A utilização do termômetro, para a avaliação da temperatura de um determinado corpo, é possível porque, após algum tempo de contato entre eles, ambos adquirem a mesma temperatura. Neste caso, é válido dizer que eles atingem a (o)
ara elevar a temperatura de 200 g de uma certa substância, de calor específico igual a 0,6 cal/g°C, de 20°C para 50°C, será necessário fornecer-lhe uma quantidade de energia igual a:
Um cientista dispõe de um termômetro de mercúrio com a escala totalmente ilegível. Desejando medir a temperatura de uma substância X com o termômetro, ele adotou o seguinte procedimento: sob a condição de pressão normal (1 atm), mergulhou o termômetro na água em ebulição e observou que a coluna de mercúrio atingiu o comprimento de 10 cm; posteriormente, colocando o termômetro em gelo fundente, o comprimento da coluna de mercúrio passou a ser de 2 cm. Após esse procedimento, ele colocou o termômetro em contato com a substância X e encontrou o comprimento de 5,2 cm para a coluna de mercúrio. Baseado nessas informações, a temperatura da substância X medida pelo cientista, em graus Celsius, é de
Um motor térmico funciona segundo o ciclo de Carnot. A temperatura da fonte quente vale 323ºC e a da fonte fria vale 25ºC. O rendimento desse motor é de
Um gás perfeito expande-se adiabaticamente e realiza um trabalho sobre o meio externo de módulo igual a 430 J. A variação da energia interna sofrida pelo gás, nessa transformação, é de
A escala Kelvin (K) ou escala absoluta foi criada pelo físico inglês Kelvin. A temperatura de 86 o F na escala Fahrenheit corresponde, em K, a
Um líquido, cujo coeficiente de dilatação volumétrica é 0,001 por oC, está contido em um recipiente e possui um volume inicial de 1.000 cm3 . Em um experimento, sua temperatura foi elevada de 25 oC para 105 oC.
A dilatação real desse líquido, em cm3 , corresponde a
Na vaporização de um líquido por ebulição, tem-se um processo
Com base no conceito de calorimetria, sabe-se que o calor específico de um corpo pode ser medido aquecendo-se esse corpo até uma temperatura conhecida e, depois, colocando-o num banho de água, com massa e temperatura conhecidas, medindo-se a temperatura final de equilíbrio.
Sobre o sistema descrito, considere as afirmações a seguir.
I - Se o sistema, composto pelo corpo e o banho de água, estiver isolado termicamente das suas vizinhanças, o calor que o corpo cede é igual ao calor que a água e o vaso que a contém recebem.
II - A quantidade de calor que sai do corpo é dada por Q = m.c.(Ti - Tf), onde m é a massa do corpo, c é o seu calor específico, Ti é a sua temperatura inicial e Tf é a temperatura final do corpo e do banho de água.
III - No equacionamento do problema, é indiferente que as temperaturas indicadas estejam na escala Celsius ou na escala Kelvin, uma vez que só aparecem diferenças de temperatura.
Está correto o que se afirma em
Um gás ideal contido em um cilindro está a 10 °C. Um pistão comprime esse gás de tal modo que seu volume fique 1/3 do original e sua pressão seja cinco vezes maior. A temperatura final do gás será, aproximadamente,
Uma parede de aço possui 10 cm de espessura e uma seção reta de 10 cm por 20 cm. Considerando-se que a condutividade térmica do aço é dada por 46 W/(m.K), a resistência térmica dessa parede é dada, em K/W, por
Um gás ideal, ao receber calor de uma fonte térmica, executa um processo isotérmico no qual sua pressão final é 5 vezes maior do que a pressão inicial. Qual o volume e a temperatura finais do gás nesse processo?
Uma amostra de um gás ideal recebeu calor de uma fonte, aumentando a sua temperatura em 2 vezes e meia. Nesse processo, foi realizado trabalho sobre o gás e seu volume foi reduzido à metade do volume inicial. Qual a pressão final do gás, em atm, sabendo-se que a pressão inicial era de 10 atm?
Um dos exemplos de operações unitárias numa indústria são os processos de transferência de calor. Nesses processos térmicos, são utilizados trocadores de calor.
A esse respeito, considere as afirmativas abaixo.
I – A transferência de calor se dá pelo contato ou pela mistura dos fluidos.
II – A transferência de calor se dá através de uma parede que separa as partes com temperaturas diferentes.
III – O radiador dos automóveis é um exemplo de trocador de calor, em que a água quente troca calor com o ar ambiente.
Está correto o que se afirma em
Um gás de comportamento ideal escoa por uma tubulação e por uma válvula de controle bem isoladas termicamente. A vazão do gás é de 100 kmol/h. A montante da válvula, a pressão e a temperatura do gás são de 1000 kPa e 600 K. A queda de pressão na válvula é de 200 kPa. Considerando-se desprezível a variação de energia cinética, qual será a temperatura do gás após a válvula?
Dados: cp = 30 J/(mol•K) cv = 21 J/(mol•K)
A energia térmica (ou calor) é a energia em trânsito que ocorre única e exclusivamente devido a uma diferença de temperatura. Ela pode ocorrer nos sólidos, nos líquidos e nos gases, basicamente por meio de três mecanismos de transferência. A esse respeito, afirma-se que
A Lei do Resfriamento de Newton estabelece que a temperatura T de um objeto, colocado há t minutos em um ambiente com temperatura constante Ta, é dada por T = Ta + C.ekt , onde C e k são constantes, e as temperaturas T e Ta são medidas em graus Celsius.
Considere que um objeto, cuja temperatura inicial é de 24 o C, é colocado em um ambiente de temperatura constante de 18 °C, e que, após 15 minutos, a temperatura do objeto é de 21 °C. A temperatura desse objeto 30 minutos após ter sido colocado no citado ambiente é, em graus Celsius, de
Existe uma coincidência em que o valor numérico de uma determinada temperatura dada na escala Celsius é o mesmo da escala Fahrenheit. Tal valor de temperatura, fornecido tanto em ºC quanto em °F, é
Existe, atualmente, uma bandagem térmica para contusões. Ela utiliza como princípio curativo o calor aplicado ao local, cujas ações terapêuticas são conhecidas há muito tempo. Uma das vantagens citadas na bula do produto é a facilidade de uso, pois o calor é ativado pelo ar, sendo preciso apenas retirar a película protetora da bandagem para que ela comece a esquentar, não necessitando de nenhum outro meio de aquecimento.
Conclui-se que a bandagem térmica se aquece porque ocorre
Uma máquina térmica reversível opera, a cada ciclo, recebendo 600 J de uma fonte quente e liberando 200 J para o ambiente, cuja temperatura se encontra a 27,0 °C. Qual a temperatura, em Celsius, da fonte quente?
O triplo de uma certa indicação de temperatura, num termômetro graduado na escala Celsius, excede em 3 unidades o triplo da correspondente indicação na escala Fahrenheit. Essa temperatura, medida na escala Kelvin, é de, aproximadamente,
Um calorímetro ideal encontra-se em equilíbrio térmico com uma mistura existente no seu interior, composta de 100 g de gelo a 0 °C e 400 g de água. Que transformação ocorrerá com essa mistura se 10 g de vapor de água, a 100 °C, forem transferidos para o interior do calorímetro?
Considere: (1) o calor específico sensível da água igual a 1,0 cal/g °C; (2) o calor específico latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e (3) o calor específico latente de vaporização da água igual a 540 cal/g.
aneiro de 2010 foi um mês especialmente difícil para cariocas e nova-iorquinos. Enquanto em Nova Iorque os termômetros registraram uma temperatura mínima de 14 o F no dia mais frio, no Rio de Janeiro a temperatura máxima atingiu 40 °C no dia mais quente. Nesse dia mais quente, um analista de logística embarcou no Rio de Janeiro, desembarcando em Nova Iorque, no dia mais frio. Nessa situação, a diferença de temperatura ambiente, em °C, sofrida pelo analista foi de
Analise as afirmações abaixo.
Ponto de fusão é a temperatura na qual ocorre a passagem do estado sólido para o líquido, a determinada pressão.
PORQUE
O ponto de fusão não depende da quantidade de material e, sim, do tipo, sendo uma grandeza extensiva.
A esse respeito, conclui-se que
Um tanque para armazenamento de metano, de capacidade de 13120 L, foi projetado para suportar uma pressão interna de 3040 mmHg. Os cálculos do projeto foram realizados assumindo que o metano tem comportamento ideal e que a massa de gás estocada no tanque deveria ser igual a 32 kg.
Dado:
R: constante dos gases ideais
R = 0,082 atm.L/mol.K
O volume do tanque descrito corresponde a
Um tanque para armazenamento de metano, de capacidade de 13120 L, foi projetado para suportar uma pressão interna de 3040 mmHg. Os cálculos do projeto foram realizados assumindo que o metano tem comportamento ideal e que a massa de gás estocada no tanque deveria ser igual a 32 kg.
Dado:
R: constante dos gases ideais
R = 0,082 atm.L/mol.K
Nas condições do projeto, para que não haja risco de explosão, a temperatura interna limite do tanque, em o C, deverá ser igual a
Os termômetros de uso doméstico ou de uso em laboratório são dispositivos cilíndricos, fechados, dotados de um bulbo na parte inferior contendo mercúrio. Na parte interna, o bulbo tem comunicação com uma cânula e, na parte externa do termômetro, há uma escala, dita termométrica, onde é feita a leitura da temperatura. O princípio de funcionamento do termômetro está relacionado a que propriedade do mercúrio?
Para realizar a calibração de um termômetro de mercúrio, um laboratorista utilizou gelo fundente e água em ebulição, sob pressão atmosférica. Foi verificado que, para a fusão do gelo, a altura da coluna de mercúrio foi de 5 cm, ao passo que, para a água em ebulição, a altura foi igual a 30 cm, sendo a altura total da cânula do termômetro igual a 40 cm. O laboratorista teve o cuidado de realizar todas essas medidas a partir do centro do bulbo. Por questões operacionais, estabeleceu que, para utilizar o termômetro, as leituras deveriam ser realizadas a partir de uma altura de coluna igual a 3 cm, onde foi feita uma marcação com tinta indelével.
Para o termômetro descrito no texto, a temperatura T, expressa em graus Celsius, e o valor da altura da coluna de mercúrio L, medida em centímetros, atendem à função termométrica
Para realizar a calibração de um termômetro de mercúrio, um laboratorista utilizou gelo fundente e água em ebulição, sob pressão atmosférica. Foi verificado que, para a fusão do gelo, a altura da coluna de mercúrio foi de 5 cm, ao passo que, para a água em ebulição, a altura foi igual a 30 cm, sendo a altura total da cânula do termômetro igual a 40 cm. O laboratorista teve o cuidado de realizar todas essas medidas a partir do centro do bulbo. Por questões operacionais, estabeleceu que, para utilizar o termômetro, as leituras deveriam ser realizadas a partir de uma altura de coluna igual a 3 cm, onde foi feita uma marcação com tinta indelével.
Ao finalizar a calibração, o laboratorista concluiu que o termômetro descrito no texto pode ser empregado para medir a temperatura de reações que ocorram entre
Aletas foram instaladas em uma superfície mantida a 50 oC, visando a aumentar a taxa de transferência de calor. Ao se analisar uma das aletas isoladamente, verifica-se que o(s) principal(ais) mecanismo(s) de transferência de calor envolvido(s) é(são)
Um jovem brasileiro que passava seis meses na cidade de Toronto, no Canadá, em um programa de intercâmbio estudantil, decide aprender a esquiar. Para tal, comprou equipamentos e roupas a fim de se preparar para o rigoroso inverno da cidade. Dentre os itens, adquiriu uma roupa especial que possui 2,7 m2 de área total e 9 mm de espessura. Sabendo que tal roupa foi confeccionada com um material de condutibilidade térmica igual a 6, 0 x 10–5 cal.s–1 .cm–1 . °C–1 , que a temperatura corporal, no dia da atividade esportiva, era 37°C e a temperatura ambiente era –13 °C, a quantidade de calor, em calorias, conduzida através do tecido durante 5 minutos, nesse dia, foi de
Um bloco de gelo de 400 g encontra-se inicialmente a –25 o C em um local ao nível do mar, em que a pressão atmosférica é de 1,0 atm. Deseja-se obter, ao final da transferência de calor para o bloco, água a 60 o C.
Dois recipientes possuem capacidade de 1 litro. Um deles está completamente cheio de café a 90 °C, e o outro completamente cheio de leite a 10 °C. Deseja-se obter 1 litro de café com leite a 30°C. Para isso, misturou-se certa quantidade de café de um dos recipientes a certa quantidade de leite do outro em um terceiro recipiente de volume interno maior que 1 litro. Suponha que o café e o leite tenham o mesmo valor de calor específico e a mesma densidade, e que, durante o processo, só tenha havido trocas de calor entre os líquidos supracitados. A quantidade de café, em mililitros, usada na mistura para que se obtivesse o resultado desejado foi
Uma máquina térmica remove 300 J de um reservatório quente a 390 K, realiza 50 J de trabalho e descarrega 250 J para um reservatório frio a 273 K. A quantidade de trabalho perdida em cada ciclo, em joules, devido aos processos irreversíveis presentes na operação dessa máquina, é
Um cilindro, fechado por um êmbolo, encerra o volume de 1,0 litro de um gás ideal à pressão de 2,5 x 105 Pa. Quando o sistema recebe de uma fonte quente 300 J de calor, o êmbolo desloca-se sem atrito, de modo que o volume do gás seja duplicado em um processo termodinâmico, o qual pode ser considerado isobárico. Nesse caso, a energia interna do gás sofreu uma variação, em joules, equivalente a
Um produto deve ser mantido a uma temperatura de -4 °C. Em um país em que se usa a escala Fahrenheit, a temperatura correspondente à recomendada é
Qual a energia cinética média das moléculas de 10 mols de um gás perfeito, a temperatura de 100K?
Dado: Considere R = 8,31 J/mol.K
Com base em conceitos fundamentais, a destilação é uma operação unitária
A respeito do trocador de calor de duplo tubo, analise as afirmações a seguir.
I - A limitação de uso desse tipo de trocador se deve à pequena área de troca de calor disponível, pois sua confecção está limitada ao comprimento comercial dos tubos.
II - Esse tipo de trocador de calor é usado devido à sua simplicidade na construção, desmontagem fácil e, consequentemente, fácil acesso para manutenção, o que resulta em custos baixos.
III - Para se trabalhar com comprimentos maiores, são grandes as vantagens termodinâmicas desse tipo de equipamento, referentes ao baixo custo de construção e manutenção.
Está correto o que se afirma em
Acerca da propriedade entropia, analise as afirmativas a seguir.
I – A variação da entropia de um sistema fechado é a mesma para todos os processos entre dois estados especificados.
II – A entropia de uma quantidade fixa de um gás perfeito aumenta em toda compressão isotérmica.
III – Um corolário da segunda lei da termodinâmica estabelece que a variação de entropia de um sistema fechado deve ser maior que zero ou igual a zero.
Está correto o que se afirma em
Uma chapa isolante de 3 cm de espessura e cuja condutividade térmica é igual a 0,03 W/m °C é colocada sobre a parede externa de um forno industrial. Admite-se que a temperatura da parede interna do forno é 525 °C e que a temperatura na superfície livre da chapa é 25 °C. Supondo-se que a taxa de transferência de calor desse processo seja igual a 250 W/m2 e que a espessura da parede seja de 10 cm, a condutividade térmica da parede, em W/m °C, vale
Um aquecedor ideal, que opera segundo um ciclo reversível, é usado para aquecer e manter o interior de um tanque de armazenamento a 600K. Uma análise com base na primeira lei da termodinâmica revela que o tanque perde energia sob a forma de calor à taxa de 3600 kJ/h, por grau de diferença de temperatura entre o ambiente interno e o externo ao tanque. Se a temperatura do ambiente externo é 300K, então a potência mínima necessária para o funcionamento do aquecedor (kW) e o seu coeficiente de desempenho são, respectivamente,
Considere as afirmativas abaixo, referentes ao processo de condução de calor em regime permanente ao longo da direção radial em um cilindro maciço de raio “a”, no qual a condutividade térmica é constante e a temperatura de superfície é conhecida. Suponha, ainda, que exista uma geração volumétrica uniforme de calor atuando no interior do cilindro.
I - A distribuição de temperatura é função do quadrado da posição radial.
II - A temperatura máxima encontra-se na posição r = a/2.
III - A distribuição de temperatura é diretamente proporcional à condutividade térmica.
Está correto o que se afirma em
Em uma cidade brasileira, em um dia quente de verão, a temperatura ambiente é de 48 °C. No interior de um escritório, liga-se um aparelho de arcondicionado que mantém a temperatura agradável de 23 °C. A parede que separa o ambiente interior do escritório do ambiente externo apresenta espessura de 15 cm. Sabe-se que a condutividade térmica da parede é igual a 5,4 cal/h.cm. °C. A quantidade de calor que atravessa 1,0 m2 dessa parede em sentido ao interior do escritório, em kcal, durante 8 h de funcionamento do escritório, é
No interior de um calorímetro de cobre, são queimados integralmente 10,0 g de uma dada substância orgânica. A massa do calorímetro é 2.000 g. Inicialmente, antes da queima, o calorímetro apresenta-se em equilíbrio térmico com seu conteúdo interno, composto por 1500 g de água e 500 g de gelo, a 0 °C. Os calores específicos do cobre e da água são, respectivamente, 0,093 cal g. °C e 1,0 cal/g. °C, e o calor latente do gelo é 80 cal/ °C. Despreze as peque- nas capacidades caloríficas dos gases envolvidos no processo. Ao término da combustão e estabelecido o equilíbrio térmico, a temperatura do calorímetro é 50 °C. A quantidade de calor fornecida por grama pela substância orgânica, em kcal, é
À temperatura de 20,0 °C, um frasco de vidro é preenchido por mercúrio até a marca de 500 ml. A seguir, o frasco e seu conteúdo são aquecidos até a temperatura de 40,0 °C. Sabe-se que o coeficiente de expansão linear do vidro é 9,0 × 10–6 °C–1 , e o coeficiente de expansão volumétrica do mercúrio é 182 × 10–6 °C–1 . O volume de mercúrio, em mililitros, que ficará acima da marca é
Analise as afirmativas abaixo.
I - Quando a temperatura do ar se eleva num processo aproximadamente adiabático, verificamos que a pressão aumenta.
II - Para um gás ideal, as moléculas não exercem ação mútua, a não ser durante as eventuais colisões que devem ser perfeitamente elásticas.
III - A energia interna, ou seja, o calor de uma amostra de gás ideal é a soma das energias cinéticas de todas as moléculas que o constitui.
IV - Numa transformação isotérmica, uma amostra de gás não sofre alterações na sua energia interna.
V - O ciclo de Carnot idealiza o funcionamento de uma máquina térmica onde o seu rendimento é o maior possível, ou seja, 100% .
As afirmativas corretas são, somente,
A termodinâmica é a área da Física que lida com fenômenos associados aos conceitos de temperatura e calor. Com relação aos conceitos da termodinâmica, é correto afirmar que:
A mais baixa temperatura de crescimento de ummicro-organismo conhecida atualmente é de:
Muito utilizado na indústria de conservas, designa-se o valor Fo, quando F refere-se a:
Uma linha de vapor deve ser mantida na faixa de 120 ºC a 130 ºC. O equipamento de controle de temperatura registrou os valores abaixo. Qual das medições está dentro dos limites desejados?
Quando se retira uma garrafa de vidro com água de uma geladeira, depois de ela ter ficado lá por algum tempo, veem-se gotas d’água se formando na superfície externa da garrafa.
Isso acontece graças, principalmente, à
O calor e suas formas de propagação se manifestam em diversas situações tanto na Natureza quanto nas atividades humanas. Assim, fenômenos aparentemente muito diferentes são semelhantes, quando analisados mais detidamente. Veja-se, por exemplo: A energia do Sol que aquece nosso Planeta e a energia emitida pelo magnetron do forno de microondas, que aquece os alimentos colocados em seu interior, são fenômenos que envolvem propagação de calor. Pode-se afirmar que as formas de propagação de energia entre o Sol e a Terra e entre o magnetron e os alimentos são, respectivamente
Em uma experiência de laboratório, um aluno mede a temperatura de uma pequena quantidade de água contida em um tubo de ensaio (a água e o tubo foram previamente aquecidos e estão em equilíbrio térmico). Para isso, imerge nessa água um termômetro de mercúrio em vidro que, antes da imersão, marcava a temperatura ambiente: 20 ºC. Assim que todo o bulbo do termômetro é imerso na água, a coluna de mercúrio sobe durante alguns segundos até atingir 60 ºC e logo começa a baixar. Pode-se afirmar que a temperatura da água no instante em que o termômetro nela foi imerso era
A enfermeira de um posto de saúde resolveu ferver 1,0 litro de água para ter uma pequena reserva de água esterilizada. Atarefada, ela esqueceu a água a ferver e quando a guardou verificou que restaram 950 mL. Sabe-se que a densidade da água é 1,0·103 kg/m3, o calor latente de vaporização da água é 2,3·106 J/kg e supõe-se desprezível a massa de água que evaporou ou possa ter saltado para fora do recipiente durante a fervura. Pode-se afirmar que a energia desperdiçada na transformação da água em vapor foi aproximadamente de:
Nos manuais de utilização de um automóvel, recomenda- se que os pneus sejam calibrados a cada 15 dias e à temperatura ambiente, apresentando, inclusive, sugestão de intervalos de pressão para cada carga. Em uma região com temperatura ambiente de 30 °C, os pneus atingem 120 °C após duas horas de viagem. Considerando o ar como um gás ideal e desprezando a variação de volume do pneu, o aumento percentual de pressão será da ordem de
Suponha que se definiu uma nova unidade de medida de comprimentos, o tetro. Para isso, foi usada como padrão uma barra metálica, mantida a temperatura constante, na cidade X. Para usar a nova convenção, três pessoas, uma em cada cidade, mediram um objeto de mesmo comprimento. As cidades onde as medições foram realizadas são X, A e B. Sabe-se que as cidades A e B possuem uma temperatura média menor e maior do que X, respectivamente. Se a medida do objeto em X, comparada ao padrão, é de 0,5 tetro, a alternativa correta será:
Considere estas informações:
• a temperaturas muito baixas, a água está sempre na fase sólida;
• aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão da água diminui.
Assinale a alternativa em que o diagrama de fases pressão versus temperatura para a água está de acordo com essas informações.
Um automóvel possui uma mistura aquosa em seu sistema de arrefecimento. Essa mistura é bombeada fazendo circular o calor do motor até o radiador, onde o calor é dissipado para o meio ambiente. Um motorista liga o motor desse automóvel e parte para sua viagem. Decorridos 10 minutos, ele observa, no indicador de temperatura do painel, que a mistura chega ao radiador com 90 °C e permanece em torno desse valor durante a viagem. Isso ocorre porque
Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo.
Considerando-se essa situação, é CORRETO afrmar que isso ocorre porque
Numa aula de Física, o Professor Carlos Heitor apresenta a seus alunos esta experiência: dois blocos – um de alumínio e outro de ferro –, de mesma massa e, inicialmente, à temperatura ambiente, recebem a mesma quantidade de calor, em determinado processo de aquecimento.
O calor específico do alumínio e o do ferro são, respectivamente, 0,90 J / (g °C) e 0,46 J / (g °C).
Questionados quanto ao que ocorreria em seguida, dois dos alunos, Alexandre e Lorena, fazem, cada um deles, um comentário:
• Alexandre: “Ao final desse processo de aquecimento, os blocos estarão à mesma temperatura.”
• Lorena: “Após esse processo de aquecimento, ao se colocarem os dois blocos em contato, fluirá calor do bloco de ferro para o bloco de alumínio.”
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que
Um estudante contou ao seu professor de Física que colocou uma garrafa PET vazia, fechada, no freezer de sua casa. Depois de algum tempo, abriu o freezer e verificou que a garrafa estava amassada. Na primeira versão do estudante, o volume teria se reduzido de apenas 10% do volume inicial; em uma segunda versão, a redução do volume teria sido bem maior, de 50%. Para avaliar a veracidade dessa história, o professor aplicou à situação descrita a Lei Geral dos Gases Perfeitos, fazendo as seguintes hipóteses, que admitiu verdadeiras:
– a garrafa foi bem fechada, à temperatura ambiente de 27 ºC, e não houve vazamento de ar;
– a temperatura do freezer era de –18 ºC;
– houve tempo suficiente para o equilíbrio térmico;
– a pressão interna do freezer tem de ser menor do que a pressão ambiente (pressão atmosférica).
Assim, o professor pôde concluir que o estudante:
Leia o texto IV, a seguir, para responder à questão 26
A Revolução Industrial consistiu em um conjunto de mudanças tecnológicas com profundo impacto no processo produtivo em nível econômico e social. Iniciada na Inglaterra em meados do século XVIII, expandiu-se pelo mundo a partir do século XIX. James Hargreaves, 1764, na Grã-Bretanha, inventa a fiadora “spinning Jenny”, uma máquina de fiar rotativa que permitia a um único artesão fiar oito fios de uma só vez. ; James Watt, 1768, inventa a máquina a vapor; Gottlieb Daimler, 1885, inventou um motor a explosão etc.
Acerca do assunto tratado no texto IV, em relação às máquinas térmicas, de acordo com a segunda lei da Termodinâmica, podemos afirmar:
I - Nenhuma máquina térmica operando em ciclos pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
II - A segunda lei da Termodinâmica se aplica aos refrigeradores, porque esses transferem calor da fonte fria para a fonte quente.
III - O rendimento de uma máquina térmica que opera em ciclos pode ser de 100%.
Após a análise feita, verifica-se que é(são) correta(s) apena(s) a(s) proposição(ões)
As questões 34, 35 e 36 referem-se a atitudes de uma dona de casa em sua cozinha, quando desenlvolvia suas tarefas cotidianas.
Ao trabalhar com alguns utensílios quando preparava uma comida, a dona da casa questionou: “Estranho isso! Quando coloco minha mão direita nesta travessa de alumínio e a mão esquerda sobre estes panos secos, tenho sensações diferentes: a travessa está mais fria. Por que isso acontece, se tanto um como o outro estão sobre este balcão numa mesma temperatura?”
A explicação para a curiosidade desta dona de casa é:
As questões 34, 35 e 36 referem-se a atitudes de uma dona de casa em sua cozinha, quando desenlvolvia suas tarefas cotidianas.
Por ter acabado o gás de cozinha, a dona de casa utilizou um aquecedor de 200W de potência para aquecer a água do café. Dispondo de 1 litro (1000 g) de água que se encontrava a 22°C, e supondo que apenas 80% dessa potência foi usada no aquecimento da água, qual a temperatura atingida pela água após um instante de 30 mim? (Adote 1cal = 4,0 J e calor especifico da água c = 1 cal/g°C)
No fim do século XVIII, Benjamin Thompson, engenheiro americano exilado na Inglaterra (país onde recebeu o título de Conde Rumford), realizou os primeiros experimentos convincentes sobre a natureza do calor, mas estes só seriam levados a sério em meados do século XIX, principalmente pelas contribuições de Julius Robert von Mayer (1814-1878), James Prescott Joule (1818-1889), e outros, que vieram corroborar com a teoria do calor. Assim, Conde Rumford escreveu:
“Foi por acaso que me vi levado a realizar as experiências que vou relatar agora. Estando ocupado, ultimamente, em supervisionar a perfuração de canhões nas oficinas do arsenal militar de Munich, chamou-me a atenção o elevado grau de aquecimento de um canhão de bronze, atingido em tempos muito curtos, durante o processo de perfuração; bem como a temperatura ainda mais alta (acima do ponto de ebulição da água, conforme verifiquei) das aparas metálicas removidas pela perfuração”.
A partir das experiências realizadas sobre a natureza do calor, somos naturalmente levados a refletir sobre a grande questão que tem sido objeto de tantas especulações filosóficas:
Que é o calor? Existe alguma coisa que possamos chamar de calórico? Calor e temperatura são a mesma coisa?, etc.
Acerca do assunto tratado no texto acima, atualmente, com base na Teoria do Calor, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F, conforme sejam Verdadeiras ou Falsas, respectivamente:
( ) Se o trabalho físico pode ser convertido em calor, então o calor é também uma forma de energia mecânica.
( ) O calor é um fluido invisível chamado calórico.
( ) O equivalente mecânico da caloria nos dá a taxa de conversão entre energia mecânica e calor.
( ) Temperatura é a quantidade de calor existente em um corpo. O calor contribui para a variação de temperatura dos corpos.
( ) Quando o calor de um corpo aumenta, suas partículas se movem rapidamente e sua temperatura fica maior, isto é, ao elevar-se, o corpo esquenta e dilata.
Assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta:
Sadi Carnot (1796-1832), foi um físico e engenheiro do exército francês, destacando-se por seu estudo sobre as condições ideais para a produção de energia mecânica, a partir do calor, nas máquinas térmicas. Em 1824, Carnot descreveu e analisou o denominado ciclo de Carnot, cuja importância é devida ao seguinte teorema: “Nenhuma máquina térmica que opera entre duas dadas fontes, às temperaturas T1 e T2, pode ter maior rendimento que uma máquina de Carnot, operando entre estas mesmas fontes”. (Alvarenga, B. e Maximo, A. Curso de Física, Volume 2, Editora Scipíone, p. 158, São Paulo, 2000).
Considerando que uma máquina que extrai 375.104 cal de uma fonte à temperatura de 127 o C e rejeita 15.105 cal para uma fonte a 200 K, a diferença entre seu rendimento e o rendimento de uma máquina de Carnot, operando entre estas mesmas temperaturas, é de:
Observe as afirmativas a seguir, que estão relacionadas ao estudo da termodinâmica.
I – É impossível reduzir a entropia de um sistema fechado.
II – O calor acumulado em um corpo é proporcional à sua temperatura absoluta.
III – Só é possível haver troca de calor quando pelo menos dois corpos com temperaturas diferentes entram em contato térmico.
IV – O aumento da energia interna de um sistema que interage com a sua vizinhança é igual à quantidade de calor recebida pelo sistema somado ao trabalho realizado pelo sistema.
Está correto o que se afirma em
Uma haste metálica é composta de dois segmentos de mesmo tamanho e materiais diferentes, com coeficientes de dilatação lineares ∝1 e ∝2. Uma segunda haste, feita de um único material, tem o mesmo comprimento da primeira e coeficiente de dilatação a. Considere que ambas sofram o mesmo aumento de temperatura e tenham a mesma dilatação. Assim, é correto afirmar-se que
Um mol de um gás ideal sofre uma expansão isobárica com um correspondente aumento de temperatura ΔT. Seja R a constante universal dos gases. Neste processo, o trabalho por mol realizado pelo gás é
Um tanque com volume V contém no moles de oxigênio e nN moles de nitrogênio à temperatura T. Sendo R a constante universal dos gases e considerando-se que esses gases se comportem como gases ideais dentro desse tanque, a pressão causada pelo oxigênio é
Uma dada quantidade de um gás ideal é armazenada em um recipiente de volume fixo, de paredes não condutoras de calor, e a uma temperatura T constante. Suponha que outra porção do mesmo gás, com massa igual à primeira, seja colocada em outro recipiente, também de paredes não condutoras de calor, e à mesma temperatura do primeiro. Entretanto, o volume do segundo recipiente é igual a x% do volume do primeiro. Pode-se afirmar corretamente que a razão entre a pressão do gás no segundo recipiente e a pressão no primeiro é
Em um sistema isolado, dois objetos, um de alumínio e outro de cobre, estão à mesma temperatura. Os dois são colocados simultaneamente sobre uma chapa quente e recebem a mesma quantidade de calor por segundo. Após certo tempo, verifca-se que a temperatura do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre, e ambos não mudaram de estado. Se o calor específco do alumínio e do cobre valem respectivamente 0,22 cal/g°C e 0,09 cal/g°C, pode-se afrmar que
Dois blocos metálicos de materiais diferentes e inicialmente à mesma temperatura são aquecidos, absorvem a mesma quantidade de calor e atingem uma mesma temperatura final sem ocorrer mudança de fase. Baseado nessas informações, podemos afirmar que eles possuem o(a) mesmo(a):
Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4·103 N/m2 e o seu volume diminui 0,2 m3. Durante o processo, o gás perde 1,8·103 J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:
Para um gás ideal ou perfeito temos que:
O raio externo de uma camada esférica é 1,5cm e sua espessura 0,5cm, quando está a uma temperatura de 20°C. O coeficiente de dilatação linear do material da esfera é 10 -5 /° C. Considerando π=3 e que a temperatura aumenta para 120°C, o volume da cavidade da esfera é:
As paredes isolantes de uma câmara frigorífica são compostas por uma camada de madeira de 3,0cm de espessura. Considere as temperaturas externa e interna da câmara, respectivamente, 20°C e 5° C, e a condutividade térmica da madeira 0,8W/m.K. A taxa de transferência de calor por unidade de área, no regime estacionário, através das paredes é:
Um cilindro de volume variável contendo 2 moles de um gás ideal monoatômico é aquecido de 300K até 500K. O aquecimento é realizado isocoricamente. Considerando o calor específico molar a volume constante c, = 12,45 J/mol.K, a variação da sua energia interna é:
Um cilindro de volume V0 contendo n moles de um gás ideal diatômico sofre uma expansão adiabática da temperatura T0 até a temperatura 0,82T0. Considerando o calor específico molar a volume constante Cv=5R/2 (sendo R a constante universal dos gases ideais), e a pressão antes e depois da expansão, respectivamente, ρ0 e ρ0/2 o trabalho realizado durante o processo é:
Uma máquina térmica, cuja substância de trabalho é um gás ideal, opera segundo o ciclo de Carnot, entre os reservatórios de calor de temperaturas 200K e 500K. Em cada ciclo, a máquina retira 1000J do reservatório quente e realiza um trabalho de 600J. O rendimento desta máquina é:
Assinale a opção que completa corretamente as lacunas das sentenças abaixo, em relação aos processos de transmissão de calor.
I - Ao colocar um alimento para esquentar, a chama do fogão transmite calor para a panela principalmente por .......................... .
II - O aparelho de ar condicionado instalado na parte superior de uma parede refrigera o ambiente por ............................. .
III- O vidro espelhado das garrafas térmicas evita a propagação do calor por ................. .
IV - O congelador de uma geladeira, instalado na parte superior, tem por objetivo provocar a transmissão do calor por ......................... .
V - Para facilitar a retirada de uma tampa metálica presa num vidro pode-se derramar água quente na tampa para que o calor, transmitido por..................... ,provoque a dilatação da mesma.
Durante uma expedição ao Polo Sul, um pesquisador precisou usar água líquida na temperatura de 50° C para fazer um determinado experimento. Para isso pegou 2kg de gelo que se encontravam à temperatura de -20° C e colocou numa fonte térmica que fornecia 20 kcal/min. Qual foi o tempo, em unidades do Sistema Internacional, que o pesquisador esperou para continuar o seu experimento?
Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/ g° C
calor específico da água = 1 cal/g°C
calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
Julgue os itens que se seguem, a respeito de termodinâmica e
eletromagnetismo.
Se um gás ideal sofrer uma expansão isotérmica quase estática, então o trabalho realizado por esse gás será igual à variação de sua energia interna.
Julgue os itens que se seguem, a respeito de termodinâmica e
eletromagnetismo.
O trabalho realizado por uma máquina térmica é igual à diferença entre a quantidade de calor absorvido da fonte quente e a quantidade de calor rejeitado para a fonte fria. Se a máquina opera segundo o ciclo de Carnot, a sua eficiência é máxima, e, consequentemente, a quantidade de calor rejeitado para a fonte fria é a menor possível.
Julgue os itens que se seguem, a respeito de termodinâmica e
eletromagnetismo.
As equações de Maxwell podem ser combinadas sob a forma de uma equação de onda, que prevê a existência de ondas eletromagnéticas que se propagam com velocidade igual à velocidade da luz.