao 71FísicaMedia
[...] Dentre as tecnologias quânticas com grande repercussão de aplicações difundidas na sociedade, pode-se destacar o laser, que é uma sigla cujo nome em português significa Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação. Isso quer dizer que a ação mais básica do laser, o que o laser faz, é amplificar luz usando o efeito de emissão estimulada de radiação. [...] Sistemas atômicos e moleculares têm níveis de energia quantizados e bem definidos. [...] Quando os elétrons em um átomo estão no estado de maior energia, conhecido também como estado excitado, eles podem mudar para o estado de menor energia de duas maneiras. Eles podem emitir energia espontaneamente, ou eles podem ser estimulados a emitir radiação e mudar para o estado de menor energia. A emissão espontânea ocorre naturalmente, porque o estado excitado é instável, e, depois de um tempo, chamado de tempo de relaxação, o elétron decai espontaneamente, emitindo um fóton de radiação. Em algumas situações, entretanto, o tempo de relaxação é demasiadamente longo, e é necessário estimular a emissão recorrendo ao efeito de emissão estimulada. A forma mais simples de fazer isso é irradiando o elétron com radiação de frequência equivalente à transição desejada.
Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 39, nº 1, e1502 (2017). Adaptada.
No interferômetro de Michelson, pode ser empregado o laser de Hélio-Neônio, em que a principal transição responsável envolvida no processo de emissão estimulada ocorre entre os níveis 2p4 (com energia E1 = 18,70 eV) e o nível 3p2 (com energia E2 = 20,66 eV) no átomo de neônio (Ne). O comprimento de onda dos fótons emitidos após a emissão estimulada entre estes níveis, em nanômetros (nm), é:
Dados: Constante de Planck h = 6,6×10−34 Js ou 4,14×10−15 eVs e a velocidade da luz como c = 3,0×108 m/s.
Imagens anexadas
A)543,6
B)632,8
C)714,5
D)843,6
E)937,3
UPE2026SSA 2Questao 72FísicaMedia
Ceratocone é uma enfermidade não inflamatória que afeta a estrutura da córnea, camada fina e transparente que recobre toda a frente do globo ocular. A principal característica do ceratocone é a redução progressiva na espessura da parte central da córnea, que é empurrada para fora, formando uma saliência com o formato aproximado de um cone. A córnea funciona como uma lente fixa sobre a íris, a área colorida dos olhos, e, através da pupila, projeta a luz sobre a retina. Alterações na transparência e diminuição da curvatura da córnea podem comprometer a visão.
Disponível em: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/ceratocone/. Acesso em: 22 jun. 2025. Adaptada.
Considerando que o ceratocone não altera significativamente o índice de refração, assinale a alternativa que descreve CORRETAMENTE o efeito óptico principal dessa diminuição do raio de curvatura da córnea.
Imagens anexadas
A)A córnea passa a ter menor poder dióptrico, causando hipermetropia.
B)A córnea passa a ter maior poder dióptrico, contribuindo para miopia.
C)A córnea passa a funcionar como lente divergente, contribuindo para astigmatismo miópico.
D)A vergência permanece praticamente inalterada, mas ocorre apenas deslocamento lateral da imagem.
E)A córnea passa a ter menor poder dióptrico, contribuindo para presbiopia.
UPE2026SSA 2Questao 73FísicaMedia
Durante o desenvolvimento de tecnologias de propulsão térmica em um laboratório de engenharia aeroespacial, uma equipe testa uma máquina térmica que opera com um gás ideal monoatômico por um ciclo de três etapas, conforme o gráfico de pressão versus volume ao lado, descrito por uma expansão adiabática desde o volume inicial de 1 litro até o volume máximo de 27 litros, seguida por uma contração à pressão constante que retorna o gás ao volume inicial, e, finalmente, um aquecimento a volume constante que restaura o estado termodinâmico original do sistema.
Qual é, aproximadamente, o rendimento desenvolvido pela máquina?
Dados: se precisar use constante geral dos gases: R=0,082mol⋅Katm⋅L
Imagens anexadas
A)0,6
B)0,7
C)0,8
D)0,9
E)1,0
UPE2026SSA 1Questao 73FísicaMedia
Durante uma viagem de carro pelas ruas do Recife, em uma manhã fria do mês de julho, indo ao seu trabalho, Antônio percebeu que os vidros do carro começaram a embaçar por dentro, formando pequenas gotículas de água, dificultando a visibilidade. Sabendo que o embaçamento é causado pela diferença de temperatura entre o interior e o exterior do carro, assinale a alternativa que descreve o que Antônio precisa fazer para resolver o problema.
A)Como dentro do carro está mais frio, as gotículas são formadas na parte interior do veículo, a partir do processo de condensação do vapor d'água presente no ambiente. Para resolver o problema, Antônio precisa ligar o ar-condicionado na posição quente, pois, assim ajudará a evaporar as gotículas formadas.
B)Como dentro do carro está mais quente, as gotículas são formadas na parte interior do veículo, a partir do processo de condensação do vapor d'água presente no ambiente. Para resolver o problema, Antônio precisa ligar o ar-condicionado na posição quente, pois, assim ajudará a evaporar as gotículas formadas.
C)Como dentro do carro está mais quente, as gotículas são formadas na parte interior do veículo, a partir do processo de condensação do vapor d'água presente no ambiente. Para resolver o problema, Antônio precisa ligar o ar-condicionado na posição frio, de forma a equilibrar a temperatura no interior do carro com a temperatura externa, impedindo a condensação do vapor d'água.
D)Como dentro do carro está mais frio, as gotículas são formadas na parte interior do veículo, a partir do processo de condensação do vapor d'água presente no ambiente. Para resolver o problema, Antônio precisa ligar o ar-condicionado na posição frio, de forma a equilibrar a temperatura no interior do carro com a temperatura externa, impedindo a condensação do vapor d'água.
E)Como dentro do carro está mais quente, as gotículas são formadas na parte interior do veículo, a partir do processo de condensação do vapor d'água presente no ambiente. Para resolver o problema, Antônio precisa ligar o ar-condicionado na posição frio, de forma a diminuir a energia cinética das partículas, desacelerando a condensação.
UPE2026SSA 1Questao 74FísicaMediaAnulada
Um experimento de lançamento oblíquo é realizado a fim de determinar os efeitos da velocidade de lançamento no alcance dos projéteis arremessados. A figura a seguir ilustra a montagem com um ângulo de lançamento θ = 30° em relação à horizontal. Na realização A, o projétil é arremessado com uma velocidade de módulo 10 m/s e alcança a distância horizontal RA. Na realização B, o projétil é arremessado com uma velocidade de módulo 20 m/s e alcança a distância horizontal RB. Então, o aumento de alcance foi igual a quanto?
Dados: Aceleração da gravidade g = 10,0 m/s²
Imagens anexadas
A)400%
B)200%
C)100%
D)50%
E)25%
UPE2026SSA 3Questao 75FísicaMedia
A figura a seguir ilustra uma montagem experimental vertical para investigação dos efeitos da gravidade em cargas que se movimentam com vínculos circulares. Na montagem, duas pequenas esferas de massa m=3,0×10−2 kg e cargas de módulo q=1,0×10−6 C e sinais opostos estão ligadas por um fio isolante de comprimento L = 0,5 m.
Desprezando-se os efeitos do atrito, qual é o menor módulo da velocidade horizontal v0 de lançamento da carga −q que possibilita um giro completo em torno de +q em unidades de metros por segundo? Considere o módulo da aceleração da gravidade como g=10,0 m/s² e constante eletrostática K=9×109 N·m²/C².
Imagens anexadas
A)1,2
B)2,7
C)5,6
D)8,4
E)9,1
UPE2026SSA 3Questao 76FísicaMedia
Os avanços da pesquisa na ciência dos materiais melhoraram a eficiência de sistemas fotovoltaicos gradualmente. No entanto, esses sistemas estão limitados a trabalhar na presença de luz solar que também depende da localização geográfica e do período do ano, geralmente limitado a 6 a 8 horas por dia. Para elevar a vantagem do uso dos painéis solares, é crucial usá-los também em clima nublado ou mesmo à noite. Portanto, neste artigo, propomos reciclar energia luminosa de fontes de luz artificiais para permitir o uso de sistemas fotovoltaicos ao longo de 24 horas por dia. Validamos nossa proposta por meio de medições realizadas usando luz artificial em ambientes internos. Como resultado prático, mostramos que 7 horas recarregando em ambientes internos implica 94,08 % da capacidade total da bateria do telefone celular testado.
J. Milanezi Junior, R. S. Ferreira Junior, J. P. C. L. da Costa, M. A. M. Marinho, R. A. Shayani and R. T. de Sousa Junior. Energy harvesting photovoltaic system to charge a cell phone in indoor environments, 2014. International Conference on Composite Materials & Renewable Energy Applications (ICCMREA), Sousse, Tunisia, 2014. Adaptado.
Uma bateria típica de um telefone celular opera com uma tensão de 3,7 V e tem uma capacidade de 3000 mAh. Suponha que a bateria esteja sendo carregada movendo elétrons do terminal negativo para o positivo, isto é, contra o potencial elétrico. Estime quantos mols de elétrons são transferidos durante a carga de 7 horas.
Módulo da carga do elétron: e=1,6×10−19 C
A)0,1
B)0,2
C)0,3
D)0,5
E)0,8
UPE2026SSA 2Questao 77FísicaMedia
Embora o Sol possa não se parecer com uma lente ou espelho tradicional, ele tem muita massa. E, na teoria da relatividade geral de Einstein, objetos massivos curvam o espaço-tempo ao seu redor. Qualquer luz que incida sobre a superfície do Sol é desviada e, em vez de continuar em linha reta, se dirige a um ponto focal, juntamente com toda a outra luz que incide sobre o Sol ao mesmo tempo. [...] A "lente gravitacional solar" leva a uma resolução quase inacreditavelmente alta. [...] Um instrumento posicionado no ponto focal correto seria capaz de aproveitar a deformação gravitacional da gravidade solar para nos permitir observar o universo distante com uma resolução impressionante [...]. O ponto focal de toda essa curvatura da luz fica 542 UA (unidades astronômicas, onde UA é a distância entre a Terra e o Sol), que corresponde a três vezes a distância alcançada pela nave espacial mais distante da humanidade, a Voyager I, lançada em 1977. [...]
Disponível em: https://www.space.com/sun-gigantic-telescope-with-gravitational-lensing. Acesso em: 22 jun. 2025. Traduzido e Adaptado.
Considerando que uma nave se posicione afastada do foco o equivalente a 20% da distância focal, a distância do objeto à lente é aproximadamente de quanto?
A)542 UA
B)1.084 UA
C)2.168 UA
D)3.252 UA
E)4.336 UA
UPE2026SSA 1Questao 77FísicaMedia
Um dos principais fatores que podem causar uma queda drástica na energia produzida por painéis fotovoltaicos e concentradores solares é o acúmulo de partículas de poeira e areia em suas superfícies. [...] A remoção de partículas dos painéis solares por forças eletrostáticas, utilizando ondas eletrostáticas viajantes, tem se tornado mais comum nos últimos anos. O conceito de cortina elétrica foi introduzido por Masuda na década de setenta, voltado principalmente para eletrofotografia. Já nos últimos vinte anos, desenvolveu-se o Escudo Eletrodinâmico Transparente para a limpeza de painéis solares. Este dispositivo é muito vantajoso porque é simples, escalável e não requer o uso de recursos hídricos para remover partículas de poeira. Além disso, a ausência de partes mecânicas móveis reduz consideravelmente os custos de manutenção. É também uma tecnologia que exige um consumo de energia muito baixo, podendo ser suprido pelo próprio painel.
A. Zouaghi, N. Zouzou. Numerical modeling of particle motion in traveling wave solar panels cleaning device, Journal of Electrostatics, vol. 110, 2021.
A figura a seguir mostra um gráfico da energia potencial U, em unidades de mJ, em função da posição x de uma partícula de poeira massa m=0,5 g que se move apenas ao longo do eixo x de um painel solar e na ausência de forças dissipativas. A partícula passa pela origem com uma velocidade inicial de 6,0 m/s na direção positiva do eixo x. Então, podemos calcular que a velocidade da partícula em x=10,0 m é igual a quanto?
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