Questões de Vestibular UNB 2023 para Prova de Conhecimentos III - 2° dia

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Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108316 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.
A potência de radiação emitida pela Terra deve ser igual à potência de radiação absorvida por ela.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108317 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.

Dado que o Sol emite, de forma isotrópica, sempre a mesma quantidade de radiação eletromagnética, infere-se que a potência de radiação incidente sobre a Terra será a mesma para todos os dias do ano.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108320 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.
Um dia sempre teve a mesma a duração ao longo da história da Terra.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108322 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.
Se sobre a Terra incidisse sempre uma quantidade constante de radiação solar e se a sua emissividade fosse constante, então a temperatura de equilíbrio da Terra seria constante.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108324 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.

Um aumento da cobertura de neve sobre a superfície terrestre deve implicar um aumento da radiação térmica emitida pela Terra.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108325 Física
Para determinado modelo de equilíbrio termodinâmico, as trocas de calor devido à radiação solar absorvida e à radiação emitida pela Terra estão em equilíbrio térmico em cada instante de tempo. Nesse modelo, a potência de radiação emitida por unidade de área Re é dada pela Lei de Stefan-Boltzmann para corpos negros ideais, corrigida por uma emissividade ∈ < 1 (ressalte-se que, no caso de um corpo negro ideal, a emissividade é ∈ =  1). No sistema de unidades internacional (SI), Re = ∈σT4em que T é a temperatura da Terra, em Kelvin, σ = 5,6703 x 10-8 W / m2 . R2 e a emissividade depende das propriedades de absorção de ondas eletromagnéticas dos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

A potência de radiação solar absorvida por unidade de área Ri é a diferença entre a potência da radiação incidente Ra e a radiação refletida Rr (efeito albedo). A quantidade de radiação refletida dependerá naturalmente das propriedades de reflexão das ondas eletromagnéticas incidentes nos materiais que constituem a superfície e a atmosfera terrestre.

Se o Sol e a Terra forem considerados pontos materiais, é possível mostrar, utilizando-se as leis de Newton e a lei da gravitação universal, que o movimento da Terra em relação ao Sol é planar, descrito por elipses, tal que o Sol está em um de seus focos. Entretanto, o Sol e a Terra não são pontos, e sim objetos materiais ocupando certo volume, determinando um torque que faz o momento angular de rotação da Terra em torno de si mesma não ser conservado, o que implica uma cinemática complexa para o seu movimento. 

Em síntese, além do movimento de translação em torno do Sol, a Terra gira em torno de um eixo que liga os seus dois polos (eixo polar), o qual forma um ângulo β (ângulo de nutação) com o eixo-z perpendicular ao plano de movimento do sistema Sol-Terra, conforme figura a seguir. Por sua vez, o eixo polar gira em torno do eixo-z, em um movimento denominado precessão. Esses três movimentos — translação, nutação e precessão — determinam a configuração geométrica da Terra em relação ao Sol e, consequentemente, a quantidade de radiação solar incidente sobre as partes da Terra em cada instante de tempo. 


Com base no modelo de equilíbrio termodinâmico descrito no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.

Assinale a opção em que é representada a emissividade da Terra, na situação em que a sua temperatura seja de −17 ℃, quando considerada como um corpo negro ideal, e a sua temperatura de fato seja 34 ℃ maior que esse valor. Assuma que a temperatura do zero absoluto seja -273 K.

( 128 / 145 ) 4
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108372 Física
A descoberta do eletromagnetismo significou uma grande revolução para a humanidade: a possibilidade de transporte quase instantâneo de grandes quantidades de energia a longas distâncias. O entendimento dos fluxos energéticos e de suas perdas, ao longo da cadeia de produção, transporte e utilização da energia elétrica, é de fundamental importância para o aumento da eficiência energética e a mitigação de seus efeitos sobre a natureza. 

Para o estudo simplificado desses processos, foi criado um sistema constituído por um motor de combustão a diesel que opera em um ciclo de Carnot, conforme figura a seguir. A cada ciclo do motor, uma quantidade de calor Q1 é fornecida pela queima do diesel, um trabalho W é realizado e um calor Q2 é ejetado para fora do motor. O motor faz girar uma bobina com velocidade angular constante ω de 21.600 graus por segundo, em uma região preenchida por um campo magnético uniforme e estacionário, gerado por um ímã permanente, com intensidade 1/12π tesla. Na bobina, está enrolado um fio condutor formando por N = 22 espiras circulares cuja área de seção transversal é igual a A = 1 m2 . Devido à indução magnética, uma força eletromotriz ξ é gerada em uma tomada que está ligada a um circuito, fornecendo corrente elétrica I a um aparelho de resistência equivalente igual a R. A resistência interna dos fios da bobina e da tomada é denotada por R’. O eixo de rotação da bobina é perpendicular ao campo magnético.

De maneira simplificada, pode-se considerar que o motor e a bobina representam uma usina geradora de energia elétrica, os fios que ligam a bobina até a tomada representam as linhas de transmissão e o aparelho ligado à tomada representa os dispositivos movidos a energia elétrica. 


Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.


A energia dissipada por efeito Joule no circuito elétrico deve ser igual ao calor dissipado pelo motor.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108373 Física
A descoberta do eletromagnetismo significou uma grande revolução para a humanidade: a possibilidade de transporte quase instantâneo de grandes quantidades de energia a longas distâncias. O entendimento dos fluxos energéticos e de suas perdas, ao longo da cadeia de produção, transporte e utilização da energia elétrica, é de fundamental importância para o aumento da eficiência energética e a mitigação de seus efeitos sobre a natureza. 

Para o estudo simplificado desses processos, foi criado um sistema constituído por um motor de combustão a diesel que opera em um ciclo de Carnot, conforme figura a seguir. A cada ciclo do motor, uma quantidade de calor Q1 é fornecida pela queima do diesel, um trabalho W é realizado e um calor Q2 é ejetado para fora do motor. O motor faz girar uma bobina com velocidade angular constante ω de 21.600 graus por segundo, em uma região preenchida por um campo magnético uniforme e estacionário, gerado por um ímã permanente, com intensidade 1/12π tesla. Na bobina, está enrolado um fio condutor formando por N = 22 espiras circulares cuja área de seção transversal é igual a A = 1 m2 . Devido à indução magnética, uma força eletromotriz ξ é gerada em uma tomada que está ligada a um circuito, fornecendo corrente elétrica I a um aparelho de resistência equivalente igual a R. A resistência interna dos fios da bobina e da tomada é denotada por R’. O eixo de rotação da bobina é perpendicular ao campo magnético.

De maneira simplificada, pode-se considerar que o motor e a bobina representam uma usina geradora de energia elétrica, os fios que ligam a bobina até a tomada representam as linhas de transmissão e o aparelho ligado à tomada representa os dispositivos movidos a energia elétrica. 


Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.


No ciclo termodinâmico do motor, o trabalho realizado pelo motor é de 400 J.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108376 Física
A descoberta do eletromagnetismo significou uma grande revolução para a humanidade: a possibilidade de transporte quase instantâneo de grandes quantidades de energia a longas distâncias. O entendimento dos fluxos energéticos e de suas perdas, ao longo da cadeia de produção, transporte e utilização da energia elétrica, é de fundamental importância para o aumento da eficiência energética e a mitigação de seus efeitos sobre a natureza. 

Para o estudo simplificado desses processos, foi criado um sistema constituído por um motor de combustão a diesel que opera em um ciclo de Carnot, conforme figura a seguir. A cada ciclo do motor, uma quantidade de calor Q1 é fornecida pela queima do diesel, um trabalho W é realizado e um calor Q2 é ejetado para fora do motor. O motor faz girar uma bobina com velocidade angular constante ω de 21.600 graus por segundo, em uma região preenchida por um campo magnético uniforme e estacionário, gerado por um ímã permanente, com intensidade 1/12π tesla. Na bobina, está enrolado um fio condutor formando por N = 22 espiras circulares cuja área de seção transversal é igual a A = 1 m2 . Devido à indução magnética, uma força eletromotriz ξ é gerada em uma tomada que está ligada a um circuito, fornecendo corrente elétrica I a um aparelho de resistência equivalente igual a R. A resistência interna dos fios da bobina e da tomada é denotada por R’. O eixo de rotação da bobina é perpendicular ao campo magnético.

De maneira simplificada, pode-se considerar que o motor e a bobina representam uma usina geradora de energia elétrica, os fios que ligam a bobina até a tomada representam as linhas de transmissão e o aparelho ligado à tomada representa os dispositivos movidos a energia elétrica. 


Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.


A eficiência termodinâmica do motor é de 75%.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108379 Física
A descoberta do eletromagnetismo significou uma grande revolução para a humanidade: a possibilidade de transporte quase instantâneo de grandes quantidades de energia a longas distâncias. O entendimento dos fluxos energéticos e de suas perdas, ao longo da cadeia de produção, transporte e utilização da energia elétrica, é de fundamental importância para o aumento da eficiência energética e a mitigação de seus efeitos sobre a natureza. 

Para o estudo simplificado desses processos, foi criado um sistema constituído por um motor de combustão a diesel que opera em um ciclo de Carnot, conforme figura a seguir. A cada ciclo do motor, uma quantidade de calor Q1 é fornecida pela queima do diesel, um trabalho W é realizado e um calor Q2 é ejetado para fora do motor. O motor faz girar uma bobina com velocidade angular constante ω de 21.600 graus por segundo, em uma região preenchida por um campo magnético uniforme e estacionário, gerado por um ímã permanente, com intensidade 1/12π tesla. Na bobina, está enrolado um fio condutor formando por N = 22 espiras circulares cuja área de seção transversal é igual a A = 1 m2 . Devido à indução magnética, uma força eletromotriz ξ é gerada em uma tomada que está ligada a um circuito, fornecendo corrente elétrica I a um aparelho de resistência equivalente igual a R. A resistência interna dos fios da bobina e da tomada é denotada por R’. O eixo de rotação da bobina é perpendicular ao campo magnético.

De maneira simplificada, pode-se considerar que o motor e a bobina representam uma usina geradora de energia elétrica, os fios que ligam a bobina até a tomada representam as linhas de transmissão e o aparelho ligado à tomada representa os dispositivos movidos a energia elétrica. 


Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.


Considerando que, devido ao atrito, haja uma perda de 50% na transmissão do movimento de rotação do motor para a bobina, calcule o valor da energia elétrica, em kJ, transferida para a tomada em 4 segundos de funcionamento do aparelho. Após realizar todos os cálculos solicitados, despreze, para a marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista. 

Alternativas
Respostas
1: C
2: E
3: C
4: E
5: E
6: C
7: E
8: E
9: E
10: C