Projeto de Ensino – Compreensão dos Principais Conceitos de Física – 51/2025

PROJETO DE ENSINO – COMPREENSÃO DOS PRINCIPAIS CONCEITOS DE FÍSICA – 51/2025

Questão 1

Em um circuito elétrico, as Leis de Kirchhoff – a Lei dos Nós e a Lei das Malhas – são fundamentais para a análise de correntes e tensões, respectivamente. A Lei dos Nós afirma que a soma das correntes que entram em um nó é igual à soma das correntes que saem desse nó, refletindo a conservação da carga elétrica. Por outro lado, a Lei das Malhas estabelece que a soma das tensões ao redor de qualquer malha fechada no circuito é igual a zero, o que representa a conservação da energia.

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Figura 1 – Circuito elétrico hipotético

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Com base no exposto sobre as Lei de Malhas de Kirchhoff, assinale a alternativa que indique o valor da queda de tensão em R2, sabendo que o circuito é composto por uma fonte de tensão contínua de 30V e três resistores em série R1, R2 e R3, onde as quedas de tensão em R1 e R3 são de 2V e 7V, respectivamente.

Alternativas
Alternativa 1: 0V.
Alternativa 2: 5V.
Alternativa 3: 12V.
Alternativa 4: 21V.
Alternativa 5: -7V.

Questão 2

Calorimetria, um campo fundamental da física dedicado à análise das transferências de energia térmica. Ela visa compreender processos que envolvem o calor em trânsito entre corpos. Essa energia, denominada calor, surge devido às disparidades de temperatura entre os corpos envolvidos. Compreender a calorimetria é essencial para desvendar os mecanismos por trás das trocas de energia térmica em sistemas diversos, desde a escala microscópica até processos macroscópicos complexos.

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Suponha que você tenha um recipiente fechado contendo 2 kg de água a 20 °C e deseje aquecê-la até 80 °C usando um elemento de aquecimento elétrico. Quanto ao resultado do cálculo da quantidade de energia (em forma de calor) necessária para este processo, considerando que o calor específico da água é aproximadamente 4,18 kJ/kg°C e ignorando as perdas de calor para o ambiente, assinale a alternativa correta:

Alternativas

Alternativa 1: 100 KJ.
Alternativa 2: 450 KJ.
Alternativa 3: 89,7 KJ.
Alternativa 4: 201,7 KJ.
Alternativa 5: 501,6 KJ.

Questão 3

A corrente elétrica é a grandeza física que estabelece a quantidade de carga que atravessa a secção transversal de um condutor a cada segundo. Na engenharia, a compreensão da corrente elétrica é de extrema importância para análise e otimização de circuitos elétricos, sistemas de potência, dispositivos eletrônicos, dispositivos que combinam princípios mecânicos e elétricos, entre outras aplicações.

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando o exposto sobre corrente elétrica, analise as afirmativas a seguir:

I. Pode-se afirmar que a corrente elétrica que passa pela secção reta de um condutor 42 C a cada minuto em Amperes é de 0,5 A.
II. Um exemplo de corrente contínua é uma bateria que tem dois terminais: um positivo (+) e um negativo (-). Quando você conecta a bateria a um circuito, como ligando os dois terminais através de um fio condutor e incluindo um pequeno LED (diodo emissor de luz) no caminho, você estabelece um caminho fechado pelo qual os elétrons podem fluir, ou seja, os elétrons são forçados a deslocar-se em sentido único mostrando um exemplo de corrente contínua.
III. Na corrente elétrica alternada, o sentido do movimento dos elétrons é periodicamente invertido devido a uma inversão na polaridade do potencial que é aplicado ao condutor.

É correto o que se afirma em:

Alternativas

Alternativa 1: I, apenas.
Alternativa 2: II, apenas.
Alternativa 3: I e III, apenas.
Alternativa 4: II e III, apenas.
Alternativa 5: I, II e III.

Questão 4

A Termodinâmica estuda a troca de matéria e a troca de energia pelo trabalho e pelo calor entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança. A compreensão dela se torna importante devido a sua grande aplicabilidade na engenharia, mas principalmente em sistemas elétricos e de refrigeração.

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Com base nas leis que regem a termodinâmica, analise as afirmativas a seguir:

I. A lei zero da termodinâmica é utilizada principalmente para definir escalas de temperatura e não tem aplicação direta na determinação do equilíbrio térmico entre corpos.
II. Na Primeira Lei da Termodinâmica, os sistemas de transformação energética das substâncias sofrem modificações que são, diretamente, relacionadas à energia disponível em suas moléculas, a energia interna. Essa energia pode ser transformada em calor que flui para dentro ou para fora de um sistema, ou em trabalho, que resulta em uma expansão ou contração das fronteiras do sistema termodinâmico.