UEM 2018 (Inverno) — questão 30 de Física

Gabarito 18Energia — transformações de energia: usina nuclear, MHS, energia cinética e entalpiaVestibular de Inverno · Conhecimentos Gerais (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 30 de Física do UEM 2018 (Inverno)

Enunciado em texto

Assinale a(s) alternativa(s) que apresenta(m) uma correta descrição de transformações químicas e físicas de energia.

(01) A energia nuclear é convertida em energia elétrica através da emissão de partículas beta nucleares que se convertem em elétrons, sendo esses elétrons capturados por transformadores e transportados para a rede elétrica.

(02) No movimento de um oscilador harmônico simples com uma dada energia, há duas posições no espaço em que o oscilador apresenta energia potencial máxima, e uma posição no espaço, em que o oscilador apresenta energia cinética máxima.

(04) Em uma reação química ocorre a transformação de reagentes em produtos. Para que a reação ocorra de maneira espontânea, a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes deve sempre ser positiva, ou seja, a reação deve ser exotérmica.

(08) A energia cinética de um corpo é diretamente proporcional à raiz quadrada da velocidade desse corpo e de sua massa.

(16) A variação de entalpia é a quantidade de calor que se mede, sob pressão constante, em uma transformação química.

(Enunciado: Vestibular UEM 2018 (Inverno) — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar descrições de transformações de energia, de Física e de Química.

(01) Falsa. Numa usina nuclear, a fissão aquece a água, o vapor gira uma turbina e a turbina aciona um gerador, que produz a energia elétrica por indução. Partículas beta não são “capturadas por transformadores”; transformadores só alteram a tensão da corrente alternada.

(02) Verdadeira. A energia potencial é máxima nos dois extremos (x=±Ax = \pm A), onde a velocidade é zero; a cinética é máxima numa só posição, a de equilíbrio (x=0x = 0).

(04) Falsa. Reação exotérmica tem ΔH=Hp−Hr\Delta H = H_p - H_r negativo, não positivo. Além disso, ser exotérmica não é condição obrigatória de espontaneidade (há reações endotérmicas espontâneas, como a dissolução de alguns sais); o critério completo envolve também a entropia.

(08) Falsa. A energia cinética é

Ec=mv22E_c = \frac{m v^2}{2}

proporcional à massa e ao quadrado da velocidade, não à raiz quadrada.

(16) Verdadeira. Por definição, ΔH=Qp\Delta H = Q_p: a variação de entalpia é o calor trocado numa transformação a pressão constante.

⚠️ A armadilha: a (04) mistura duas ideias certas com um sinal trocado: exotérmica é ΔH<0\Delta H < 0 (os produtos têm menos entalpia que os reagentes).

A ideia em uma frase: no MHS a energia oscila entre potencial (nos extremos) e cinética (no centro); Ec = mv²/2; e ΔH é o calor a pressão constante.

Resposta: soma 18 (02 + 16).

Vídeo em breve

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