Questões de Concurso sobre Calorimetria

A taxa metabólica basal de um adulto é, em média, de 120 W. Ou seja, essa é a taxa com que esse adulto, quando em repouso, converte a energia química contida nos alimentos em energia térmica. Por serem animais homeotérmicos, os seres humanos apresentam a capacidade de controlar sua temperatura corpórea, mantendo-a aproximadamente constante. Assim, quando em repouso, devem transferir energia para o ambiente a uma taxa igual à taxa metabólica basal. Considere que uma pessoa de 80 kg esteja dormindo em um local, onde, em 2 h, a temperatura ambiente se eleva de 20 ºC para 23 ºC. Considerando a taxa metabólica basal citada anteriormente, o calor específico médio do corpo dessa pessoa é de

A entropia é uma quantidade fundamental para a descrição de fenômenos térmicos. Para além de sua interpretação estatística a partir de modelos microscópicos para descrever os fenômenos termodinâmicos, que ficou bastante popular, é bastante simples seu emprego para descrever fenômenos simples macroscópicos usando sua definição macroscópica: dada em termos do calor trocado entre o sistema e o meio, a temperatura do sistema e a temperatura do meio - argumentando pelo significado fundamental dessa quantidade, e que determina a irreversibilidade e a ocorrência (espontaneidade) dos fenômenos termodinâmicos. Considere: 273 g de gelo que derrete completamente, que o processo é realizado com o gelo a 0 ^oC, que o calor latente do gelo é de 80 cal/g, e que 1 cal = 4,2 J. Nessa situação, com o meio externo à temperatura fixa em 27^oC (chamada também de entropia do universo) temos que a variação da entropia do meio é de aproximadamente -306J/K. Assinale a alternativa correta com respeito à variação da entropia total (sistema + meio).

Na sala dessa residência há uma janela de vidro de área 100,0 cm² e 1,0 cm de espessura. Então, para se manter constante a temperatura de 25 ºC no interior da sala, deve ser produzida por uma fonte de calor, a cada segundo, a quantidade de calor de: (considere a condutividade térmica do vidro como 2,0x10^-3 cal/s.cm.ºC)

Em um processo há a necessidade de se transformar gelo, que se encontra a –25°C, em vapor a 250°C. Em relação a esse processo, assinale a afirmativa INCORRETA. São dados:

1. Calor específico da água: 1 cal/(g.°C)
2. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g.°C)
3. Calor específico do vapor: 0,5 cal/(g.°C)
4. Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g.
5. Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g.

Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.

No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.

VIVEIROS, M. Ilhas de calor afastam chuvas de represas.

Disponível em: www2.feis.unesp.br. Acesso em: 3 dez. 2019 (adaptado).

Esses mecanismos são, respectivamente,

O resfriamento de um corpo depende da taxa de transferência de calor entre o corpo e as imediações que pode ser modelada como proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e o meio - o que corresponde à chamada Lei de Newton do resfriamento. Admita que o ambiente está à temperatura fixa e que o corpo, que está inicialmente mais quente que o meio, é muito menor que o meio exterior. Com respeito à dinâmica da temperatura do corpo, assinale a alternativa correta.

A temperatura do ar no interior de um laboratório de pesquisas permanece a 𝟐𝟎℃ devido ao funcionamento de um aparelho de ar condicionado. No entanto o ambiente externo encontra-se a 𝟑𝟎 ℃ e, por isso, ocorre um fluxo de calor para dentro do laboratório através de uma janela retangular de vidro, de 𝟐, 𝟎 𝒎 de largura, 𝟏, 𝟓 𝒎 de altura e 𝟏𝟎 𝒎𝒎 de espessura. Sabe-se que a condutividade térmica do vidro é de 0,8 $\frac{W}{m.k}$.

Assinale a alternativa que corresponde ao fluxo de calor 𝚽 que atravessa essa janela.

No Brasil, as locomotivas a vapor ficaram popularmente conhecidas como Maria Fumaça, pois sua locomoção custava a emissão de uma enorme quantidade de fumaça, gerada pela água em ebulição, além de fuligem.

Considere que uma locomotiva a vapor funcione com uma caldeira operando a 200 ºC e todo o vapor escape diretamente à atmosfera (CNTP). Nesse caso, a quantidade de trabalho útil idealmente produzido para cada 100 calorias geradas na caldeira seria mais próximo de

A partir do texto 1A3-III, assumindo-se que o ambiente onde ocorre o incêndio esteja fechado, sem troca de matéria com o meio circundante, e que os gases envolvidos sejam ideais, é correto afirmar que, nesse incêndio, durante o flashover, houve

Entre os fluidos existe um processo exclusivo de transferência de calor que ocorre por meio da movimentação de massas e em razão de uma diferença de densidade. Este processo é denominado:

Assinale a alternativa que cita corretamente o nome do processo que ocorre quando há transmissão ou transferência de calor de um lugar para outro pelo deslocamento de meio material através de correntes que se estabelecem no interior do meio.

A Amazônia é fundamental para o regime de chuvas, de ventos e do clima no Brasil. Não apenas a produção agrícola do país é dependente da água das chuvas, como também o sistema elétrico nacional é fortemente dependente da hidreletricidade. Portanto, a preservação da Amazônia é fundamental ao Brasil. Isso se deve muito em virtude do fenômeno dos “rios aéreos”, estudado por pesquisadores brasileiros como Antônio Nobre - que observa:

"Na Amazônia, temos 5,5 milhões de quilômetros quadrados ocupados por florestas nativas, com aproximadamente 400 bilhões de árvores dos mais variados tamanhos. (...) Nós fizemos a conta, que também foi verificada de forma independente, e surgiu o incrível número de 20 bilhões de toneladas (ou 20 bilhões de litros) de água que são produzidos todos os dias pelas árvores da Bacia Amazônica".

Fonte: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-41118902

Em caráter de estimativa, vamos avaliar o efeito da umidade em termos calorimétricos. Suponha o experimento de calorimetria onde dois aquários vedados são utilizados. Em um deles (A) há ar seco e no outro (B) o ar é úmido em 80%. O ar seco tem calor específico de 1,005 kJ/kg K, ao passo que o ar úmido a 80% tem aumento de 2% em seu calor específico.

Considere iguais as massas de ar que trocam calor em ambos aquários, e que ambos sistemas são aquecidos por uma fonte de 100W de calor ligada por 1h. Considere, ainda, que o calor dado ao interior do aquário não escapa para o meio externo. Despreze a capacidade térmica dos aquários. Assinale a alternativa que apresenta uma expectativa correta.

Considere a tirinha, na situação em que a temperatura do ambiente é inferior à temperatura corporal dos personagens.

WATTERSON, B. Disponível em: https://novaescola.org.br. Acesso em: 11 ago. 2014.

O incômodo mencionado pelo personagem da tirinha deve-se ao fato de que, em dias úmidos,

Em um laboratório, foram aquecidas duas amostras de um mesmo líquido, inicialmente à temperatura ambiente de 25 ºC. A amostra A continha 1 litro desse líquido e a amostra B continha 2 litros. Ambas as amostras foram aquecidas por 3 minutos, em recipientes de mesmo material e garantindo-se que a quantidade de calor cedida pela chama fosse a mesma para as duas amostras. Das figuras que se seguem, qual delas representa o gráfico da quantidade de calor cedida às amostras em função da variação de suas temperaturas, durante o período de tempo considerado?

Numa haste fina (figura abaixo) com densidade homogénea e comprimento D, a temperatura na haste é dada por $u(x,t)$, com 0 < x < D , tempo t (t > 0) e A é a área da seção transversal.

Considere que o fluxo de calor ocorre somente na direção x (indicado pela seta na figura),que a superfície lateral da haste isolada, que não há geração interna de calor e que são constantes o calor específico $\gamma$ e a condutividade térmica k do material. Assim há o seguinte problema de valor de contorno:

$k\frac{{\partial }^{2}u}{\partial x^2}=\frac{\partial u}{\partial t},0<x<D,t>0,$

$u\left(0,t\right)=u\left(D,t\right)=0$

$u(x,0)=\{\begin{array}{c}1,0<x<\frac{D}{2}\\ 0,\frac{D}{2}<x<D\end{array}$

A solução da equação do calor pode ser representada por.

De acordo com o Anuário Nacional de Emissões de Vapores Combustíveis de Automóveis, em 1989 cada veículo leve emitia 5 g/dia de gasolina na forma de vapor para a atmosfera. Os últimos dados de 2012 do anuário, indicam que cada veículo leve emite apenas 0,15 g/dia de gasolina, na forma de vapor para a atmosfera. A diminuição na quantidade de combustível emitido para a atmosfera se deve a presença nos carros atuais de um dispositivo chamado cânister que absorve a maior parte dos vapores de gasolina que seriam emitidos para a atmosfera durante a exposição do carro parado ao sol e depois os injeta diretamente na câmara de combustão durante o funcionamento do motor. A quantidade de calor necessária para vaporizar a gasolina absorvida pelo cânister por dia é, em joules, igual a ______.

Considere:

1 - o calor latente de vaporização do combustível igual a 400 J/g;

2 - a gasolina de 1989 idêntica a utilizada em 2012.

Transferência de calor é um processo de transferência de energia que ocorre quando dois corpos possuem temperaturas diferentes, tendendo ao equilíbrio térmico, ou seja, a troca de energia térmica ocorre enquanto existir a diferença de temperatura. A transferência de calor pode ocorrer de três formas: condução, convecção e radiação. Assinale a alternativa correta quanto aos mecanismos envolvidos nos processos de propagação de calor.

Em um calorímetro ideal e de paredes adiabáticas, existem 600 g de água líquida a 5 ºC. A esse sistema, são acrescentados mais 400 g de água líquida a 10 ºC e 500 g de gelo a – 60 ºC. Adotando o calor específico da água líquida igual a c_L = 1 cal/(g × ºC), o calor específico do gelo igual a c_G = 0,5 cal/(g × ºC) e o calor latente de fusão do gelo igual a L = 80 cal/g, depois de atingido o equilíbrio térmico, dentro do calorímetro haverá

Quando há a aplicação de uma força e ocorre um deslocamento do ponto de aplicação dessa força, podemos considerar que está ocorrendo (.......). Um exemplo dessa atuação seria, um corpo abandonado a certa altura, durante o deslocamento para baixo, por meio da queda tem-se a atuação da força da gravidade. Dessa forma, se há uma força e um deslocamento do ponto de aplicação, haverá a realização de (.......).

Marque a alternativa correta de acordo com o conceito acima descrito:

Um calorímetro está acoplado a um circuito elétrico composto por uma bateria que fornece uma tensão V = 10 V. uma chave S e um resistor de resistência R=1,0 Ω capaz de fornecer energia térmica a seu interior. Um termômetro T também está no interior do calorímetro. conforme figura abaixo. Utilizando esse equipamento. foi feito o seguinte procedimento experimental:

1. colocou-se 100 g de água a 10 °C e 50 g de gelo com temperatura de - 10 °C no calorímetro;

2. ligou-se a chave S por 220 s e desligou-se em seguida;

3. esperou-se que o termômetro T indicasse que 0 sistema (água + gelo) alcançara o equilíbrio térmico e, então. foi feita a leitura da temperatura interna.

Considerando-se que o termômetro e o calorímetro têm capacidade térmica desprezível e toda energia dissipada pelo resistor se converteu em ca10r, esperasse que a temperatura indicada no termômetro T seja dez

(Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C; calor específico da água 1,0 cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; 1 cal = 4 J)