Questões de Concurso sobre Termologia

Por causa da dilatação dos sólidos, revestimentos cerâmicos, pisos, pontes e trilhos de trem são construídos ou instalados em partes separadas por um espaço que é calculado para cada tipo de material e dimensões das partes. Tal espaço existe para permitir que as peças dilatem com as variações da temperatura do ambiente. Uma barra de metal com 80 cm de comprimento dilata 0,05% quando submetida a uma variação de temperatura de 20 ^oC. O coeficiente de dilatação linear α desse metal vale

Sobre o conteúdo do presente certame: calor e temperatura, julgue os itens a seguir como V, para verdadeiro, ou F, para falso:

I.(__)O calor só existe se existir diferença de temperatura.

II.(__)A quantidade de calor transferida entre um corpo e outro é proporcional à diferença de temperatura, à massa dos corpos e ao calor específico dos sistemas.

III.(__)O calor é a energia térmica transferida entre dois sistemas a temperaturas diferentes.

IV.(__)Cientificamente, um corpo possui calor, ou seja, o calor é uma propriedade do corpo.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA dos itens acima, de cima para baixo:

Dois gases perfeitos, denominados A e B, estão dispostos em dois recipientes que estão isolados termicamente do meio externo e conectados por uma válvula. Eles são misturados por meio de um processo isobárico cuja temperatura final é igual a 500 K. O gás A, antes da abertura da válvula, ocupava um volume de 20 cm³ e o B, um volume de 60 cm³. Antes de serem misturados, a temperatura do gás A era igual a 300 K.

A temperatura do gás B, em kelvin, é, aproximadamente

Quando o gelo derrete na montanha e se transforma em água líquida, esse processo é uma mudança de fase chamada sublimação.

Considere o seguinte experimento mental:

Um recipiente retangular de volume total V, hermeticamente fechado e de paredes externas adiabáticas, possui internamente três compartimentos também herméticos. Esse recipiente hipotético possui um mecanismo que permite que as paredes internas que separam os compartimentos hora funcionem como paredes adiabáticas, hora como diatérmicas. Cada compartimento é preenchido com uma porção de massa M de um gás ideal, aquecida a diferentes temperaturas, sendo 𝑻 temperatura a do gás no compartimento 1; 𝟐𝑻 do gás no compartimento 2 e 𝟎, 𝟕𝟓𝑻 do gás no compartimento 3. Inicialmente as paredes que separam os compartimentos 1 e 3 e os compartimentos 3 e 2 funcionam como paredes diatérmicas e a parede que separa o compartimento 1 e 2 funciona como uma parede adiabática. Após um tempo suficiente de espera os gases armazenados entram em equilíbrio termodinâmico. Dá-se início à segunda etapa do experimento, em que os tipos de parede se invertem: as paredes entre os compartimentos 1 e 3 e entre os compartimentos 2 e 3 passam, então, a funcionar como paredes adiabáticas, e a parede entre o compartimento 1 e 2, como diatérmica. Como esquematizado na ilustração abaixo:

Figura 1. Ilustração esquemática dos compartimentos nas duas etapas do experimento

Sobre os processos termodinâmicos ocorridos com os gases nos compartimentos, analise as afirmativas abaixo.

I. Na etapa 2 do experimento, não haverá troca de calor entre os gases do compartimento 1 e 2.

II. Na etapa 1 do experimento, os processos termodinâmicos ocorridos com os gases nos compartimentos de 1 a 3 são todos isobáricos.

III. Na etapa 1 do experimento há um aumento da energia interna do gás localizado no compartimento 3 e, portanto, um aumento do trabalho que esse gás realiza sobre as paredes.

Assinale a alternativa que versa sobre a veracidade das afirmativas acima. Se necessário considere a Lei dos Gases Ideais: 𝒑𝑽 = 𝒏𝑹𝑻.

Nas condições expostas, é correto afirmar que a transformação

Assinale a alternativa correta.

O calor latente de fusão é característico para cada substância. À pressão normal, representa a quantidade de calorias necessárias para que 1 g de uma dada substância passe do estado sólido para o líquido. A tabela a seguir representa o calor latente e a temperatura de fusão de algumas substâncias à pressão normal.

Considerando a temperatura ambiente igual a 25 ºC, nesta temperatura encontram-se no estado sólido as substâncias

Durante um experimento no laboratório de Física, surge um problema envolvendo a substância utilizada: a água está congelada. No experimento, é necessário que a água esteja no estado líquido e a uma temperatura acima de 0 °C. Dessa forma, para se utilizar a água na temperatura desejada, deve-se seguir uma sequência técnica de procedimentos termodinâmicos. A esse respeito, assinale a alternativa correta.

Márcio, técnico de laboratório em Física, desenvolveu um experimento em que um gás ideal é contido num cilindro fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Ao ligar um fogareiro abaixo do cilindro, Márcio pode afirmar, sobre a variação da pressão do gás $△p$, a variação da sua energia interna $△U$ e o calor transferido ao gás $Q$, que:

Ao completar o tanque de combustível de um carro em uma manhã fria, provavelmente ocorrerá vazamento pelo “ladrão” do veículo em virtude do aumento de temperatura ao longo do dia, caso não haja consumo de combustível. De modo geral, os líquidos se dilatam mais que os sólidos, ou seja, o coeficiente de dilatação dos líquidos costuma ser maior que o dos sólidos, como no caso dos combustíveis e dos tanques dos automóveis.

Não sendo desprezível o coeficiente de dilatação do tanque, é CORRETO afirmar que a dilatação real do combustível será igual à(ao):

Em um recipiente termicamente isolado, misturam-se três porções de mesma massa, de um mesmo líquido e de temperaturas iniciais 10 ºC, 20 ºC e 30 ºC. Assinale a alternativa que apresenta a temperatura da mistura após o equilíbrio térmico.

Considere o ciclo termodinâmico teórico apresentado no diagrama PV, da Figura 4, no qual um mol de um gás monoatômico ideal está contido em um cilindro com pistão. O ciclo é composto por quatro etapas distintas: uma expansão isobárica (A $\to$ B); uma expansão isotérmica (B $\to$ C) à temperatura de 562,5 𝐾; uma transformação isocórica (C $\to$ D); uma compressão isotérmica (D $\to$ A) à temperatura de 300 𝐾. Para efeitos de cálculo, utilize a constante dos gases ideais 𝑅 = 8 𝐽/(𝑚𝑜𝑙 · 𝐾) e 𝑙𝑛 1,5×10⁵ ≅ 12.

Figura 4

Considerando a situação apresentada na Figura 4, analise as seguintes assertivas:

I. O volume do gás no estado A é de 1,6×10⁻² 𝑚³.

II. A pressão do gás no estado C é de 10³ 𝑃𝑎.

III. O trabalho realizado pelo gás no processo B $\to$ C é de aproximadamente 54 kJ.

IV. O trabalho realizado pelo gás no processo A $\to$ B é de 210 J.

Quais estão corretas?

As leis fundamentais da termodinâmica regem o modo como o calor se transforma em trabalho e vice-versa. Sobre as leis fundamentais da termodinâmica, analise o quadro a seguir e preenche corretamente:

Assinale a alternativa correta:

Considere um recipiente contendo um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. O gás passa por uma expansão isotérmica reversível, na qual ocorre uma transferência de calor do ambiente. Como se pode expressar a relação entre o calor recebido pelo gás (Q) e a variação de entropia do gás (ΔS)?

Na figura abaixo, adaptada de Odum (2019), pode-se observar o fluxo de energia através de uma folha, em que a energia solar é indicada por A, a energia dissipada é representada por B, e a energia presente na folha e concentrada em seu açúcar (celulose) é indicado por C. Sobre o sistema representado, é correto afirmar que a:

A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia total de um sistema isolado é sempre constante, independentemente de processos internos.

Na Figura abaixo são mostradas as temperaturas de fusão e de ebulição da água, em graus Fahrenheit e em graus Celsius.

Considerando-se que uma caldeira de navio está operando a 300 graus Celsius, qual é a temperatura correspondente dessa caldeira, em graus Fahrenheit?

Temperaturas são comumente medidas na escala Celsius, em que as temperaturas de fusão e de ebulição da água são, respectivamente, 0 °C e 100 °C, a 1 atm. Dessa forma, o intervalo de temperatura unitário é escolhido de tal maneira que a diferença entre o ponto de solidificação da água e o ponto de ebulição da água, a 1 atm, é 100 °C.

O princípio de ação do sensor termopar é baseado na diferença de dilatação das lâminas metálicas que o compõem.