Fisica

FUVEST 2003
Segunda Fase
Física
08/01/2003

Q.01
A figura na folha de respostas representa, na linguagem da óptica geométrica, uma lente L de eixo E e centro C, um objeto O com extremidades A e B, e sua imagem I com extremidades A’ e B’. Suponha que a lente L seja girada de um ângulo α em torno de um eixo perpendicular ao plano do papel e fique na posição L* indicada na figura. Responda as questões, na figura da folha de respostas, utilizando os procedimentos e as aproximações da óptica geométrica. Faça as construções auxiliares a lápis e apresente o resultado final utilizando caneta.
a) Indique com a letra F as posições dos focos da lente L.
b) Represente, na mesma figura, a nova imagem I* do objeto O, gerada pela lente L* , assinalando os extremos de I* por A* e por B*.

Q.02
Um recipiente cilíndrico contém 1,5 L (litro) de água à temperatura de
40ºC. Uma tampa, colocada sobre a superfície da água, veda o líquido e pode se deslocar verticalmente sem atrito. Um aquecedor elétrico E, de 1800 W, fornece calor à água. O sistema está isolado termicamente de forma que o calor fornecido à água não se transfere ao recipiente.
Devido ao peso da tampa e à pressão atmosférica externa, a pressão
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sobre a superfície da água permanece com o valor P0=1,00×10 Pa.
×
Ligando-se o aquecedor, a água esquenta até atingir, depois de um intervalo de tempo tA, a temperatura de ebulição (100ºC). A seguir a água passa a evaporar, preenchendo a região entre a superfície da água e a tampa, até que, depois de mais um intervalo de tempo tB, o aquecedor é desligado. Neste processo, 0,27 mol de água passou ao estado de vapor.
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NOTE/ADOTE 1 Pa = 1 pascal = 1N/m
Massa de 1 mol de água: 18 gramas
Calor específico da água: 4.000 J/(ºC.kg)
Massa específica da água: 1,0 kg/L
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Na temperatura de 100ºC e à pressão de 1,00× 10 Pa, 1 mol de vapor de água ocupa 30L e o calor
×
de vaporização da água vale 40.000J/mol.
Determine
a) o intervalo de tempo tA, em