Questões de Concurso sobre Termologia

A escala Fahrenheit é cientificamente mais precisa que a escala Celsius. A escala Celsius é a mais utilizada em contextos científicos, enquanto a Fahrenheit é mais comum em alguns países, como os Estados Unidos. A escala Celsius é preferida por sua relação direta com a escala Kelvin, a qual é a escala mais utilizada em ciência e engenharia.

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

Por se tratar de um gás que compõe a atmosfera e que apresenta variação espaço-temporal na sua concentração, a quantificação da umidade do ar aponta para a utilização de um princípio específico, segundo o qual "a pressão atmosférica pode ser decomposta nas pressões parciais exercidas por cada gás que compõe a atmosfera". Esse princípio é conhecido como:

Relacione os mecanismos conhecidos para transferência de calor (radiação, condução e convecção) às suas características.

1. Condução

2. Radiação

3. Convecção

( ) Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído. Na atmosfera ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. O ar quente é menos denso que o ar frio, de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.

( ) Ocorre dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato físico direto. A energia cinética dos átomos e moléculas é transferida por colisões entre átomos e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas, moléculas com maior energia cinética, para as temperaturas mais baixas, moléculas com menor energia cinética.

( ) Consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz. É a principal forma pela qual o sistema Terra -Atmosfera recebe energia do Sol e libera energia para o espaço.

Assinale a opção que apresenta a associação correta.

Considerando-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão seja muito superior ao coeficiente de dilatação térmica do vidro comum, é correto afirmar que se um vasilhame de vidro comum com sua tampa feita de latão totalmente rosqueada for

Uma barra A de comprimento inicial L₀ e outra barra B de comprimento inicial 2L₀, estão inicialmente à mesma temperatura. Ambas as barras são feitas do mesmo material. A temperatura das barras é, então, aumentada igualmente.

Nesse caso, a alternativa que representa CORRETAMENTE o comprimento L das barras em função de suas temperaturas T é:

Em relação aos conceitos de calor e de temperatura, a literatura da área de ensino de ciências afirma que trabalhar essa diferenciação implica, antes de tudo, no conhecimento pelo professor das concepções prévias apresentadas pelos estudantes e da concepção científica em relação a estes conceitos.

A partir deste contexto, analise as concepções discentes abaixo.

I- Calor é uma substância.

II- Calor é dependente da temperatura.

III- Calor é inerente aos corpos quentes.

IV- Temperatura é uma característica do material.

V- Calor é a energia transmitida espontaneamente entre corpos que se encontram em diferentes temperaturas.

São concepções discentes distantes do conhecimento científico o que se afirma apenas em:

Um gás teve a média da energia cinética de suas moléculas aumentada mas seu volume manteve-se constante. Desta forma é correto dizer que:

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

Um gás ideal sofre uma transformação cíclica ABCA conforme indicado no gráfico pressão (P) x volume (V) do desenho a seguir.

Podemos afirmar que

Analise o diagrama PV abaixo.

O diagrama acima representa as transformações termodinâmicas sofridas pela mistura gasolina-ar em um motor de combustão interna (usado em automóveis), que são detalhadas a seguir:

1) processo AB: compressão adiabática;

2) processo BC: aquecimento isovolumétrico;

3) processo CD: expansão adiabática; e

4) processo DA: resfriamento isovolumétrico.

Com base nessas informações e considerando que Q_BC e Q_DA são, respectivamente, os módulos dos calores trocados entre o gás e o meio externo nos processos BC e DA, assinale a opção que apresenta a expressão correta para O cálculo do rendimento do ciclo.

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

Uma barra fina de alumínio, de massa m = 0,10 kg, foi apoiada na posição horizontal entre duas paredes verticais. Em um dia de inverno, na condição de equilíbrio térmico com a temperatura ambiente (aproximadamente 15ºC), a barra possui comprimento L e fica no limite de deslizar verticalmente pelas parede. Emm um dia típico de verão, na condição deequilíbrioo térmico (aproximadamente 35ºC), é possível notar que a barra está mais rígida, devido ao aumento da força F exercida pelas paredes nas extremidades da barra, cuja área da seção reta é igual a A. Em engenharia, a razão F/A é denominada “tensão”, e é calculada por meio da expressão F/A = Y(ΔL/L), onde Y é o módulo de Young do material (em unidades de Pa). Assinale a opção que apresenta ao valor mais próximo da razão F/A, em pascal, exercida pelas paredes sobre as extremidades da barra de alumínio que é responsável, exclusivamente, pelo impedimento da dilatação da barra.

Dados: Y_AI = 7,0 x 10¹⁰ Pa; α_AI = coeficiente de dilatação linear do Alumínio = 2,4 x 10^{-5 º}C^-1; e considere desprezível a variação da área da seção reta da barra para essa variação de'temperatura.

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.

A expansão linear de uma haste metálica ou a expansão volumétrica de um sólido ou líquido são afetadas pela mudança na temperatura, conforme explicado pelo coeficiente de expansão linear e volumétrica.

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