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

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

Questão 1)

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.

III. A segunda Lei da Termodinâmica, além de tratar do rendimento e funcionamento das máquinas térmicas, define também a grandeza física da entropia.

IV. A terceira lei da termodinâmica, aborda a impossibilidade e os efeitos de atingir a temperatura de zero absoluto.

É correto o que se afirma em:

Alternativas

Alternativa 1: I, apenas.

Alternativa 2: II, apenas.

Alternativa 3: II e IV, apenas.

Alternativa 4: II, III e IV, apenas.

Alternativa 5: I, II, III e IV.

Questão 2)

Em um projeto desafiador, uma equipe multidisciplinar de engenheiros se viu incumbida de desenvolver um sistema elétrico eficiente para uma nova infraestrutura sustentável. Para o desenvolvimento do projeto, foi necessário levar em consideração princípios básicos da física. Dentro deste contexto, considerando a aplicação da Lei dos Nós de Kirchhoff (também conhecida como Primeira Lei de Kirchhoff), eles tiveram que avaliar algumas suposições levantadas pela equipe.

Fonte: Elaborado pelo professor, 2024.

Considerando este projeto hipotético e a teoria definida pela Lei dos Nós de Kirchhoff, sobre estas suposições levantadas em relação a esta lei, assinale a alternativa correta:

Alternativas

Alternativa 1: A Lei dos Nós de Kirchhoff afirma que a soma algébrica de todas as tensões em torno de um caminho fechado é zero.

Alternativa 2: A corrente total que entra no nó é sempre maior que a corrente total que sai, devido às perdas inerentes aos componentes do circuito.

Alternativa 3: A corrente total que entra no nó é sempre igual à corrente total que sai, independente das características dos componentes do circuito.

Alternativa 4: Em um sistema, o nó é o ponto do circuito onde a corrente se divide ou seu une e o local por onde ocorre a maior dissipação de energia.

Alternativa 5: A eficácia da Lei dos Nós de Kirchhoff diminui à medida que o número de nós no circuito aumenta, tornando-a inaplicável em projetos de grande escala.

Questão 3)

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.