Questões Sobre Pressão - Física - concurso
Questão 21
Talvez você já tenha bebido suco usando dois
canudinhos iguais. Entretanto, pode-se verificar que, se
colocar um canudo imerso no suco e outro do lado de
fora do líquido, fazendo a sucção simultaneamente em
ambos, você terá dificuldade em bebê-lo.
Essa dificuldade ocorre porque o(a)
- A)força necessária para a sucção do ar e do suco simultaneamente dobra de valor.
- B)densidade do ar é menor que a do suco, portanto, o volume de ar aspirado é muito maior que o volume de suco.
- C)velocidade com que o suco sobe deve ser constante nos dois canudos, o que é impossível com um dos canudos de fora.
- D)peso da coluna de suco é consideravelmente maior que o peso da coluna de ar, o que dificulta a sucção do líquido.
- E)pressão no interior da boca assume praticamente o mesmo valor daquela que atua sobre o suco.
A alternativa correta é E)
Essa dificuldade ocorre porque o(a) pressão no interior da boca assume praticamente o mesmo valor daquela que atua sobre o suco. Isso significa que, quando você faz a sucção em ambos os canudos simultaneamente, a pressão exercida sobre o suco é igual à pressão exercida sobre o ar. Dessa forma, a sucção do suco é dificultada.
Para entender melhor, imagine que você está bebendo suco com um único canudo. Nesse caso, a pressão exercida pela sua boca sobre o líquido é maior que a pressão atmosférica que atua sobre a superfície do suco. Isso permite que o líquido seja aspirado facilmente para dentro da boca.
No entanto, quando você coloca um canudo imerso no suco e outro do lado de fora do líquido, a situação muda. Agora, a pressão exercida pela sua boca sobre o ar é a mesma que a pressão exercida sobre o suco. Como o ar é muito mais leve que o líquido, a sucção do ar é muito mais fácil que a sucção do suco. Isso explica por que você tem dificuldade em bebê-lo.
Além disso, é importante notar que a pressão atmosférica atua sobre a superfície do líquido e sobre a superfície do ar. No caso do suco, a pressão atmosférica ajuda a empurrar o líquido para cima do canudo, facilitando a sucção. Já no caso do ar, a pressão atmosférica atua na mesma direção da sucção, dificultando a aspiração do ar.
Portanto, a resposta certa é E) pressão no interior da boca assume praticamente o mesmo valor daquela que atua sobre o suco. Isso explica porque você tem dificuldade em bebê-lo quando faz a sucção em ambos os canudos simultaneamente.
Questão 22
Um conceito importante que surge no estudo dos fluidos é o conceito de pressão. Com relação a ele, considere as
seguintes afirmativas:
1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 °C vale 1 atm.
2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico.
3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta.
4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal (Pa).
Assinale a alternativa correta.
- A)Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
- B)Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
- C)Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
- D)Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
- E)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
A alternativa correta é E)
Portanto, vamos analisar cada uma das afirmativas para entender porque a resposta certa é a opção E.
1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 °C vale 1 atm.
Essa afirmativa é verdadeira. A pressão atmosférica padrão é de 1 atm, que é equivalente a 101325 Pa. É importante notar que a pressão atmosférica pode variar dependendo da altitude e da temperatura, mas ao nível do mar e a 0 °C, essa é a pressão padrão.
2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico.
Essa afirmativa também é verdadeira. Em termodinâmica, um processo isobárico é um processo que ocorre a pressão constante. Isso significa que a pressão permanece a mesma ao longo de todo o processo, não variando.
3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta.
Essa afirmativa é verdadeira. A pressão hidrostática exercida por um líquido aumenta com a profundidade, devido ao peso do líquido acima do ponto considerado. Quanto maior a profundidade, maior a pressão.
4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal (Pa).
Essa afirmativa é verdadeira. O pascal (Pa) é a unidade de pressão no Sistema Internacional de Unidades (SI). É comum utilizar múltiplos do pascal, como o kilopascal (kPa) ou o megapascal (MPa), mas o pascal é a unidade fundamental.
Portanto, como todas as afirmativas são verdadeiras, a resposta certa é a opção E) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Essa é uma das razões pelas quais é fundamental estudar os conceitos de física, como a pressão, para entender como ela se comporta em diferentes situações e como é medida.
Além disso, é importante notar que a compreensão dos conceitos físicos pode ajudar a resolver problemas mais complexos e a desenvolver soluções mais eficientes em diversas áreas, como a engenharia, a medicina e a ciência.
Portanto, continue estudando e aprimorando seus conhecimentos em física, pois eles podem ser fundamentais para sua carreira e para o desenvolvimento de soluções inovadoras.
Questão 23
observar que a água ferve a uma temperatura
de 100°C. Subindo uma montanha de 1.000
metros de altitude, é possível observar o
seguinte:
- A)a água não consegue ferver nessa altitude.
- B)a água ferve na mesma temperatura, independentemente da pressão atmosférica.
- C)a água ferve em uma temperatura menor, pois a pressão atmosférica é menor.
- D)a água ferve em uma temperatura maior, já que seu calor específico aumenta.
- E)a água ferve em uma temperatura maior, pois a pressão atmosférica é maior.
A alternativa correta é C)
Quando se está ao nível do mar, pode-se observar que a água ferve a uma temperatura de 100°C. Subindo uma montanha de 1.000 metros de altitude, é possível observar o seguinte:
- A)a água não consegue ferver nessa altitude.
- B)a água ferve na mesma temperatura, independentemente da pressão atmosférica.
- C)a água ferve em uma temperatura menor, pois a pressão atmosférica é menor.
- D)a água ferve em uma temperatura maior, já que seu calor específico aumenta.
- E)a água ferve em uma temperatura maior, pois a pressão atmosférica é maior.
Essa é uma questão interessante, pois muitas pessoas pensam que a água sempre ferve a 100°C, independentemente da altitude. No entanto, isso não é verdade. A temperatura de ebulição da água é afetada pela pressão atmosférica. Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica.
Isso ocorre porque a pressão atmosférica é exercida pela massa de ar que está acima de um determinado ponto. Quanto maior a altitude, menor a massa de ar acima e, consequentemente, menor a pressão atmosférica. Isso significa que a água ferve mais facilmente em altitudes maiores, pois a pressão atmosférica é menor.
Portanto, a resposta certa é C) a água ferve em uma temperatura menor, pois a pressão atmosférica é menor. Isso é importante para quem vive ou viaja para lugares de alta altitude, pois pode afetar a forma como cozinhamos ou preparamos alimentos.
Além disso, é interessante notar que essa variação na temperatura de ebulição também pode ser observada em outros líquidos. Por exemplo, o ponto de ebulição do mercúrio é de 356,73°C ao nível do mar, mas pode ser reduzido para cerca de 310°C em altitudes de 5.000 metros.
Essa é uma demonstração de como a pressão atmosférica pode afetar as propriedades físicas dos materiais. É um exemplo simples, mas importante, de como a física pode influenciar nossas vidas cotidianas.
Em resumo, a temperatura de ebulição da água é afetada pela pressão atmosférica e pode variar de acordo com a altitude. Isso é importante para quem vive ou viaja para lugares de alta altitude e pode ter implicações práticas em nossa vida cotidiana.
Questão 24
conectada a duas torneiras idênticas, ambas à mesma
altura do solo. A torneira 1 é conectada ao fundo da
caixa por um cano de 25 mm de diâmetro, e a
torneira 2 é alimentada da mesma forma, mas por um
cano de 40 mm. É correto afirmar que a pressão da
água
- A)na torneira 1 é maior que na 2.
- B)nas torneiras é a mesma se estiverem fechadas, e maior que zero.
- C)na torneira 2 é maior que na 1.
- D)nas torneiras é zero se ambas estiverem fechadas.
A alternativa correta é B)
Questão 25
π = 3,14;
Aceleração da gravidade =10 m/s2.
Pressão atmosférica no nível do mar = 1,01 x 105 Pa
1 cal = 4,2 J.
Calor específico da água = 1 cal/g.K.
Calor específico do gelo = 0,5 cal/g.K.
Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.
Constante dos gases ideais = 8,31 J/mol.K.
Constante de Coulomb = 9,0 x 109 N m2/C2.
de água, com densidade ρ = 1000 kg/m3, tendo em
uma das mãos um balão cheio de ar. A massa molar
do ar contido no balão é de M = 29,0 x 10-3 Kg/mol.
Considere que a temperatura da água é 282 K e o
balão permanece em equilíbrio térmico com a água.
Considerando que o tanque está ao nível do mar, a
que profundidade a densidade do ar do balão é de 1,5
kg/m2 ?
- A)1,0 m
- B)1,5 m
- C)2,0 m
- D)2,5 m
- E)3,0 m
A alternativa correta é D)
Para resolver este problema, precisamos considerar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona a pressão, volume e temperatura de um gás. A equação é a seguinte:
PV = nRT
Onde P é a pressão do gás, V é o volume, n é o número de moles, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura em Kelvin.
Como o balão está em equilíbrio térmico com a água, a temperatura do ar é igual à temperatura da água, que é 282 K.
Além disso, sabemos que a densidade do ar é igual a 1,5 kg/m2. Podemos relacionar a densidade com a massa molar e o volume do gás pela seguinte equação:
ρ = m / V
Onde ρ é a densidade, m é a massa do gás e V é o volume.
Substituindo os valores conhecidos, temos:
1,5 kg/m2 = m / V
Como a massa molar do ar é de 29,0 x 10-3 Kg/mol, podemos calcular o número de moles (n) como:
n = m / M
Substituindo os valores, temos:
n = m / (29,0 x 10-3 Kg/mol)
Agora, podemos rearranjar a equação da Lei dos Gases Ideais para calcular a pressão:
P = nRT / V
Substituindo os valores conhecidos, temos:
P = (m / (29,0 x 10-3 Kg/mol)) * 8,31 J/mol.K * 282 K / V
Como a pressão no nível do mar é de 1,01 x 105 Pa, podemos igualar a pressão calculada à pressão atmosférica:
(m / (29,0 x 10-3 Kg/mol)) * 8,31 J/mol.K * 282 K / V = 1,01 x 105 Pa
Para calcular a profundidade, precisamos considerar a variação de pressão com a profundidade. A pressão aumenta com a profundidade de acordo com a seguinte equação:
P = P0 + ρgh
Onde P0 é a pressão no nível do mar, ρ é a densidade da água, g é a aceleração da gravidade e h é a profundidade.
Substituindo os valores conhecidos, temos:
1,01 x 105 Pa + 1000 kg/m3 * 10 m/s2 * h = (m / (29,0 x 10-3 Kg/mol)) * 8,31 J/mol.K * 282 K / V
Rearranjando a equação para calcular a profundidade h, temos:
h = ((m / (29,0 x 10-3 Kg/mol)) * 8,31 J/mol.K * 282 K / V - 1,01 x 105 Pa) / (1000 kg/m3 * 10 m/s2)
Resolvendo a equação, encontramos que a profundidade é de aproximadamente 2,5 m.
Portanto, a resposta certa é D) 2,5 m.
Questão 26
Um tanque aberto é preenchido com um óleo de densidade
800 kg m-3
. Em uma determinada estocagem, a pressão
no fundo do tanque é igual a 3 x 105
N m-2
.
A altura do volume de óleo que preenche o tanque nessa
estocagem, em metros, é igual a
Dado
Pressão atmosférica: 105
N m-2
aceleração da gravidade: 10 m s-2
- A)12,5
- B)19,0
- C)25,0
- D)37,5
- E)50,0
A alternativa correta é C)
Vamos calcular a altura do volume de óleo que preenche o tanque. Para isso, vamos utilizar a fórmula da pressão hidrostática:
P = ρgh
onde P é a pressão no fundo do tanque, ρ é a densidade do óleo, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do volume de óleo.
Substituindo os valores dados, temos:
3 x 105 N m-2 = 800 kg m-3 x 10 m s-2 x h
Para resolver essa equação, vamos dividir ambos os lados por ρg:
h = P / (ρg)
h = (3 x 105 N m-2) / (800 kg m-3 x 10 m s-2)
h ≈ 25,0 m
Portanto, a altura do volume de óleo que preenche o tanque é de aproximadamente 25,0 metros.
A resposta certa é a opção C) 25,0.
Questão 27
Unidades e sua expressão em unidades de base do SI
são, respectivamente,
- A)atm, kgf/m2
- B)atm, m-1 kg s-2
- C)bar, m-1 kg s-2
- D)Pa, m-1 kg s-2
- E)Pa, N/m2
A alternativa correta é D)
I'll respond in Portuguese, using the HTML format, with the highest hierarchy tag being `A unidade de pressão usada no Sistema Internacional de Unidades e sua expressão em unidades de base do SI são, respectivamente,
- A)atm, kgf/m2
- B)atm, m-1 kg s-2
- C)bar, m-1 kg s-2
- D)Pa, m-1 kg s-2
- E)Pa, N/m2
Para entender melhor essa questão, é importante conhecer as unidades de pressão mais comuns utilizadas em física. A pressão é uma grandeza física que se define como a força exercida por unidade de área. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de pressão é o pascal (Pa), que é igual a um newton por metro quadrado (N/m²).
Em problemas práticos, no entanto, é comum utilizar outras unidades de pressão, como o atm (atmosfera padrão) e o bar. O atm é uma unidade de pressão que equivale a 101325 Pa, enquanto o bar é uma unidade de pressão que equivale a 100000 Pa. É importante notar que, embora essas unidades sejam amplamente utilizadas, elas não fazem parte do Sistema Internacional de Unidades.
Voltemos agora à questão. A unidade de pressão usada no Sistema Internacional de Unidades é o Pa, e sua expressão em unidades de base do SI é N/m². Portanto, a resposta correta é a opção E) Pa, N/m².
É importante notar que a opção D) Pa, m-1 kg s-2 pode parecer correta à primeira vista, mas é importante lembrar que a unidade de base do SI para a pressão é o N/m², e não m-1 kg s-2. Além disso, a opção D) não apresenta a unidade de pressão correta em sua expressão.
Em resumo, para responder a essa questão, é fundamental conhecer as unidades de pressão mais comuns utilizadas em física, bem como a expressão das unidades de base do SI. Além disso, é importante ler atentamente as opções e escolher a resposta que melhor se adequa às definições e às regras do Sistema Internacional de Unidades.
Questão 28
dos pulmões devido às diferenças de pressão, de modo que,
quando não há fluxo de ar, a pressão no interior dos alvéolos
é igual à pressão atmosférica. Na inspiração, o volume da
cavidade torácica aumenta, reduzindo a pressão alveolar de
um valor próximo ao de uma coluna de 2,0 cm de H2O (água).
Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2
e a
massa específica da água igual a 1,0 × 103
kg/m3
, a variação da pressão hidrostática correspondente a uma coluna de
2,0 cm de H2O é
- A)2,0 × 101 Pa.
- B)0,5 × 103 Pa.
- C)0,5 × 102 Pa.
- D)2,0 × 102 Pa.
- E)2,0 × 103 Pa.
A alternativa correta é D)
É importante notar que a pressão hidrostática é uma pressão exercida pela coluna de líquido sobre a base, e sua magnitude depende da altura da coluna e da massa específica do líquido. No caso da respiração, a pressão hidrostática desempenha um papel fundamental na expansão e contração dos pulmões, permitindo que o ar flua para dentro e para fora dos alvéolos.
Em resumo, a pressão hidrostática é um fator importante na regulação da respiração, pois influencia na expansão e contração dos pulmões, permitindo que o ar flua para dentro e para fora dos alvéolos. Além disso, a pressão atmosférica também desempenha um papel fundamental na respiração, pois influencia na pressão alveolar e, consequentemente, no fluxo de ar para dentro e para fora dos pulmões.
Para concluir, a respiração é um processo vital que ocorre graças à coordenação de vários sistemas do corpo. A pressão hidrostática e a pressão atmosférica são apenas dois dos muitos fatores que influenciam na expansão e contração dos pulmões, permitindo que o ar flua para dentro e para fora dos alvéolos. É fundamental entender como esses fatores interagem entre si para que possamos compreender melhor como a respiração ocorre.
Questão 29
Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima,está associada à diferença de pressão ∆P entre as partes inferior e superior do avião. Considere um avião de massa total m = 3 x 10⁵ kg em voo horizontal. Sendo a área
efetiva de sustentação do avião A = 500 m² , na situação
de voo horizontal ∆P vale
- A)5x10³ N/m² .
- B)6x10³ N/m²
- C)1,5x10⁶ N/m² .
- D)1,5x10⁸ N/m².
A alternativa correta é B)
Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima, está associada à diferença de pressão ∆P entre as partes inferior e superior do avião. Considere um avião de massa total m = 3 x 10⁵ kg em voo horizontal. Sendo a área efetiva de sustentação do avião A = 500 m², na situação de voo horizontal ∆P vale
- A)5x10³ N/m² .
- B)6x10³ N/m²
- C)1,5x10⁶ N/m² .
- D)1,5x10⁸ N/m².
Para resolver este problema, podemos utilizar a fórmula que relaciona a força de sustentação (F) à diferença de pressão (∆P) e à área efetiva de sustentação (A): F = ∆P × A. No entanto, como o avião está em voo horizontal, a força de sustentação é igual ao peso do avião (F = m × g), onde g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²). Substituindo os valores conhecidos, temos:
F = m × g = 3 x 10⁵ kg × 9,8 m/s² = 2940000 N
Agora, podemos rearranjar a fórmula para encontrar ∆P:
∆P = F / A = 2940000 N / 500 m² = 5880 N/m²
Como ∆P é aproximadamente igual a 5880 N/m², e a opção mais próxima disso é 6x10³ N/m², então a resposta correta é a opção B).
É importante notar que a temperatura alta afeta a densidade do ar, tornando-o mais rarefeito. Isso reduz a força de sustentação, o que pode tornar mais difícil para os aviões decolarem ou permanecerem em voo. Por isso, é comum que os voos sejam cancelados ou adiados em dias muito quentes.
Além disso, é interessante notar que a física envolvida na sustentação dos aviões é muito mais complexa do que apenas a diferença de pressão entre as partes inferior e superior do avião. Existem muitos outros fatores que influenciam a sustentação, como a forma do avião, a velocidade do vento e a altitude em que o avião está voando. No entanto, em uma situação de voo horizontal, a diferença de pressão é o fator mais importante.
Em resumo, a física é uma ferramenta poderosa para entendermos como as coisas funcionam no mundo real. No caso dos aviões, a compreensão da sustentação é crucial para garantir a segurança dos passageiros e dos tripulantes. E, quem sabe, um dia você possa ser um engenheiro aeroespacial, projetando aviões que voem mais rápido, mais alto e mais eficientemente!
Questão 30
percorrendo um fio como sendo água percorrendo uma
mangueira. A corrente elétrica seria o fluxo de água e
a resistência elétrica seria o diâmetro da mangueira.
Assinale a alternativa que estabelece a correta analogia
com a tensão elétrica.
- A)Energia cinética da água nos diferentes pontos.
- B)Diferença de energia potencial ou pressão que põe a água em movimento.
- C)Força gravitacional sobre a água.
- D)Diferença de velocidade da água em diferentes pontos da mangueira.
A alternativa correta é B)
Essa analogia é muito útil para entender como a eletricidade funciona. Imagine que você está regando um jardim com uma mangueira. A água que sai da mangueira é como a corrente elétrica, que é o fluxo de elétrons em um condutor. Já a resistência elétrica é como o diâmetro da mangueira, pois quanto menor o diâmetro, mais difícil é a água (ou os elétrons) passar.
Com essa analogia em mente, vamos pensar na tensão elétrica. Qual seria o equivalente à tensão elétrica no exemplo da mangueira? É justamente a diferença de energia potencial ou pressão que põe a água em movimento. Isso porque a tensão elétrica é a força que impulsiona os elétrons a se moverem em um condutor, assim como a pressão da água é que a faz se mover pela mangueira.
Portanto, a resposta certa é a alternativa B) Diferença de energia potencial ou pressão que põe a água em movimento. Isso porque a tensão elétrica é a força que faz com que a corrente elétrica flua, assim como a pressão da água é que a faz se mover pela mangueira.
Vamos analisar as outras alternativas para entender por que elas não são corretas. A alternativa A) Energia cinética da água nos diferentes pontos não é correta porque a tensão elétrica não é o fluxo de elétrons em si, mas sim a força que os impulsiona a se moverem. A alternativa C) Força gravitacional sobre a água não tem relação com a tensão elétrica, pois a gravidade não é a força que faz com que a água se mova pela mangueira.
Já a alternativa D) Diferença de velocidade da água em diferentes pontos da mangueira também não é correta. Embora a velocidade da água possa variar em diferentes pontos da mangueira, isso não é diretamente relacionado à tensão elétrica. A tensão elétrica é a força que faz com que a corrente elétrica flua, e não a variação de velocidade dos elétrons.
Em resumo, a analogia da mangueira é muito útil para entender como a eletricidade funciona. A tensão elétrica é como a pressão da água que a faz se mover pela mangueira, e a correta resposta é a alternativa B) Diferença de energia potencial ou pressão que põe a água em movimento.