Carnot e Óptica

Os faróis de 2 carros que se movimentam em uma estrada emitem feixes de luz. Em certo instante, os faróis se interceptam. Assinale a opção que descreve CORRETAMENTE o que acontece após o cruzamento dos feixes.

• Os feixes diminuem de intensidade.

• Um feixe se reflete no outro feixe.

• Os dois feixes se juntam formando um único feixe.

• Os feixes continuam sua propagação como se nada tivesse acontecido.

Em um ambiente totalmente escuro, é feito um experimento, que consiste em colocar nesse ambiente uma pessoa com visão normal, diante de uma folha em branco, de um gato preto e de um espelho plano. Qual desses três elementos a pessoa verá no ambiente?

• A folha em branco, pois trata-se do objeto mais claro presente no ambiente.

• Nenhum deles, pois o ambiente está desprovido totalmente de luz.

• O espelho plano, pois possui uma superfície amplamente refletora.

• O gato preto, pois seus olhos brilham, mesmo que no escuro.

Considere uma fibra ótica distendida ao longo de uma trajetória sinuosa. Uma das extremidades recebe luz que, através da fibra, sai pela outra extremidade. Note que a fibra não segue uma trajetória retilínea. Essa aparente violação dos conceitos de ótica geométrica, a respeito da propagação retilínea da luz, pode ser explicada da seguinte forma:

• A luz percorre trajetórias retilíneas no interior da fibra, sofrendo múltiplas reflexões na superfície da fibra até a saída.

• A luz no interior da fibra somente se propaga se a fibra estiver disposta em linha reta.

• A luz sofre refrações múltiplas durante sua propagação, havendo apenas uma reflexão total na saída da fibra.

• A luz no interior da fibra viola os princípios da óptica geométrica.

Dos objetos citados a seguir, assinale aquele que seria visível em uma sala perfeitamente escura:

• um espelho

• qualquer superfície de cor clara

• um fio aquecido ao rubro

• uma lâmpada desligada

• um gato preto

Admita que o sol subitamente “morresse”, ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Vinte e quatro horas após esse evento, um eventual sobrevivente, olhando para o céu, sem nuvens, veria:

• a Lua e estrelas

• somente a Lua

• somente estrelas

• uma completa escuridão

• somente os planetas do sistema solar

Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:

• os raios luminosos cancelam-se.

• mudam a direção de propagação.

• continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.

• propagam-se em trajetórias curvas.

• retornam em sentidos opostos.

Um refrigerador foi construído utilizando-se uma máquina de Carnot cuja eficiência, na forma de máquina de calor, é igual a 0,1. Se esse refrigerador realiza um trabalho de 10 J, é CORRETO afirmar que a quantidade de calor removida do reservatório de menor temperatura foi, em joules, de

• 100

• 99

• 90

• 10

• 1

Em uma máquina térmica, uma fonte quente fornece 80 kJ de energia na forma de calor, enquanto uma fonte fria descarrega 60 kJ de calor para o meio ambiente. Portanto, o rendimento dessa máquina é igual a

• 20%

• 25%

• 30%

• 35%

• 40%

A Revolução Industrial foi acompanhada por profundas transformações na Europa. Os novos meios de transporte, que utilizavam as máquinas térmicas recém-criadas, foram essenciais aos avanços relacionados à industrialização por todo o continente. Naquele período, foi demonstrado teoricamente que uma máquina térmica ideal é aquela que descreve um ciclo especial, denominado ciclo de Carnot. Sobre os princípios físicos da Termodinâmica e do ciclo de Carnot, assinale a alternativa correta.

• As máquinas térmicas, que operam em ciclos, são incapazes de retirar o calor de uma fonte e o transformar integralmente em trabalho.

• Em uma máquina térmica que opera em ciclos de Carnot, ocorrem duas transformações isobáricas e duas isovolumétricas.

• No ciclo de Carnot, ocorre uma transformação reversível, enquanto as demais são irreversíveis.

• O rendimento de uma máquina térmica é nulo quando as etapas do ciclo de Carnot forem transformações reversíveis.

• Uma máquina térmica é capaz de transferir calor de um ambiente frio para um quente sem a necessidade de consumir energia externa.

Um Físico, buscando economizar combustível construiu uma máquina térmica que em cada ciclo absorve 5000 Joules da fonte quente a uma temperatura de 600 K e, rejeita 3000 Joules para a fonte fria. Sabendo que a maquina térmica tem um desempenho de 80% da máquina de Carnot, a temperatura da fonte fria vale:

• 120 K

• 300 K

• 480 K

• 200 K

• 400 K