Lição de casa da aula: Energia Interna Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a descrever a energia interna de um objeto em termos das mudanças na energia cinética e potencial de suas partículas.

Q1:

Na teoria cinética de um gás ideal, a energia interna de um gás é modelada como consistindo apenas na energia cinética das partículas do gás. Qual das seguintes afirmações descreve mais corretamente por que é que esta aproximação é eficaz na modelação de algumas mudanças em gases reais?

  • AA energia potencial das partículas num gás é toda convertida em energia cinética por colisões entre as partículas do gás.
  • BAs partículas de gás viajam a velocidades tão elevadas que as forças entre elas agem por intervalos de tempo desprezáveis.
  • CA energia interna do gás está a ser continuamente convertida entre a energia cinética e a energia potencial, de modo que toda a energia pode ser considerada, em média, como energia cinética.
  • DAs distâncias entre as partículas de um gás são grandes o suficiente para que as forças médias de atração entre as partículas sejam desprezáveis.

Q2:

O calor latente específico de uma substância é a energia necessária para alterar a fase de um objeto feito da substância que possui uma massa de um quilograma.

Enquanto um objeto está mudando de fase, a distância média entre suas partículas muda?

  • ANão
  • BSim

Enquanto um objeto está mudando de fase, a energia cinética média de suas partículas muda?

  • ANão
  • BSim

Enquanto um objeto está mudando de fase, a energia potencial média de suas partículas muda?

  • ASim
  • BNão

Enquanto um objeto está mudando de fase, sua energia interna muda?

  • ANão
  • BSim

Enquanto um objeto está mudando de fase, sua temperatura muda?

  • ASim
  • BNão

Q3:

Qual das seguintes afirmações descreve mais corretamente a energia interna 𝐸 de um objeto em termos da energia cinética total das suas partículas CEtot e a energia potencial total das suas partículas PEtot?

  • A𝐸=+CEPEtottot
  • B𝐸=CEPEtottot
  • C𝐸=CEtot
  • D𝐸=CEPEtottot
  • E𝐸=PECEtottot

Q4:

O gráfico mostra a razão da energia potencial para a energia cinética que constitui a energia interna de um objeto. As diferentes temperaturas 𝑇, 𝑇, 𝑇 e 𝑇 do objeto correspondem às linhas verticais no gráfico.

Qual é a temperatura que corresponde ao ponto de fusão do objeto?

  • A𝑇
  • B𝑇
  • C𝑇
  • D𝑇

Qual é a temperatura que corresponde ao ponto de ebulição do objeto?

  • A𝑇
  • B𝑇
  • C𝑇
  • D𝑇

Em que região do gráfico I, II, III, IV e V, o objeto está no estado sólido?

  • ARegião I
  • BRegião III
  • CRegião V
  • DRegião IV
  • ERegião II

Em que região do gráfico I, II, III, IV e V, o objeto está no estado líquido?

  • ARegião IV
  • BRegião V
  • CRegião II
  • DRegião I
  • ERegião III

Em que região do gráfico I, II, III, IV e V, o objeto está no estado gasoso?

  • ARegião I
  • BRegião III
  • CRegião II
  • DRegião V
  • ERegião IV

Em que regiões do gráfico I, II, III, IV e V, o objeto está em transição de estado?

  • ARegiões II e IV
  • BRegiões II e III
  • CRegiões III e V
  • DRegiões III e IV
  • ERegiões II, III e IV

Em que região do gráfico I, II, III, IV e V, a componente energia cinética da energia interna do objeto é igual à componente energia potencial?

  • ARegião II
  • BRegião I
  • CRegião III
  • DRegião V
  • ERegião IV

Na região V do gráfico, como é que a razão da componente energia potencial da energia interna do objeto para a componente energia cinética varia à medida que a temperatura do objeto aumenta?

  • ADiminui
  • BPermanece constante
  • CAumenta

Q5:

Um objeto sólido consiste em quatro partículas, como mostrado no diagrama. As partículas oscilam em torno das posições médias que definem os cantos de um quadrado. O objeto é aquecido e a separação média de cada partícula de cada um de seus vizinhos mais próximos aumenta de 𝑑 para 𝑑.

A energia potencial total das partículas do objeto aumenta, diminui ou permanece constante?

  • AAumenta.
  • BPermanece constante.
  • CDiminui.

A energia cinética total das partículas do objeto aumenta, diminui ou permanece constante?

  • ADiminui.
  • BAumenta.
  • CPermanece constante.

A energia interna do objeto aumenta, diminui ou permanece constante?

  • APermanece constante.
  • BAumenta.
  • CDiminui.

A temperatura do objeto aumenta, diminui ou permanece constante?

  • AAumenta.
  • BDiminui.
  • CPermanece constante.

O objeto muda de fase?

  • ANão
  • BSim

Q6:

Um objeto consiste em duas partículas que oscilam em torno de posições médias que estão separadas uma distância 𝑑, como se mostra no diagrama. Quando as partículas estão na sua maior separação possível, 𝑑, têm velocidades 𝑣. Quando as partículas estão na sua menor separação possível, 𝑑, têm velocidade 𝑣. A velocidade das partículas nas suas posições médias é 𝑠média.

Como se compara o valor de 𝑣 com o de 𝑠média?

  • A𝑣>𝑠média
  • B𝑣<𝑠média
  • C𝑣=𝑠média

Como se compara o valor de 𝑣 com o valor de 𝑠média?

  • A𝑣<𝑠média
  • B𝑣>𝑠média
  • C𝑣=𝑠média

Qual é a energia cinética total das partículas quando as suas velocidades são iguais a 𝑣?

Qual é a energia cinética potencial total das partículas quando as suas velocidades são iguais a 𝑣?

Q7:

O aumento da energia potencial de uma partícula à medida que aumenta sua distância de outra partícula é mostrado no gráfico. Se a energia dada à partícula, Δ𝐸, para aumentar sua distância em Δ𝑑 é a mesma para cada aumento de distância, como a energia cinética aumenta, ΔKE, da partícula a uma distância Δ𝑑 compare com o aumento da energia cinética que ocorrerá por um período adicional Δ𝑑 aumentado na distância, ΔKE?

  • AΔ=ΔKEKE
  • BΔ>ΔKEKE
  • CΔ<ΔKEKE

Q8:

Um objeto consiste em duas partículas estão ligadas uma à outra, oscilando em torno de pontos que estão separados uma distância de 𝑑, como se mostra no diagrama. As linhas circulares tracejadas representam a distância máxima que as partículas oscilam das suas posições médias. A energia interna do objeto aumenta Δ𝐸 e a distância entre as partículas aumenta Δ𝑑 para 𝑑. A energia interna do objeto é, em seguida, aumentada mais Δ𝐸=Δ𝐸 e a distância entre as partículas aumenta mais. As velocidades das partículas quando estão nos pontos separados por uma distância de 𝑑=𝑑+Δ𝑑 é igual às velocidades das partículas quando a sua distância de separação média era de 𝑑.

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a força de atração média que as partículas exercem umas nas outras é igual a, menor do que ou maior do que a força de atração média que as partículas exercem quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑?

  • AMenor do que
  • BIgual a
  • CMaior do que

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a temperatura do objeto aumenta?

  • ASim
  • BNão

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a temperatura do objeto aumenta?

  • ANão
  • BSim

Q9:

A água líquida tem uma densidade de 997 kg/m3, enquanto o vapor de água tem uma densidade de 0,804 kg/m3. 1 quilograma de água contém 3,346×10HO2 moléculas. O vapor de água é aquecido, expandindo seu volume para 50 m3. A força exercida pelas partículas umas sobre as outras é proporcional à 1𝑑, onde 𝑑 é a distância entre as partículas.

Quantas vezes maior a distância média entre áreas de moléculas adjacentes de HO2 na fase gasosa é do que na fase líquida antes do gás ser aquecido? Responda a três números significativos.

Quantas vezes maior a distância média entre áreas de moléculas adjacentes de HO2 na fase gasosa é do que na fase líquida depois do gás ser aquecido? Responda a três números significativos.

Qual é a razão entre a força atrativa média entre as partículas adjacentes na fase líquida e a força atrativa média entre as partículas adjacentes na fase gasosa antes do gás ser aquecido? Responda a três números significativos.

Qual é a razão entre a força atrativa média entre as partículas adjacentes na fase líquida e a força atrativa média entre as partículas adjacentes na fase gasosa após o aquecimento do gás? Responda a três números significativos.

Q10:

Um objeto sólido contém muitas partículas. Duas dessas partículas oscilam em torno de pontos separados por uma distância 𝑑, como mostrado no diagrama, movendo uma velocidade média 𝑠média. A velocidade média das partículas é representada nos diagramas pelos raios, 𝑟, dos círculos tracejados que correspondem à maior distância que as partículas se movem dos centros de suas oscilações. O objeto que contém as partículas é aquecido e a distância entre as partículas aumenta para 𝑑, enquanto o valor de 𝑠média aumenta. O objeto é então aquecido ainda mais. Após esse aquecimento adicional, as partículas são separadas por uma distância máxima 𝑑, onde 𝑑>2𝑑. As partículas se atraem e a distância entre elas é reduzida a 𝑑.

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a energia cinética total das partículas aumenta?

  • ANão
  • BSim

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a energia potencial total das partículas aumenta?

  • ASim
  • BNão

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a energia cinética total das partículas aumenta?

  • ASim
  • BNão

Quando a distância entre as partículas aumenta de 𝑑 para 𝑑, a energia potencial total das partículas aumenta?

  • ASim
  • BNão

Quando a distância entre as partículas é 𝑑, como é a velocidade delas, 𝑠, comparada com a velocidade máxima, 𝑠max, que as partículas tinham quando a distância média entre elas era 𝑑?

  • A𝑠<𝑠max
  • B𝑠=𝑠max
  • C𝑠>𝑠max

Quando a distância entre as partículas é 𝑑, sua energia potencial total é maior que, menor que ou igual a zero?

  • AIgual a zero
  • BMenor que zero
  • CMaior que zero

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