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Questões de Concurso sobre Termologia
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A água apresenta um diagrama de fases singular, no qual a curva de fusão (fronteira sólido-líquido) possui inclinação negativa. Com base na Equação de Clapeyron e nas propriedades macroscópicas da água, esse comportamento está associado ao fato de que:
A
O calor latente de fusão da água é negativo em pressões elevadas.
B
A entropia da fase sólida é maior que a entropia da fase líquida sob pressão constante.
C
A densidade da água no estado sólido é maior do que no estado líquido próximo ao ponto de fusão.
D
O volume específico da fase líquida é menor do que o volume específico da fase sólida na temperatura de transição.
No estudo dos fenômenos térmicos, é fundamental distinguir corretamente os conceitos de energia térmica, calor e temperatura, pois cada um deles descreve aspectos distintos relacionados ao comportamento da matéria e às trocas de energia. Considerando esses conceitos, assinale a alternativa correta.
A
Temperatura e energia térmica podem ser consideradas grandezas idênticas, uma vez que ambas se relacionam ao estado térmico dos corpos.
B
Energia térmica e calor podem ser compreendidos como conceitos equivalentes, pois ambos se referem à energia associada ao estado térmico de um corpo.
C
Temperatura corresponde à quantidade de energia transferida entre corpos quando ocorre contato térmico entre eles.
D
Calor é definido como a medida direta do grau de agitação das partículas da matéria, sendo representado pela temperatura.
E
Calor é a energia térmica transferida entre corpos em função de uma diferença de temperatura, enquanto a temperatura está relacionada ao grau de agitação das partículas da matéria.
Em períodos frios, é comum, entre usuários de chuveiros elétricos, a redução da vazão de água com o propósito de elevar sua temperatura.
Considerando um dia em que a temperatura da água, antes de passar pelo chuveiro, é de 11 °C, uma pessoa, no seu banho, abre a torneira de forma que a vazão é de 182 mL/s e verifica que a água está saindo do chuveiro com uma temperatura de 31 °C, abaixo do que lhe seria agradável. Então, buscando aumentar a temperatura de seu banho, a pessoa fecha parcialmente a torneira, fazendo com que a vazão de água no chuveiro diminua para 130 mL/s.
Nessa nova condição, considerando desprezíveis as influências da temperatura na resistividade elétrica e no calor específico dos elementos envolvidos, e, sem fazer qualquer alteração no sistema elétrico do chuveiro, tem-se que a temperatura, em °C, com que a água sairá do chuveiro será igual a
A
38
B
39
C
40
D
41
Em residências, indústrias e no ambiente natural, a energia térmica se propaga de diferentes maneiras, conforme o meio disponível e as condições envolvidas. Associe cada mecanismo da Coluna I à sua caracterização na Coluna II:
Coluna I
1.Condução.
2. Convecção natural.
3. Convecção forçada.
4. Irradiação.
Coluna II
(__) A energia se propaga por meio de ondas eletromagnéticas e dispensa meio material, ocorrendo inclusive no vácuo.
(__) A energia passa de partícula para partícula vizinha no interior de um material, sem que haja deslocamento visível de matéria.
(__) O movimento do fluido que carrega a energia é provocado por um agente externo, como um ventilador ou uma bomba.
(__) Porções de fluido aquecidas se tornam menos densas, sobem e são substituídas por porções mais frias, formando correntes espontâneas.
Assinale a alternativa que apresenta a associação CORRETA, de cima para baixo:
A
4, 1, 3, 2.
B
4, 1, 2, 3.
C
2, 1, 4, 3.
D
1, 4, 3, 2.
E
4, 3, 1, 2.
Ao colocar uma panela de metal sobre a chama do fogão, o cabo metálico também fica quente após algum tempo. Esse fenômeno é um exemplo primário de transferência de calor por:
A
convecção
B
irradiação
C
condução
D
ebulição
E
condensação
A respeito da teoria básica do “fogo”, assinale a opção INCORRETA:
A
O “fogo” é uma reação química que libera luz e calor devido à combustão de materiais diversos. Essa reação química decorre de uma mistura de gases a alta temperatura, que emite radiação geralmente visível.
B
Já “incêndio” é o fogo fora de controle, causando dano e/ou prejuízo.
C
Os elementos que compõem o fogo são combustível, comburente e calor, que formam o Triângulo do Fogo.
D
O comburente é formado pela composição de sólidos líquidos gasosos.
A transmissão de calor entre dois corpos ou entre as moléculas de um mesmo corpo sofre influência direta do tipo de material combustível que está sendo aquecido, da capacidade que esse material possui de absorver e reter calor e da distância entre a fonte de calor e o material aquecido. São conhecidas três formas de transmissão de calor. Assinale a alternativa que apresenta corretamente essas formas:
A
irradiação, convulsão e condução.
B
condução, convecção e temperatura.
C
conexão, convulsão e temperatura.
D
convecção, irradiação e condução.
E
temperatura, conexão e convulsão.
Formica rufa é uma espécie de formiga que aquece seus formigueiros a partir do comportamento coletivo das operárias. Em grandes grupos, as formigas se expõem ao sol para absorver calor e retornam todas juntas para o interior do formigueiro.
I- Convecção: as operárias forçam o deslocamento da energia térmica de fora para dentro do ninho ao caminharem, em grandes grupos, aquecidas no exterior para o interior do formigueiro.
II- Condução: através do contato físico direto das formigas aquecidas com os ovos, larvas e paredes do ninho.
III- Irradiação térmica: pela emissão natural de ondas de calor infravermelho que os corpos das formigas liberam no ar confinado das câmaras.
É CORRETO o que se afirma em:
A
II, apenas.
B
II e III, apenas.
C
I, II e III.
D
I e III, apenas.
E
I, apenas.
Em uma aula prática, dois recipientes contêm o mesmo líquido a uma leitura térmica idêntica, porém em quantidades diferentes. Discute-se então o significado físico da grandeza temperatura e sua relação com o comportamento microscópico das partículas que compõem o material. Considerando os conceitos aceitos pela Física térmica, assinale a alternativa CORRETA.
A
A temperatura indica a capacidade de um corpo de ceder calor a outro, dependendo diretamente do calor específico da substância.
B
A temperatura corresponde à quantidade de energia térmica armazenada no corpo, aumentando com a massa de material aquecido.
C
A temperatura mede a soma das energias cinéticas das partículas do corpo, resultando em valores maiores nas amostras mais volumosas.
D
A temperatura expressa a velocidade de propagação do calor no interior do material, sendo tanto maior quanto mais rápida é a troca de energia.
E
A temperatura relaciona-se com a energia cinética média das partículas que constituem o corpo, sendo independente da quantidade de matéria presente.
Em um experimento de laboratório, um tubo capilar de vidro com raio interno r = 0,5 mm é inserido verticalmente em um recipiente contendo água a 20°C. A altura h que a água sobe no capilar é medida. Em seguida, o mesmo experimento é repetido, mas desta vez a água do recipiente está a 80°C.
Dados: Tensão superficial da água a 20°C: γ₁ = 72,8 mN/m; a 80°C: γ₂ = 62,6 mN/m Ângulo de contato água-vidro: θ ≈ 0° (molhamento completo) Densidade da água a 20°C: ρ₁ = 998 kg/m³; a 80°C: ρ₂ = 972 kg/m³
Sobre os resultados deste experimento, um professor de Física deve compreender que:
A
a altura capilar a 80°C será aproximadamente 25% menor que a 20°C, devido exclusivamente à redução da tensão superficial com o aumento da temperatura.
B
a altura capilar a 80°C será aproximadamente 13% menor que a 20°C, resultado da combinação entre diminuição da tensão superficial e diminuição da densidade da água.
C
a altura capilar permanecerá praticamente constante, pois a diminuição da tensão superficial é compensada pela diminuição da densidade, mantendo a razão γ/ρ aproximadamente constante.
D
a altura capilar a 80°C será maior que a 20°C, porque a diminuição da viscosidade facilita a ascensão da água no tubo capilar.
E
a altura capilar a 80°C será significativamente menor devido ao aumento da pressão de vapor, que reduz o efeito da tensão superficial no menisco.
Julgue os itens a seguir:
I. Tetraedro do Fogo: é a combinação do combustível com o oxigênio na presença de uma fonte de calor, onde forma uma reação química em cadeia, a qual libera mais energia na forma de luz e mais calor.
II. Condução: é a forma pelo qual o calor é transmitido de corpo para corpo, ou seja, de molécula para molécula.
III. Convecção: quando o calor é transmitido através de uma massa ascendente aquecida de gases ou de líquidos, de baixo para cima, chamamos de corrente de convecção.
IV. Irradiação: É a transmissão do calor por meio de ondas caloríficas através do espaço, que se propaga em todas as direções e a intensidade dos corpos atingidos será relacionada com a distância que está da fonte do calor.
Estão CORRETOS:
A
I, III, IV, apenas.
B
I, II, III, apenas.
C
II, III, IV, apenas.
D
I, II, III, IV.
No ensino de Física, compreender a natureza da ciência implica reconhecer que o conhecimento científico tem caráter _____, sendo revisado e aperfeiçoado à luz de novas evidências. Nesse processo, as _____ funcionam como explicações provisórias que orientam a investigação e são submetidas a testes por meio de _____ e da análise crítica dos resultados. Assinale a alternativa que preenche CORRETAMENTE as lacunas, na ordem em que aparecem:
A
provisório - teorias - experimentos
B
cumulativo - hipóteses - experimentos
C
provisório - hipóteses - experimentos
D
provisório - hipóteses - deduções
E
provisório - leis - observações
A transferência de calor sempre ocorre de forma espontânea, no sentido do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. Essa transferência de energia em forma de calor pode ocorrer por meio de processos como a condução, convecção e radiação.
Sobre os referidos processos é CORRETO afirmar que:
A
na convecção térmica, temos a propagação de calor por meio de correntes convectivas geradas pela subida da parte quente do fluido e pela descida da parte fria do fluido, o que ocorre pelas diferenças de temperatura.
B
na condução térmica, temos a propagação de calor por meio do contato entre diferentes corpos, com transferência de matéria.
C
diferentemente da condução, na convecção térmica, não há a transferência de matéria, por conta das correntes de convecção que surgem no fluido.
D
as brisas marítimas e o resfriamento dos alimentos em geladeiras e congeladores são exemplos do cotidiano, em que temos a propagação por irradiação, já que a transmissão de calor acontece por meio de ondas eletromagnéticas.
E
o aquecimento de talheres em contato com panelas é um dos exemplos do que acontece por conta da condução térmica, já que, temos a propagação de calor por meio do contato entre diferentes corpos, com transferência de matéria.
A razão entre a quantidade de calor recebida por um corpo e a correspondente variação de temperatura define a sua _____, cuja unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o _____. A mesma propriedade avaliada por unidade de massa recebe o nome de _____. Assinale a alternativa que preenche de forma CORRETA as lacunas, na ordem em que aparecem:
A
capacidade térmica - joule por quilograma - calor específico.
B
capacidade térmica - caloria por grama - calor específico.
C
capacidade térmica - joule por kelvin - calor latente.
D
capacidade térmica - joule por kelvin - calor específico.
E
calor específico - joule por kelvin - capacidade térmica.
A termodinâmica é uma área essencial para a análise de sistemas ambientais e processos energéticos. Sobre os princípios da termodinâmica marque a opção da afirmação CORRETA.
A
O primeiro princípio da termodinâmica afirma que a energia pode ser criada e destruída durante transformações físicas e químicas.
B
O segundo princípio da termodinâmica estabelece que a entropia de um sistema isolado tende a diminuir ao longo do tempo.
C
Os processos espontâneos em sistemas naturais estão associados ao aumento da entropia total do sistema e do meio ambiente.
D
O ciclo de Carnot é aplicado exclusivamente em sistemas fechados, sendo inaplicável a processos ambientais.
E
A eficiência energética de um sistema térmico independe da diferença de temperatura entre as fontes quente e fria.
Na proteção radiológica, o princípio da justificação estabelece que
A
aplica-se apenas a novas práticas envolvendo radiação, sendo dispensável para procedimentos já estabelecidos.
B
requer avaliação individual para cada paciente em procedimentos médicos, mas não para exposições ocupacionais de rotina.
C
qualquer exposição deve ser autorizada apenas quando o benefício superar os riscos.
D
refere-se exclusivamente a limites de dose anual.
E
deve ser aplicado somente após a implementação das medidas de otimização ALARA.
Considerando que 250 g de água (calor específico = 4 200 J/kg.K), inicialmente a 25 °C, foram colocados no micro-ondas durante 30 s e que, ao final desse tempo, atingiram a temperatura de 55 °C. A potência útil do forno para o aquecimento da água é
A
458,3 W.
B
875,0 W.
C
1 050,0 W.
D
1 925,0 W.
Um transmissor indicador de temperatura foi recentemente instalado para monitorar a temperatura em um reservatório químico. Durante a calibração inicial, o técnico da Empresa de Saneamento de Mato Grosso do Sul (Sanesul) observou que o indicador apresentava a temperatura do fluido do tanque como 77 ºF. Assinale a alternativa que apresenta a equivalente dessa temperatura em graus Celsius.
A
15 ºC.
B
20 ºC.
C
25 ºC.
D
30 ºC.
E
35 ºC.
Ao aquecer água em uma panela de metal sobre a chama de um fogão, observamos diferentes fenômenos relacionados à propagação de calor. A água no fundo da panela aquece e sobe, enquanto a água mais fria da superfície desce, criando um movimento circular. O cabo da panela, mesmo não estando em contato direto com a chama, também se aquece com o tempo. Além disso, ao aproximar a mão da lateral da panela sem tocá-la, é possível sentir o calor sendo emitido.
Com base nesta situação cotidiana, assinale a alternativa que associa corretamente os fenômenos observados às suas respectivas formas de propagação de calor.
A
O movimento da água é causado pela condução; o aquecimento do cabo ocorre por radiação; e o calor sentido ao aproximar a mão é transmitido por convecção.
B
O movimento da água é causado pela convecção; o aquecimento do cabo ocorre por condução; e o calor sentido ao aproximar a mão é transmitido por radiação.
C
O movimento da água é causado pela convecção; o aquecimento do cabo ocorre por radiação; e o calor sentido ao aproximar a mão é transmitido por condução.
D
O movimento da água é causado pela radiação; o aquecimento do cabo ocorre por convecção; e o calor sentido ao aproximar a mão é transmitido por condução.
E
Todos os fenômenos de aquecimento descritos são causados exclusivamente pelo processo de condução, pois o calor se propaga através do contato direto da chama com a panela.
EXPERIMENTO “BATATAS?”
Materiais:
· 2 batatas;
· Papel toalha;
· 1 colher de sopa para cavar as batatas;
· 3 pratos descartáveis;
· Etiqueta;
· Caneta;
· 1 medida de colher de chá de sal;
· 1 medida de colher de chá de açúcar.
Instruções:
1. Corte as batatas ao meio e separe três metades para o uso no experimento.
2. Enxugue suas superfícies com o papel toalha.
3. Retire parte das polpas das batatas com a colher, formando um pequeno buraco em cada uma das três metades.
4. Coloque cada metade em um dos pratos descartáveis e etiquete-os da seguinte forma: “controle”, “sal” e “açúcar”.
5. Adicione os solutos de acordo com as etiquetas. Na batata do “controle”, não adicione nada.
6. Após alguns minutos, observe e compare o que acontece com as metades das batatas.
A partir deste contexto, é CORRETO afirmar que a batata etiquetada com:
A
“sal” ficará cheia de água advinda das células vegetais pelo processo fisiológico de transporte passivo, com gasto de energia.
B
“controle” ficará com pouca água comparada às demais batatas, advinda das células vegetais pelo processo fisiológico de transporte passivo, sem gasto de energia.
C
“açúcar” ficará cheia de água advinda das células vegetais pelo processo fisiológico de transporte passivo, sem gasto de energia.
D
“açúcar” ficará cheia de água advinda das células vegetais pelo processo fisiológico de transporte ativo, sem gasto de energia.
E
“sal” ficará cheia de água advinda das células vegetais pelo processo fisiológico de transporte ativo, com gasto de energia.
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