segunda-feira, 20 de agosto de 2012

EXERCÍCIOS DE PREPARAÇÃO PARA PROVA 3° ANO


01-(UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas
Q1 = 4,0 × 10-16 C e q‚ = 6,0 × 10-16 C
estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9m. Sendo k = 9,0.109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de
a) 1,2.10-5.                        b) 1,8.10-4.                    c) 2,0.10-4.                 d) 2,4.10-4.                        e) 3,0.10-3.

02-(UEL-PR) Duas cargas iguais de 2.10-6C, se repelem no vácuo com uma força de 0,1N. Sabendo-se que a constante elétrica do vácuo é 9.109Nm2/C2, a distância entre as cargas, em metros, é de:
a) 0,9                          b) 0,6                           c) 0,5                             d) 0,3                               e) 0,1

03-(UNESP-SP) Qual dos gráficos representa a maneira como varia a força elétrica entre duas cargas pontuais em função da distância que as separa, quando são aproximadas ou afastadas uma da outra?


04-(MACKENZIE-SP) Dois corpúsculos eletrizados com cargas elétricas idênticas estão situados no vácuo (Ko=9.0.109N.m2/C2) e

distantes 1m um do outro. A intensidade da força de interação eletrostática entre eles é 3,6.10-2 N. A carga elétrica de cada um desses corpúsculos pode ser (em μC):
a) 9                             b) 8                              c) 6                               d) 4                               e) 2

05-(PUC-MG) Duas cargas elétricas puntiformes são separadas por uma distância de 4,0 cm e se repelem mutuamente com uma força de 3,6 × 10-5 N. Se a distância entre as cargas for aumentada para 12,0 cm, a força entre as cargas passará a ser de:
a) 1,5 × 10-6 N                                b) 4,0 × 10-6 N                    c) 1,8 × 10-6N                         d) 7,2 × 10-6 N
 6-(ENEM-MEC-010) O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes poderão transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O

estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim.
Revista Ciência e Tecnologia no Brasil, nº 155, jan. 2009.
Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 900 kg/m3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano, a produção de biodiesel seria equivalente a
a) 1,08 bilhão de litros.                   b) 1,20 bilhão de litros.                      c) 1,33 bilhão de litros.                 d) 8,00 bilhões de litros. 
e) 8,80 bilhões de litros. 

7-

A população mundial hoje gira em torno de 7 bilhões de pessoas e até meados do século XXI deverá atingir 10 bilhões. De acordo com os cenários escolhidos para a procura energética, o consumo da energia primária mundial poderá atingir duas a três vezes o consumo atual.
Em 1990, o consumo de energia primária por habitante e por ano era de 5,1 TEP nos países industrializados e apenas 10% nos países em vias de desenvolvimento.
1TEP (Tonelada Equivalente de Petróleo) é a unidade de medição de consumo de energia e equivale a 10x109 cal.
1BEP (Barril Equivalente de Petróleo), variação da TEP, equivalente a 1,45x109 cal.
Ou ainda que:

Uma fonte de energia capaz de corresponder de forma substancial a esta procura é a energia nuclear, através da FISSÃO e da FUSÃO nuclear. Vejamos:
Esse fenômeno da repulsão elétrica constitui um dos Princípios da Eletrostática, cujo módulo da força pode ser determinado pela Lei de Coulomb F=k.|Q1|. |Q2|./d2.                   .
O quanto esta força atua está relacionado à carga, ao meio e à distância entre os centros dos núcleos das partículas que estão interagindo. Caso os núcleos conseguissem se aproximar o suficiente, prevalecendo a interação forte, ocorreria o fenômeno da fusão nuclear.
O controle dessa fusão nuclear continua sendo objeto de pesquisa. Essa fusão é o processo no qual dois núcleos de átomos leves (por exemplo, o hidrogênio – cujo núcleo é constituído por 1 próton com carga elétrica elementar é 1,6.10-19 C) se combinam, ou se fundem, constituindo um elemento mais pesado. Os núcleos, então, carregados positivamente, devem se aproximar suficientemente um do outro, ou seja, vencer a força de repulsão eletrostática entre eles. 
Para que as reações de fusão possam ser produzidas a uma taxa conveniente, são necessárias temperaturas altíssimas, da ordem de 100 milhões de  graus Celsius e a pressão faz com que os átomos de  hidrogênio sejam comprimidos.

Os centros de seus núcleos devem estar a 1.10-15 metros um do outro para que ocorra a fusão. Nesse estágio, eles se transformam em plasma. Uma característica especial desse estado é que, nele, a matéria reage a influências elétricas e magnéticas.

Por modestas que sejam as esperanças de chegar à fusão, estima-se que ainda demorará 30 anos para termos um reator comercial e, por mais caras que sejam as pesquisas, as vantagens da fusão são sedutoras.
Segundo todos os cálculos, as futuras usinas de fusão nuclear poderão extrair de 1 metro cúbico de água uma quantidade de energia igual à de 2 mil barris de petróleo.
a) Segundo as expectativas, após a instalação de um reator comercial com capacidade diária de 100 metros cúbicos de água para a fusão nuclear, qual seria a sua produção, diária, correspondente a Barris Equivalentes de Petróleo? (admita que 1 barril [159L] de petróleo de composição média contenha 1,5x106 kcal)
b) Determine o valor da força elétrica repulsiva entre dois núcleos de hidrogênio quando colocados no vácuo e separados à distância necessária para a ocorrência da fusão nuclear.

 RESOLUÇÕES:
01- F=KQq/d2=9.109.4.10-16.6.10-16/(3.10-9)2  ---  F=9.24.10-23/9.10-18  --- F=24.10-5 N  ---  R- D
02- F=KQq/d2  ---  10-1=9.109.2.10-6.2.10-6/d2  ---  10-1=36.10-3/d2  ---  d2=36.10-2  ---  d=6.10-1m  ---  R- B
03- R- E  ---  veja teoria
04- Q1=Q2=Q  ---  F=KQq/d2  ---  3,6.10-2=9.109.Q.Q/(1)2  ---  Q2=3,6.10-2/9.109=0,4.10-11  ---  Q2=4.10-12  ---  Q=2.10-6C  ---  R- E
05- Observe na expressão F=KQq/d2 que a intensidade da força F é inversamente proporcional ao quadrado da distância  ---  se a distância ficou 3 vezes maior, a força deverá ficar 33=9 vezes menor  ---  3,6.10-5/9  ---  F=0,4.10-5N  ---  R-B
6- Dados  ---   Mpó = 8.106 kg  ---   dbiodie = 900 kg/m3 = 0,9 kg/L  ---   Mbiodie = 15% Mpó  ---  dbiodie=Mbiodie/V  ---  V=0,15Mpó/dbiodie  ----  V=1,33.106L  ---  V=1,33 bilhão de litros  ---  R- C


7-
a) Do texto  ---  “Segundo todos os cálculos, as futuras usinas de fusão nuclear poderão extrair de 1 metro cúbico de água uma quantidade de energia igual à de 2 mil barris de petróleo”  ---  regra de três  ---  1 m3 – 2.103 barris  ---  100 m3 – n barris  --- 
n=2.103.102  ---  n=2.105 barris de petróleo  ---  como cada barril contém 1,5.106 kcal, 2.105 barris conterão  ---  W=2.105 barris x
1,5.106kcal/barril  ---  W=3,0.1011 kcal=3,0.1014cal  ---  do enunciado  ---  1 BEP (Barril Equivalente de Petróleo), equivale a 1,45.109 cal  ---  regra de três  ---  1 BEP – 1,45.109 cal  ---  n’ BEP – 3.1014 cal  ---  n’=3.1014 cal/1,45.109 cal  --- 
n’≈2,07.105 BEP.
b) Do texto: “Os centros dos núcleos dos átomos de hidrogênio devem estar a 1.10-15 metros um do outro para que ocorra a fusão”  ---  ainda do texto  ---  “essa fusão é o processo no qual dois núcleos de átomos leves (por exemplo, o hidrogênio – cujo núcleo é constituído por 1 próton com carga elétrica elementar é 1,6.10-19C) se combinam, ou se fundem, constituindo um elemento mais pesado. Os núcleos, então, carregados positivamente, devem se aproximar suficientemente um do outro, ou seja, vencer a força de repulsão eletrostática entre eles”  ---  portanto, são dados  ---  d=1.10-15m  ---  .|Q1|= |Q2|=1,6.10-19C  ---  k=9.109N.m2/C2  --- 
Lei de Coulomb  ---   F=k.|Q1|. |Q2|./d2 = 9.109.1,6.10-19.1,6.10-19/(1.10-15)2   ---  F=23,04.101  ---  F=230,4 N.

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