Questões de Concurso sobre Termodinâmica

Uma dada substância possui ponto de fusão em 10 ^oC e ebulição em 150 ^oC. Na fase sólida é sabido que o calor específico da substância é de 10 cal/g∙ ^oC, o calor de fusão é de 50 cal/g, o calor específico de fase líquida é de 30 cal/g∙ ^oC e o calor de vaporização é de 200 cal/g.

Considerando que se deseja aquecer 100 g dessa substância de -10 ^oC a 50 ^oC, a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a energia necessária para esse processo é:

O ciclo Rankine – ou ciclo de água/vapor, processo termodinâmico usado para a geração de energia elétrica, tem quatro etapas: aquecimento, expansão, condensação e compressão.

Sobre o ciclo de água/vapor, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

I. No aquecimento, o fluido (geralmente água) é aquecido em um trocador de calor até que ele se torne vapor; o vapor é produzido por meio de alta pressão e temperatura, utilizando uma fonte de calor, como a combustão de combustíveis fósseis ou energia nuclear.

II. Na expansão, o vapor de alta pressão gerado no aquecimento é direcionado para uma turbina, que converte a energia térmica em energia elétrica; uma turbina é conectada a um gerador que distribui a energia elétrica gerada.

III. Uma das desvantagens das usinas termelétricas que utilizam o ciclo Rankine para a geração de energia elétrica é a de emitir grandes quantidades de dióxido de carbono e outros poluentes, contribuindo para as mudanças climáticas e a poluição do ar.

Está correto o que se afirma em

A Entropia é uma das Leis da Termodinâmica. Assim sendo, a Entropia diminui quando:

Um corpo de massa m com calor específico C à temperatura de 500 K é colocado em contato com outro corpo de mesma massa e mesmo calor específico à temperatura de 100 K. O sistema é colocado dentro de uma caixa isolada termicamente durante o processo. A variação da entropia do sistema quando os blocos alcançam o equilíbrio térmico é

A água (na forma líquida) tem um comportamento anormal entre 0 ^oC e 4 ^oC, como ilustra o gráfico cartesiano a seguir, que mostra como sua densidade (µ) varia em função da temperatura (0).

Os cinco frascos representados na figura a seguir são idênticos, transparentes, feitos de um material termicamente indilatável, estão apoiados numa superfície plana e horizontal e contêm uma mesma massa de água (líquida) a temperaturas diferentes.

Se a água em um dos frascos estiver a 4^◦C, esse frasco é o de número

As máquinas térmicas transformam a energia interna de um combustível em energia mecânica e quando operam segundo o ciclo de Carnot, são consideradas ideais por possuírem o maior rendimento possível. Uma máquina térmica ideal, operando segundo o ciclo de Carnot, possui um rendimento igual a 40%, realiza um trabalho W igual a 8000 J e possui uma temperatura em sua fonte fria de 300 K. Assinale a alternativa correta que corresponde, respectivamente, a quantidade de calor recebida e liberada, em joules, e a temperatura, em kelvin, da fonte quente para operar esse ciclo.

A respeito das leis da termodinâmica, analise as afirmativas.

I. Três sistemas isolados termicamente, em equilíbrio térmico entre si, podem continuar trocando calor.

II. Num sistema termicamente isolado, o trabalho realizado para levar o sistema de um estado termodinâmico inicial para um final não deve depender do caminho.

III. A primeira lei da termodinâmica, ao incluir o calor como forma de energia, consiste em uma generalização do princípio de conservação de energia.

IV. Uma máquina térmica é capaz de absorver calor de uma fonte quente e produzir uma quantidade de trabalho equivalente ao calor absorvido.

V. O calor sempre flui de um corpo mais quente para outro mais frio devido à entropia.

Estão corretas as afirmativas

A temperatura, uma medida abstrata da energia cinética média das partículas em um sistema, é intrinsecamente associada ao conceito de agitação térmica, que pode ser caracterizada por distribuições de Boltzmann e Maxwell-Boltzmann, refletindo a probabilidade estatística das velocidades moleculares e sua influência na dinâmica do sistema em um contexto de equilíbrio termodinâmico e teorias cinéticas moleculares avançadas.

Em relação aos conceitos de calor e temperatura, assinale a alternativa correta.

Um laboratório de física está investigando as propriedades térmicas de diferentes materiais. Durante um experimento, uma barra de cobre e uma barra de alumínio, ambas com a mesma massa, são aquecidas numa mesma temperatura inicial e, em seguida, são deixadas para resfriar em um ambiente com temperatura constante de 25ºC. Ademais, sabe-se que o calor específico do alumínio é maior que o do cobre.

Com base nos conceitos de calor e de temperatura, assinale a alternativa correta sobre o comportamento térmico das barras durante o resfriamento.

A parte da Física que estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, ao resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem determinado tipo de energia é chamada de Termologia.

Com relação ao equilíbrio termodinâmico, analise as afirmativas a seguir.

I. Dois sistemas físicos estão em equilíbrio se, ao serem colocados em contato térmico, não há fluxo de calor entre eles.

II. Considere dois sistemas físicos, A e B, que estão individualmente em equilíbrio térmico com um terceiro sistema C. Segundo a termodinâmica, eles não devem estar em equilíbrio térmico entre si. III. A transferência espontânea de energia entre os corpos é provocada pela diferença de calor que cada um tem, e essa energia em trânsito é denominada temperatura.

Está correto o que se afirma em

O compartimento de refrigeração de uma geladeira e o seu conteúdo são mantidos a t4 ºC e têm uma capacidade térmica (ou calorifica) média de 60 KJ/K. A geladeira descarrega calor no ambiente a 24 ºC. Com base nas informações, o módulo da potência minima necessária do motor para que a temperatura do compartimento de refrigeração seja reduzida de 1 ºC, em 2 minutos, é de:

Dados: k = 1,38.10^-23J!K (constante de Boltzmann); In4 = 1,386; e In6 = 1,792.

A termodinâmica é uma parte da ciência que estuda como o calor e a energia se movem e mudam entre diferentes objetos, assim como isso afeta o mundo ao nosso redor. Essa energia denominada calor pode ser transmitida de diversas formas entre os sistemas. Assinale a alternativa que aponta a propagação por condução.

Em uma prática experimental envolvendo os conceitos relacionados à termodinâmica, um estudante verificou que, ao fornecer 60 calorias para 150 gramas de uma substância, fez com que a sua temperatura sofresse uma elevação de 2º C. A tabela abaixo mostra o calor específico de algumas substâncias que estavam disponíveis na prática experimental.

Com base nas informações, é correto afirmar que a substância usada pelo estudante foi

Analise as seguintes afirmativas relacionadas à Termodinâmica.

I. A Primeira Lei da Termodinâmica, também conhecida como Lei da Conservação de Energia, afirma que a energia total de um sistema isolado é constante.

II. A Segunda Lei da Termodinâmica estabelece que a entropia de um sistema isolado sempre diminui com o tempo.

III. Em um processo adiabático, não há transferência de calor entre o sistema e seu ambiente.

IV. A eficiência de um ciclo de Carnot é independente das temperaturas das fontes quente e fria.

V. A Terceira Lei da Termodinâmica implica que é impossível atingir o zero absoluto em um número finito de etapas.

Marque a opção que apresenta as afirmativas CORRETAS.

A primeira lei da termodinâmica é uma aplicação do seguinte princípio da física:

A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a variação da energia interna (ΔU) de um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com o ambiente (Q) e o trabalho realizado no processo termodinâmico (W), da seguinte forma: ΔU = Q – W. Assim, quando o trabalho realizado pelo sistema for igual ao calor fornecido a ele, haverá uma transformação

Observe a ilustração a seguir.

A forma de transferência de calor que ocorre a partir da lareira para o ambiente até às pessoas é a

No Museu Interativo da Física - UFRJ (LADIF), um experimento consiste em colocar um copo de água em uma mesa de vácuo fechada por uma redoma. Ao ligar uma bomba acoplada à mesa de vácuo, o ar é retirado da redoma e a água ferve. Esse fenômeno ocorre, porque, dentro da redoma, ao ligar a bomba:

Qual é a carga térmica de resfriamento fornecida por um equipamento de ar-condicionado para manter o ambiente em 24°C, se o equipamento possui uma potência dissipada de 125 kW? Considere a eficiência do equipamento de 0,8.