Questões de Concurso sobre Termologia

Um aquecedor com resistência de 10 Ω está ligado a uma tomada de 200 V e aquece uma quantidade de água com capacidade calorífica de 10.000 J/°C. Portanto, após meio minuto, a temperatura da água terá sido elevada em

Um cilindro com 20 kg de ar comprimido a 200 bar está conectado por meio de uma válvula a um tanque, conforme a figura abaixo.

Inicialmente, a válvula está fechada e o tanque está com vácuo. Então, a válvula é aberta até que o tanque atinja a pressão de 3 bar, momento em que a válvula é fechada. Considerando que esse processo acontece a uma temperatura constante de 300 K, que o ar é um gás ideal, que o volume do tanque é de 0,574 m³ e que a constante particular para o ar é R = 0,2870 (kN.m)/(kg.K), a pressão residual no cilindro após preencher o tanque será de:

A caloria (cal) é uma quantidade de calor necessária para elevar em 1°C a temperatura de 1 grama de água sob pressão normal.

Um reservatório de água quente, mantido a uma temperatura de 45 °C, está conectado por um canal subterrâneo a um outro reservatório de água fria, mantido a uma temperatura de 5 °C. Ambos os reservatórios têm superfície livre em contato com ar e estão submetidos a mesma pressão atmosférica.

Considerando-se que o canal está a uma profundidade h da superfície livre do reservatório frio e que o coeficiente de dilatação térmica da água é de 1,3×10⁻⁴(°C)⁻¹, é correto afirmar que a profundidade do canal em relação à superfície livre do reservatório quente será igual a

Um processo termodinâmico quase estático é aquele em que as condições do sistema mudam infinitesimalmente devagar, permitindo que o sistema permaneça próximo do equilíbrio termodinâmico em cada etapa do processo. Durante um processo quase estático:

I. não há transferência de calor entre o sistema e o ambiente;

II. o sistema passa por mudanças rápidas e abruptas em suas variáveis de estado;

III. pode haver mudanças de estado das variáveis, porém é possível retornar ao estado inicial seguindo exatamente o caminho inverso;

IV. a quantidade de calor trocada com o ambiente é pequena.

Está(ão) correto(s):

Calor e Temperatura são dois conceitos fundamentais na termologia (Termofísica), os quais, são considerados sinônimos. Considerando-se o conceito de dilatação térmica e calorimetria, qual das alternativas abaixo está INCORRETA?

A Revolução Industrial, iniciada no século XVIII, na Inglaterra, teve como uma de suas principais características a introdução de máquinas no processo de produção de bens. As primeiras indústrias precisavam aquecer a água e transformá-la em vapor. O processo de produção envolvia sobretudo a utilização de energia térmica, o que estimulou o estudo do funcionamento das máquinas térmicas, ajudando a criar o campo de estudo da termodinâmica.

(Adaptado de VÁLIO, A. B. M. et al. Ser Protagonista: Física, 2: Ensino Médio. 3. ed. São Paulo: Edições SM, 2016)

Com relação às máquinas térmicas e ao equilíbrio termodinâmico, avalie se as afirmativas a seguir são verdadeiras (V) ou falsas (F).

( ) Em uma máquina térmica há troca de energia entre o interior e o exterior, de maneira que se forma um sistema termodinâmico composto de três partes: a fonte de calor, a máquina realizando trabalho e o meio externo.

( ) Diferente da máquina à vapor, a máquina com motor a combustão que usa como combustível os derivados do petróleo, não é uma máquina térmica.

( ) Em máquinas térmicas reais o rendimento é 100%, não ocorrendo perdas na forma de calor.

As afirmativas são, respectivamente,

Durante um dia quente de verão, um motorista estaciona seu carro com um sensor de estacionamento de aço instalado no para-choque. O sensor tem um comprimento de 20 cm a uma temperatura ambiente de 20°C pela manhã, no entanto, ao meio-dia, a temperatura ambiente sobe para 45°C. Considerando que o coeficiente de dilatação linear do aço é aproximadamente 12×𝟏𝟎^−𝟔 °𝑪^−𝟏, assinale a alternativa correta sobre a variação no comprimento do sensor de estacionamento devido ao aumento da temperatura.

Quando a temperatura de um corpo aumenta, as partículas que o compõem ganham energia e começam a se agitar mais. Esse movimento é denominado energia cinética. Um corpo que está a 25 °C, na escala Kelvin, apresentará aproximadamente:

Em um experimento de calorimetria, 300 g de gelo a -4 °C foram transformados em água a 40 °C usando um ebulidor elétrico, em um intervalo de tempo de 7 minutos. O ebulidor foi conectado a uma fonte de tensão de 130 V. Qual é, aproximadamente, o valor da resistência elétrica do ebulidor, em ohms?

Dados: 1 𝑐𝑎𝑙 = 4,2 𝐽; Calor específico da água = 1 cal/g.°C; Calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C; Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; Calor latente de evaporação do gelo = 540 cal/g.

Considere a fervura da água em uma chaleira para preparar uma macarronada. Sabe-se que o cozimento do macarrão envolve hidratar e gelatinizar o amido contido na massa. Para isso, é fundamental utilizar água quente ou fervente. A escolha entre água aquecida e fervente pode afetar tanto a textura final do macarrão quanto suas características alimentícias. Quando o macarrão é adicionado à água fervente, ele rapidamente absorve a água, O que causa a expansão e a gelatinização dos amidos. Este processo é rápido e eficiente, garantindo uma textura firme, mas macia.

A fervura ocorre em duas etapas distintas: primeiro, o aquecimento da água até seu ponto de ebulição e, em seguida, a conversão da água líquida em vapor. Nesse contexto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:

I. Durante o aquecimento da água da temperatura ambiente até 100ºC, a energia térmica fornecida é utilizada para aumentar a sua temperatura.

E

Il. Simultaneamente à primeira, no processo de fervura da água a 100ºC em uma chaleira, a energia térmica fornecida é utilizada para diminuir a fase da água de líquido para vapor, sem que haja qualquer mudança na temperatura na transição.

A respeito dessas asserções, assinale a opção correta:

Dois termômetros de mercúrio, um calibrado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, são usados para medir a temperatura de uma amostra de água aquecida. Realizando a imersão dos termômetros na água, verifica-se que há uma diferença numérica de 70 unidades entre as leituras obtidas nos dois termômetros no equilíbrio térmico.

Assinale a alternativa correta que determina qual foi a temperatura da amostra medida em ambas as escalas:

Quando um gás ideal sofre uma transformação em um processo adiabático em que o meio externo realiza um trabalho sobre esse gás,

Em um jantar na casa de Rafael surge a necessidade de abrir um recipiente de champignon em conserva cuja tampa está emperrada. Sabendo que a tampa desse recipiente é de alumínio e seu corpo de vidro, foi sugerido por sua namorada, com o intuito de facilitar a abertura do mesmo, expor a tampa ao fogo por algum tempo. Imediatamente depois desse processo, afastou-se da alta temperatura e voltou-se a tentar abrir a tampa. O procedimento sugerido pela namorada de Rafael possibilitou uma folga entre a tampa e o recipiente, permitindo que ela fosse aberta mais facilmente, isso porque:

Na escala de temperatura Fahrenheit, o ponto de fusão da água corresponde a 32 °F, enquanto o ponto de ebulição da água corresponde a 212 °F. Na escala de temperatura Celsius, esses pontos correspondem, respectivamente, a 0 °C e 100 °C.

A tabela a seguir apresenta os estados do corpo humano correspondentes a diferentes temperaturas.

Com base no texto e na tabela precedentes, assinale a opção correta.

Caso se acenda uma lareira com a chaminé fechada em uma sala completamente fechada, é correto afirmar que

I a pressão dentro da sala irá crescer.

II a temperatura dentro da sala irá aumentar.

III a energia cinética média das partículas no ar não irá se alterar.

Assinale a opção correta.

Existindo regiões no espaço a diferentes temperaturas, ocorrerá transferência de calor no sentido das zonas onde a temperatura é mais baixa.

Sobre transferência de calor, que pode ocorrer pelos mecanismos de condução, de convecção e/ou de radiação, analise as afirmativas a seguir.

I. O mecanismo da condução de calor está associado à transferência de calor efetuada ao nível molecular, por transferência de energia sensível. Ocorre em gases, líquidos ou sólidos.

II. A transferência de calor por convecção ocorre quando há transmissão ou transferência de energia de um lugar para outro pelo deslocamento de meio material através de correntes que se estabelecem no interior do meio.

II. O ar aquecido pela luz solar e a pele aquecida pela radiação do fogo são exemplos de transferência de calor por radiação.

Está correto o que se afirma em

No laboratório de uma empresa foi entregue uma chapa metálica homogênea cujo coeficiente de dilatação superficial do material é igual a 24.10-6 ºC^-1. Nesta chapa, a 30 ºC, existe um orifício de 1 cm de diâmetro em seu centro. Para que ocorra uma variação no diâmetro do orifício igual a 1,8.10^-3 cm, a chapa metálica deve ser aquecida até a temperatura de _______ ºC.

Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente a lacuna do texto do enunciado.

Um projétil, massa igual a 14,7 g, atravessa um recipiente ocupado por um material no estado líquido, de calor específico igual a 2800 J/kgK. A massa do material é igual a 1,2 kg. Despreze a massa e as trocas de energia do recipiente. Ao entrar no recipiente, a velocidade do projétil era de 600 m/s e, ao sair, de 400 m/s. A energia perdida durante a redução de velocidade foi totalmente usada para aquecer o líquido, que não altera seu estado físico. A variação de temperatura do líquido, em ºC, APROXIMADAMENTE, foi de:

Aquecedores solares são equipamentos utilizados para o aquecimento de água pelo calor do Sol. São compostos por coletores solares, nos quais ocorre o aquecimento da água, e por um reservatório térmico, em que é armazenada a água quente para ser utilizada posteriormente. A figura ilustra esquematicamente como funciona esse equipamento.

5 dicas de instalação de aquecedor solar. Disponível em: https://instaline.com.br. Acesso em: 3 nov. 2023 (adaptado).

O processo pelo qual ocorre transferência de calor dos coletores solares para o reservatório térmico é a