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Exercícios de Radiação do Corpo Negro

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Quer colocar o estudo em prática? O Stoodi tem exercícios de Radiação do Corpo Negro dos maiores vestibulares do Brasil.

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  1. 1. ENEM 2017
    A faixa espectral da radiação solar que contribui fortemente para o efeito mostrado na tirinha é caracterizada como
  2. 2. ENEM 2017
    A figura mostra como é a emissão de radiação eletromagnética para cinco tipos de lâmpada: haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED (diodo emissor de luz). As áreas marcadas em cinza são proporcionais à intensidade da energia liberada pela lâmpada. As linhas pontilhadas mostram a sensibilidade do olho humano aos diferentes comprimentos de onda. UV e IV são as regiões do ultravioleta e do infravermelho, respectivamente. Um arquiteto deseja iluminar uma sala usando uma lâmpada que produza boa iluminação, mas que não aqueça o ambiente. Disponivel em http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu. Acesso em: 8 maio 2017 (adaptado). Qual tipo de lâmpada melhor atende ao desejo do arquiteto?
  3. 3. Stoodi
    Existe uma relação entre a cor e a temperatura das estrelas, ou seja, se soubermos a cor de determinada estrela, podemos estimar aproximadamente a sua temperatura. Estrela alpha da constelação de Órion é uma das estrelas mais interessantes para se observar a olho nu. Seu forte brilho avermelhado se destaca no início da noite como uma das estrelas mais bonitas do céu. Note e Adote: Constante da Lei de Wien b 3.10-3 m.K Desconsidere o efeito Doppler da luz. De acordo com o texto e a tabela, a temperatura, da estrela alpha, em Kelvin, é de aproximadamente: Cor Comprimento de Onda λ(m) vermelho 710.10-9m Alaranjado 620.10-9m Amarelo 590.10-9m Verde 570.10-9m Azul 495.10-9m Anil 450.10-9m Violeta 380.10-9m  
  4. 4. UNICAMP
    (Adaptado) Um corpo negro (e = 1) cuja temperatura absoluta é T se encontra em um ambiente cuja temperatura absoluta é TAMB, a potência líquida que ele perde por emissão e absorção de ondas eletromagnéticas é dada por PLIQ = PABSORVIDA – PEMITIDA. Considerando que a pele de uma pessoa se comporte como corpo negro, com temperatura de T = 37° C e o ambiente que ela se encontra está TAMB = 27°C, a perda total diária de energia por emissão e absorção de ondas eletromagnéticas por essa pessoa, em Joules, é de: Considere que a superfície corpórea tem 2 m²; 1 dia 9 × 104 s 3,14 = 92,4 Constante de Stefan-Boltzmann   6 × 10-8 W/m².K4
  5. 5. ENEM 2013
    Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termomêtro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi
  6. 6. Stoodi
    Um aquecedor tem a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica. O aquecedor ilustrado abaixo, possui 6 conectores, 3 filamentos cilíndricos de área superficial A = 9.10-3 m² e emissividade e = 0,9. Supondo que toda energia térmica liberada seja na forma de radiação eletromagnética e ocorra de forma exclusiva pela superfície dos filamentos, a potência, em W, do aquecedor quando a superfície do filamento atingir 727° C, é de: Note e Adote: Constante de Stefan-Boltzmann = 5,7.10-8W/(m2.k4) 
  7. 7. ITA 2003
    Qual dos gráficos adiante melhor representa a taxa P de calor emitido por um corpo aquecido, em função de sua temperatura absoluta T?
  8. 8. Stoodi
    A radiação infravermelha pode ser utilizada para detectar a temperatura de objetos. Atualmente, em alguns hospitais ou farmácias, utilizam termômetros capazes de medir a temperatura do corpo humano através da recepção da radiação infravermelha emitida pelo paciente. Suponha que um desses termômetros esteja quebrado, e só consegue medir o comprimento de onda da radiação mais emitida pelo corpo humano, dessa forma de acordo com a tabela e a figura abaixo, o estado do paciente é de: Note e Adote: Constante da Lei de Wien b = 2,9.10-3 m.k Considere que o corpo humano se comporte como um corpo negro. Hipotermia Temperatura Sem febre (Normal) 35°C ≤ Temperatura ≤ 37°C Febril 37° C Febre 38°C ≤ Temperatura ≤ 39°C Febre Alta Temperatura > 39° C
  9. 9. Stoodi
    Um corpo negro para uma certa temperatura T, emite várias radiações eletromagnéticas, sendo que a radiação mais emitida possui max = 6500 Å. Qual será o valor do comprimento de onda mais emitido, em Å, se a intensidade emitida for 16 vezes maior?
  10. 10. Stoodi
    Uma lâmpada incandescente 60 W, possui um filamento de tungstênio, de emissividade 0,25, que ao passar corrente elétrica atinge altas temperaturas e dessa forma emiti radiação visível. Considerando que a área superficial do filamento vale 3,2410-5 m² e que toda potência liberada pela lâmpada é na forma de radiação eletromagnética, qual o valor aproximado da temperatura do filamento em Kelvin? Constante de Stefan-Boltzmann = 5,7.10-8 W/m2.k4)
  11. 11. ITA 2015
    Considere as quatro proposições seguintes: I. Os isótopos 16O e 18O do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons. II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do 239Pu, sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 72000 anos. III. Um núcleo de 27Mg se transmuta em 28Al pela emissão de uma partícula β. IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul, provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons.   Então,
  12. 12. FCMMG 2008
    O iodo radioativo é usado na terapia do controle dos carcinomas diferenciados da glândula tireóide. O objetivo deste tratamento de combate às células cancerígenas presentes na tireóide é destruir, através da radiação emitida pelo iodo, as funções dessas células que ainda restaram após a cirurgia. Sobre este tema, dois estudantes fizeram afirmações:   - Gilberto afirmou que esse iodo é dito radioativo por emitir radiações gama e beta, que são partículas que possuem muita energia e servirão como pequenas "bombas", armazenando-se no tecido da tireóide, destruindo as células cancerígenas.   - Tânia disse que, em função da meia vida do iodo ser de 8 dias, a pessoa deve permanecer hospitalizada por alguns dias, para evitar que ela exponha outras pessoas, desnecessariamente.   Pode-se afirmar que, do ponto de vista da física:
  13. 13. FCMMG 2009
    Sabe-se que o excesso de ondas eletromagnéticas emitidas por equipamentos elétricos e eletrônicos produz um tipo de poluição imperceptível, capaz de influenciar o comportamento celular do organismo humano, danificar aparelhos elétricos e até desorientar o vôo de algumas aves. Ninguém pode vê-la, mas a poluição eletromagnética está espalhada por toda a parte, ocupando o espaço e atravessando qualquer tipo de matéria viva ou inorgânica.   Sobre este assunto, foram feitas algumas afirmativas: I. As ondas eletromagnéticas são geradas por partículas carregadas - prótons e elétrons - em movimento uniforme. II. Quanto mais elevada for a freqüência das ondas eletromagnéticas, maior será a sua energia.  III.O conceito de radiação eletromagnética não é o mesmo conceito de radioatividade, que é a propriedade de certos elementos químicos de elevado peso atômico de emitir espontaneamente energia e partículas subatômicas.   Estão corretas, do ponto de vista da Física, as afirmações:
  14. 14. ACAFE 2014
    Na área médica são utilizadas as radiações ionizantes que possuem diferentes poder de penetração e ionização nos tecidos e podem agir diretamente, como prótons e elétrons, radiação alfa, íons pesados, ou indiretamente, como os raios X, raios gama e nêutrons.   Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa a lacuna da frase a seguir:   As blindagens para cada um desses tipos de radiações devem ser constituídas de _____________ para fins de radioproteção.
  15. 15. UFRGS 2016
    Considere as afirmações sobre radioatividade nuclear.   I - Todos os núcleos atômicos são radioativos. II - Todos os núcleos radioativos em uma dada amostra, depois de duas meias vidas, já se desintegraram. III- No decaimento gama, um núcleo em um estado excitado decai para um estado de menor energia pela emissão de um fóton.   Quais estão corretas?
  16. 16. UNICENTRO 2013
    A respeito da fusão nuclear, informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma a seguir e assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.   ( ) A fusão nuclear é o processo mais comum de geração de energia das estrelas, incluindo o nosso Sol, que fundem hidrogênio, gerando hélio. ( ) A temperatura deve ser suficientemente alta (cerca de 107 K) para que a energia cinética dos núcleos de hidrogênio seja capaz de vencer a repulsão elétrica entre eles e para que a fusão seja possível. ( ) A densidade do núcleo estelar deve ser altíssima para assegurar uma alta probabilidade de colisões. ( ) Tokamaks (Toroidal Kamera Magnitnky Kotushkak - Câmara Magnética Toroidal de Bobinas) é um reator onde é possível se estudar a fusão nuclear controlada.
  17. 17. UEL 2008
    Usando a lei de conservação de números quânticos e analisando o esquema global da desintegração da partícula Ξ− (Csi menos) em um próton (p), quatro neutrinos (4ν), dois elétrons (2e−) e dois fótons (2γ): Ξ− → p + 4ν + 2e− + 2γ Assinale a alternativa que contém a afirmativa correta
  18. 18. UNIMONTES 2015
    Numa explosão de bomba atômica, como a que ocorreu em Hiroshima, Japão, em 1945, é liberada uma grande quantidade de energia sob a forma de radiação e ondas de choque. A radiação liberada inclui a luz visível, raios ultravioleta, raios X e calor. Os raios X e a radiação ultravioleta são penetrantes, o que os tornam muito perigosos. Para que se tenha proteção contra os raios X, diminuindo sua intensidade, costumase utilizar placas de chumbo. Se a radiação tiver energia de 1,0 MeV (cerca de 1,6 × 10−13 J), uma placa de 0,86 cm de espessura reduz sua intensidade à metade. Para que a intensidade inicial seja reduzida dezesseis vezes, a espessura da placa dever ser igual a 
  19. 19. FUVEST 2007
    Um centro de pesquisa nuclear possui um cíclotron que produz radioisótopos para exames de tomografia. Um deles, o Flúor-18 (18F), com meia-vida de aproximadamente 1h30min, é separado em doses, de acordo com o intervalo de tempo entre sua preparação e o início previsto para o exame. Se o frasco com a dose adequada para o exame de um paciente A, a ser realizado 2 horas depois da preparação, contém NA átomos de 18F, o frasco destinado ao exame de um paciente B, a ser realizado 5 horas depois da preparação, deve conter NB átomos de 18F, com
  20. 20. CEFET-RJ 2011
    “O céu de Ícaro tem mais poesia que o de Galileu” porque Ícaro, em busca de seus sonhos e “querendo ver o mais distante”, encontrou a morte. Segundo a mitologia grega, ao fugir do labirinto onde vivia o Minotauro, Ícaro utilizou asas artificiais, feitas com penas de gaivota e cera do mel de abelhas. Querendo realizar seu sonho de voar próximo ao Sol, ignora os conselhos de seu pai e voa demasiado alto, o que fez com que a cera que prendia suas asas derretesse.   Que forma de propagação de calor fez com que o Sol derretesse a cera das asas de Ícaro?
  21. 21. UNICAMP 2016
     Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível.   Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido.   I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por [...]   II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por [...].   III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [....].   Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:   
  22. 22. PUC-RJ 2008
    O mecanismo através do qual ocorre a perda de calor de um objeto é dependente do meio no qual o objeto está inserido. No vácuo, podemos dizer que a perda de calor se dá por:
  23. 23. UNESP 2013
    Por que o deserto do Atacama é tão seco?   A região situada no norte do Chile, onde se localiza o deserto do Atacama, é seca por natureza. Ela sofre a influência do Anticiclone Subtropical do Pacífico Sul (ASPS) e da cordilheira dos Andes. O ASPS, região de alta pressão na atmosfera, atua como uma “tampa”, que inibe os mecanismos de levantamento do ar necessários para a formação de nuvens e/ou chuva. Nessa área, há umidade perto da costa, mas não há mecanismo de levantamento. Por isso não chove. A falta de nuvens na região torna mais intensa a incidência de ondas eletromagnéticas vindas do Sol, aquecendo a superfície e elevando a temperatura máxima. De noite, a Terra perde calor mais rapidamente, devido à falta de nuvens e à pouca umidade da atmosfera, o que torna mais baixas as temperaturas mínimas. Essa grande amplitude térmica é uma característica dos desertos. (Ciência Hoje, novembro de 2012. Adaptado.)     Baseando-se na leitura do texto e dos seus conhecimentos de processos de condução de calor, é correto afirmar que o ASPS _________ e a escassez de nuvens na região do Atacama _________ .   As lacunas são, correta e respectivamente, preenchidas por
  24. 24. UEL 2009
    Os raios gama oriundos do cobalto 60 ou do césio 137 podem ser usados na radiação em alimentos. Sobre a radiação gama, considere as afirmativas. I. O átomo de cobalto ou de césio, ao emitir radiação gama, resulta em um novo elemento químico não radioativo. II. A radiação gama é uma radiação eletromagnética. III. A radiação gama não apresenta massa nem carga elétrica. IV. O poder de penetração da radiação gama é muito pequeno. Assinale a alternativa correta.
  25. 25. OBF 2009
    Aquecimento global refere-se ao aumento da temperatura média dos oceanos e do ar perto da superfície da Terra que se tem verificado nas décadas mais recentes e sua possível continuação durante século XXI. O clima marítimo depende da temperatura dos oceanos nos Trópicos; e este está em equilíbrio com a velocidade de evaporação da água e com a radiação solar que atinge a Terra. A principal evidência do aquecimento global vem das medidas de temperatura em todo o globo desde 1860. Os dados com a correção dos efeitos de "ilhas urbanas" mostra que o aumento médio da temperatura foi de (0.6 ± 0.2) °C durante o século XX. Os maiores aumentos foram observados em dois períodos: 1910 a 1945 e 1976 a 2000. De 1945 a 1976, houve uma diminuição da temperatura global que fez com que temporariamente a comunidade científica suspeitasse que estava ocorrendo um resfriamento global. O grande responsável pelo aquecimento é a queima de combustível fóssil. Cada tonelada de carvão consumida em usinas de geração de energia elétrica produz cerca de 2.000 kWh. (texto adaptado do Wikipedia: http://pt.wikipedia.org/)   Responda a questão baseando-se no texto anterior e considerando que a temperatura da água nos oceanos pode variar entre 10 ºC a 35 ºC, intervalo onde as propriedades físicas da água tem um comportamento linear.  Sem considerarmos o derretimento da camada de gelo nos pólos, o que podemos dizer sobre o efeito do aquecimento global sobre o nível dos oceanos: 
  26. 26. UNISC 2008
    São muitas as trocas de calor que acontecem na natureza. Estas trocas ocorrem por um, ou mais de um, tipo de processo. A respeito dos possíveis processos de troca de calor, está errado afirmar que
  27. 27. UNCISAL 2010
    A cidade do Rio de Janeiro foi escolhida para sediar os jogos olímpicos de 2016. Dentre os esportes que compõem os jogos, a natação sempre se destaca, sendo praticada em piscinas de 50 m de extensão. Há, porém, piscinas de 25 m usadas para treinamento e, às vezes, também em competições. Considere uma piscina semiolímpica, de 25 m de comprimento por 10 m de largura e 2 m de profundidade, cheia de água a temperatura ambiente de 18 ºC. Deseja-se aquecê-la até 30 ºC, temperatura considerada ideal para a prática da natação. Para evitar dissipação para o ar, a piscina é coberta por uma grande lona isolante durante o aquecimento. As caldeiras que aquecem a água ficam na casa das máquinas, compartimento localizado próximo à piscina. A água circula entre a piscina e as caldeiras por tubulações adequadas. São feitas as afirmações: I. a água aquecida deve ser lançada para o interior da piscina pelos pontos mais próximos à superfície; II. no interior das caldeiras, a água é aquecida por irradiação; III. no interior da piscina, a transferência de calor se dá por convecção. É correto o que se afirma apenas em
  28. 28. CEFET-MG 2005
    Durante uma aula de Física três alunas citam exemplos relacionados ao tema “transmissão de calor”, conforme transcrito abaixo: “Garrafas térmicas são úteis para conservar bebidas quentes e frias. Essas garrafas são constituídas de uma ampola de vidro de paredes duplas, espelhadas interna e externamente. Entre as paredes de vidro, quase todo o ar é retirado. O espelhamento impede trocas de calor por radiação e o ar retirado entre as paredes impede trocas de calor por radiação, e convecção.” (Júlia, 2004) “Dificilmente conseguimos segurar o bulbo de uma lâmpada de filamento que está acesa. O aquecimento do bulbo se dá através da radiação que o filamento emite quando aquecido.” (Maíra, 2004) “As estufas são utilizadas para cultivar certos tipos de plantas que necessitam de um ambiente mais aquecido para se desenvolverem. Geralmente elas são construídas com uma cobertura de vidro e paredes de alvenaria. Esses materiais são escolhidos porque são maus condutores de calor. O vidro é transparente à luz visível e opaco à radiação infravermelha e, junto com a alvenaria, consegue manter a temperatura interna da estufa mais elevada do que a do ambiente externo.” (Alice, 2004) Sobre a declaração das alunas, pode-se afirmar que apenas a de
  29. 29. FCMMG 2009
    Como se sabe, na superfície lunar não existe água e nem atmosfera.   Na Lua, a propagação do calor pode ocorrer apenas por:
  30. 30. UEL 2009
    A irradiação para a conservação de produtos agrícolas, tais como batata, cebola e maçã, consiste em submeter esses alimentos a doses minuciosamente controladas de radiação ionizante. Sobre a radiação ionizante, considere as afirmativas. I. A energia da radiação incidente sobre um alimento pode atravessá-lo, retirando elétrons do átomo e das moléculas que o constituem. II. As microondas e os raios infravermelho e ultravioleta são exemplos de radiação ionizante. III. As fontes radioativas utilizadas na conservação de alimentos são de mesma natureza das utilizadas na radioterapia. IV. Por impregnar os alimentos, o uso de radiação ionizante causa sérios danos à saúde do consumidor. Assinale a alternativa correta.
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