Física - termofisica questões de vestibuar 2012

física termofísica QUESTÕES DE VESTIBULARES 2012.1 (1o semestre) 2012.2 (2o semestre)

sumário termômetros e escalas termométricas

VESTIBULARES 2012.1...............................................................................................................................2 VESTIBULARES 2012.2...............................................................................................................................3

calor sensível

VESTIBULARES 2012.1...............................................................................................................................4 VESTIBULARES 2012.2...............................................................................................................................6

calor latente

VESTIBULARES 2012.1...............................................................................................................................8 VESTIBULARES 2012.2....................................................................................... ............................................................................................................................. ...................................... 10

sistema termicamente isolado

VESTIBULARES 2012.1..............................................................................................................................13 VESTIBULARES 2012.2..............................................................................................................................15

transmissão de calor


dilatação térmica


transformações gasosas


trabalho da força de pressão


primeira lei da termodinâmica


segunda lei da termodinâmica


[email protected] japizzirani@g mail.com

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TERMOFÍSICA termômetros e escalas termométricas VESTIBULARES 2012.1 (VUNESP/CEFSA-2012.1) - ALTERNATIVA: D Em um laboratório, foram realizados dois experimentos: 1.º experimento: o professor solicitou que um aluno segurasse um copo de leite quente (temperatura suportável). Após alguns minutos, o aluno deveria relatar o que percebeu.

2.º experimento: o professor solicitou que fosse adicionado leite frio em uma xícara de café quente. Após alguns minutos, o aluno deveria relatar o que percebeu.

O professor espera que os alunos percebam que ocorreu equilíbrio térmico a) apenas no 1.º experimento, porque houve mistura de substâncias. b) apenas no 2.º experimento, porque houve mistura de substâncias. c) em nenhuma das situações apresentadas, pois não houve transferência de calor. *d) nas duas situações, porque houve transferência de calor. (CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: B Um termômetro de mercúrio apresenta no ponto de fusão da água uma coluna de 20 mm de altura e, no ponto de ebulição, 80 mm. A uma temperatura de 92 °F °F,, a coluna de mercúrio desse termômetro, em mm, é igual a a) 30. *b) 40. c) 50. d) 60. (SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: A Em 1966, foi lançado o filme Fahrenheit 451, do diretor francês François Truffaut . O foco da ação do filme é um grupo de bombeiros, o grupo Fahrenheit 451, responsável por queimar todos os livros que encontrassem, em uma temperatura de 451 graus Fahrenheit (451°F). No Brasil e na maior parte dos países do mundo, a escala de medida de temperaturas mais usual é a Celsius. No entanto, a escala de temperaturas oficial do Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Kelvin. A temperatura que dá nome ao filme é equivalente, aproximadamente, a *a) 233°C. d) 451°C. b) 178 K. e) 724 K. c) 724°C. (UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: C Durante uma aula no laboratório de Física, o professor colocou dois

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: B Os instrumentos destinados a medir a temperatura de um corpo são denominados termômetros, que utilizam certos efeitos produzidos pela energia térmica para avaliar a temperatura. O termômetro de mercúrio consiste num tubo muito fino (tubo capilar), onde na base (bulbo ou reservatório) há mercúrio, um metal líquido. O efeito produzido pela energia térmica para avaliar a temperatura de um corpo neste termômetro é: a) pressão dos líquidos nos gases *b) dilatação térmica c) resistência elétrica d) efeitos ópticos e) efeito fisiológico dos líquidos (UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: E Efeitos quânticos não estão limitados a partículas subatômicas. Eles também aparecem em experimentos com sistemas macros e mais quentes. Cientistas descobriram, em 2010, que efeitos quânticos, à temperatura de 294,0 K, aumentam a eficiência fotossintética em duas espécies de algas marinhas. Com base nas informações, a experiência que revelou aumento da eficiência fotossintética em espécies de algas marinhas, devido a efeitos quânticos, foi realizada a uma temperatura, em ºF, aproximadamente, igual a a) 60 b) 63 c) 65 d) 68 *e) 70 (PUC/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: B O clima em Curitiba é caracterizado pelas altas variações de temperatura em um mesmo dia. Segundo dados do Simepar (www.simepar.br), ao final do inverno de 2011, os termômetros chegaram a marcar 8,00ºC e 25,0ºC em um período de 24h. Determine essa variação de temperatura na escala Fahrenheit. Dados: ● ponto de fusão do gelo: 32ºF, ● ponto de ebulição da água: 212ºF. a) 17,0º F *b) 30,6º F c) 62,6º F d) 20,0º F e) 16,5º F (VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: B Um aluno utilizou um termômetro para medir a temperatura de um determinado líquido e obteve o valor de 50 ºC. Resolvendo verificar a precisão do termômetro utilizado, observou que, para água congelando, a temperatura indicada era de −5 ºC e, para água fervendo, a temperatura indicada era de 105 ºC. Sendo assim, o aluno concluiu, que o valor correto da temperatura do líquido, em º C, era igual a a) 45. *b) 50. c) 55. d) 60. e) 65. (VUNESP/FAMECA-2012.1) - ALTERNATIVA: C Para calibrar um termômetro, um estudante o mergulhou em água a 25 °C e, depois, a 80 °C. Quando em equilíbrio térmico com a água nessas situações, a altura h da coluna de mercúrio, em relação ao centro do bulbo do termômetro, mediu 3 cm e ºC 18 cm, respectivamente. Depois disso, utilizando esse mesmo termômetro, registrou que a diferença entre a mínima e a máxima temperatura num determinado dia foi de 15 °C. Pode-se afirmar que, nesse dia, o deslocamento da extremidade da coluna de mercúrio do termômetro,















VESTIBULARES 2012.2 (UFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: D Um menino do País de Gales (Reino Unido) não se sente bem e pede para sua mãe medir sua temperatura corpórea. Após 2 minutos, o termômetro utilizado registra 99,8 °F. Com base nos conhecimentos de termometria, é correto afirmar que o menino: a) tem hipotermia, com T = 34 °C. b) está normal, com T = 36 °C. c) está normal, com T = 37 °C. *d) tem febre, com T = 38 °C. e) tem febre, com T = 39 °C. (UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: C Princípio zero da termodinâmica “O princípio básico sobre o qual a termodinâmica se assenta é no sistema isolado, envolto por uma fronteira completamente restritiva em relação à troca de energia ou matéria - haverá um estado em particular, caracterizado pela constância de todas as grandezas termodinâmicas mensuráveis (temperatura, pressões, volume, etc.), que, uma vez dado tempo suficiente para as transformações necessárias ocorrerem, sempre será atingido. Os valores a serem assumidos pelas grandezas no estado de equilíbrio encontram-se univocamente determinados desde o estabelecimento da fronteira e do sistema, dependendo estes, em sistemas simples, apenas do número e natureza das partículas, do volume e da energia interna encerrados no sistema.” Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre. Qual é a ideia básica de tal princípio? a) Irreversibilidade dos processos físicos. b) Conservação da energia. *c) Equilíbrio térmico. d) Entropia. e) Entalpia. (PUC/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: D A energia da radiação cósmica de fundo possui um equivalente em temperatura de 2,7 kelvins. Indique, entre as alternativas seguintes, qual é o valor dessa temperatura na escala Celsius: a) 275,3 ºC b) −275,3 ºC c) 270,3 ºC *d) −270,3 ºC (MACKENZIE/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: D A diferença entre as temperaturas de ebulição do álcool etílico e do éter etílico, sob pressão de 1,0 atm, é 78,0 ºF. Sabendo-se que a temperatura de ebulição desse éter é 35,0 ºC, conclui-se que a temperatura de ebulição desse álcool é a) 8,3 ºC b) 35,3 ºC c) 43,3 ºC *d) 78,3 ºC e) 105,4 ºC















TERMOFÍSICA calor sensível VESTIBULARES 2012.1 (UERJ-2012.1) - RESPOSTA: Cx = 10 cal.K−1 e Cy = 4 cal.K−1; cx = 0,5 cal.g−1.K−1 e cy = 0,4 cal.g−1.K−1 Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por substâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g. O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses corpos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento. T (K)

Y

283 X

281 279 277 275 273 0

20

40

60

80

Q (cal)

Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem. (UERJ-2012.1) - RESPOSTA: ∆θ = 36ºC Um copo contendo 200 g de água é colocado no interior de um forno de microondas. Quando o aparelho é ligado, a energia é absorvida pela água a uma taxa de 120 cal/s. Sabendo que o calor específico da água é igual a 1 cal • g−1•ºC−1, calcule a variação de temperatura da água após 1 minuto de funcionamento do forno. (UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: D Atualmente, os carros estão mais econômicos, comparativamente aos de algumas décadas atrás. O fato é que os motores estão mais leves, por causa das descobertas de novas ligas metálicas. O gráfico da esquerda ilustra a potência em função dos ciclos do motor. O segundo gráfico apresenta a temperatura do motor em um intervalo de tempo, com o giro em 2000 rpm. Dado: 1 HP = 750 W ) 75 C º (

100

) P H ( 75 a i c 50 n ê t o P 25

a r u50 t a r e p 25 m e T

0,5 1,0 1,5 2,0 ciclos (103 rpm)

2

4 6 8 tempo (min)

Considerando-se estas informações, qual é a capacidade térmica desse motor após oito minutos de funcionamento, em 104 J/K? a) 0,8 c) 24,0 b) 8,0 *d) 72,0 (PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: D

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: D O homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é essencial para o trabalho do ferreiro na confecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na confecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/g.ºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro. Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC. a) 25 b) 250 c) 2500 *d) 25000 e) 250000 (PUC/GO-2012.1) - QUESTÃO ANULADA - RESPOSTA: 1 m3 Em uma casa ecológica, a energia dos raios solares poderia ser conservada em reservatórios cheios de água. Em uma semana de inverno foram necessários 107 cal para manter a temperatura interna da casa em 20ºC. Se a temperatura da água que estava no reservatório era de 30ºC, o volume de água necessário é de (marque a alternativa que contenha a proposição correta:) Dados: calor específico da água = 1 cal/(g.ºC); densidade volumétrica da água = 1000 kg/m3 a) 1000 m3. b) 10 m3. c) 10000 m3. d) 100 m3. (UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: C Considere um aquecedor elétrico de imersão constituído por um resistor do tipo linear de 15 ohms e que funciona sob uma tensão especial de 100 V. Esse aparelho é usado para aquecer 1,5 kg de água, sendo a temperatura inicial da água de 12 ºC. Considere que todo o calor gerado pelo aparelho seja absorvido pela água e que o calor específico da água seja igual, aproximadamente, a 4 × 103 J/(kg.ºC). Determine o tempo necessário para que toda a massa de água atinja a temperatura de 100 ºC. a) 5,9 minutos b) 9,5 minutos *c) 13,2 minutos d) 12,1 minutos e) 8,9 minutos (UFV/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: A Um pequeno bloco escorrega para baixo sobre uma superfície, partindo do repouso no ponto A, como mostra a figura abaixo. O bloco atinge novamente o repouso depois de percorrer uma certa distância horizontal H. O bloco é feito de material de calor específico c. Suponha que metade da energia mecânica dissipada pelo atrito seja absorvida pelo bloco, aumentando a sua temperatura, e que este não dissipe calor para o ambiente. A

D

H

R

Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, a variação de temperatura do bloco, desde o instante inicial até o instante em que ele atinge o repouso, é:





























(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: A O gráfico abaixo representa o calor absorvido por unidade de massa, Q/m, em função das variações de temperatura ∆T para as substâncias ar, água e álcool, que recebem calor em processos em que a pressão é mantida constante. Q/m (kJ/kg) Z

40 30

Y 20 10 0

X 2

4

6

8

10

∆T (ºC)

(Considere que os valores de calor específico do ar, do álcool e da água são, respectivamente, 1,0 kJ/kg.ºC, 2,5 kJ/kg.ºC e 4,2 kJ/kg.ºC.) Com base nesses dados, é correto afirmar que as linhas do gráfico identificadas pelas letras X, Y e Z, representam, respectivamente, respectivamente, *a) o ar, o álcool e a água. b) o ar, a água e o álcool. c) a água, o ar e o álcool. d) a água, o álcool e o ar. e) o álcool, a água e o ar.

VESTIBULARES 2012.2 (UFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: C Uma piscina retangular de 3 m por 5 m, com água a 1 m de altura, absorve (num dia de verão) a potência de 1 000 W/m2. Admitindo-se que o sistema não tem perdas de calor, que 1 cal = 4,18 J e que a densidade da água é de 1 g/cm3, o tempo de exposição ao Sol necessário para que a temperatura da água varie de 20 °C para 22 °C será de, aproximadamente: a) 4 h. b) 3 h e 20 min. *c) 2 h e 20 min. d) 1 h e 30 min. e) 30 min. (UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: A Uma modelo está permanentemente fazendo regime da Somália, em que a média alimentar diária é de 1580 Calorias. Participou de uma festa em que foram servidos irresistíveis canapés de camarão. Consultando a tabela de valores calóricos de cada alimento, ela estimou que ingeriu 600 kcal a mais do que devia. Então ela teve a seguinte ideia: “Se eu tomar água gelada a 6 ºC, meu corpo vai consumir as 600 kcal, elevando a temperatura da água até 36 ºC, e o excesso de água será naturalmente eliminado”. Considere que a densidade da água é 1 g/ml e que o calor específico da água é 1 cal/gºC. Quantos litros de água ela deverá tomar? *a) 20 litros. b) 16,6 litros. c) 9,8 litros. d) 2 litros. e) 1,6 litros. (FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: E Um corpo sólido de massa m = 100 g possui calor específico 0,2 cal/gºC. Para elevarmos a temperatura do corpo em 20 ºC, devemos fornecer ao corpo uma quantidade de calor igual a: a) 100 cal b) 200 cal c) 50 cal d) 500 cal *e) 400 cal (VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: E Em um laboratório de física, pesquisadores analisaram a variação da temperatura de certa quantidade de água pura, que é aquecida por meio de um resistor de resistência ôhmica R, imerso num recipiente de capacidade térmica desprezível e que contém essa substância. Dessa análise foi construída a seguinte tabela: t (s)

U (V)

I (A)

T (ºC)

0

12

2

1 7 ,0

60

12

2

1 8, 2

120

12

2

1 9, 4

180

12

2

2 0, 5

12 V

R

Considerando a massa da água utilizada igual a 140 g e o calor específico da água 4,2 J/g.ºC, pode-se afirmar que a energia elétrica fornecida ao resistor e a energia recebida pela água são, em joule,

















(UERJ-2012.2) - ALTERNATIVA: A Em um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo material, foram aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até determinada temperatura final. Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que a amostra Y. Considerando essas amostras, as relações entre os calores específicos cX e cY , as capacidades térmicas C X e CY e as massas mX e mY são descritas por: *a)

cX = cY

CX > CY

mX > mY

b)

cX > cY

CX = CY

mX = mY

c)

cX = cY

CX > CY

mX = mY

d)

cX > cY

CX = CY

mX > mY

(PUC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: A Qual o valor do calor específico de uma substância de massa 270 g que, ao receber 10,8 kJ de calor de uma fonte térmica de potência constante, tem sua temperatura aumentada de 18º F, em um local cuja pressão é de 1atm? Adote 1 cal = 4 J *a) 1,00 cal/gºC b) 0,005 cal/gºC c) 1,287 cal/gºC d) 0,002 cal/gºC e) 0,20 cal/gºC (ACAFE/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: A Sejam dois corpos de massas m A e mB feitos de diferente materiais, A e B. Ao absorver quantidades iguais de energia térmica, ambos os corpos têm suas temperatura aumentadas na mesma proporção. Assinale a alternativa alternativa correta que mostra a relação entre os calores específicos dos dois materiais A e B. *a) c A = (mB/m A) cB b) c A = cB c) c A = (m A/mB) cB d) c A = (m A.mB) cB (UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: C Um projétil de chumbo é disparado de uma arma de fogo contra um alvo de madeira, onde fica encravado. A velocidade de saída da bala é de 820 km/h e o calor específico do chumbo 128 J/(kg·K). Caso toda a energia cinética inicial do projétil permaneça nele após o repouso, sob forma de energia térmica, o aumento aproximado de temperatura da bala é a) 75 K. b) 128 K. *c) 203 K. d) 338 K.

















TERMOFÍSICA

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: C Os estados físicos da matéria indicam em que fase uma substância pode estar. E essa substância pode sofrer mudança entre essas fases. Com relação a isso, observe a figura a seguir:

calor latente VESTIBULARES 2012.1 (UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: A A temperatura de um bloco sólido homogêneo, homogêneo, que recebeu calor calor de uma fonte térmica com potência constante, variou de acordo com o gráfico. θ (ºC)

75

25 0

8

16

24

II

I

t (min)

sólido

líquido

vapor

As curvas I e II podem podem ser, respectivamente: a) solidificação e fusão. b) fusão e sublimação. *c) solidificação e condensação. d) sublimação e ebulição. e) ebulição e fusão. (PUC/SP-2012.1) - ALTERNA ALTERNATIVA: TIVA: B No reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 20 ºC. No interior desse reservatório encontra-se um resistor de 12 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A quando o aparelho está em funcionamento.

Com base nas informações e sabendo-se que o calor específico do bloco, na fase sólida, é de 0,60 cal/gºC, o calor latente de fusão do bloco, em cal/g, é igual a *a) 60,0 b) 50,0 c) 36,0 d) 24,0 e) 20,0 (VUNESP/UNISA-2012.1) - ALTERNATIVA: E Luísa, uma garota muito esperta e prestativa, tem, entre suas tarefas em casa, encher as forminhas de gelo com água e colocá-las no congelador. Em determinado dia, a menina usou 250 g de água, à temperatura de 20 ºC para congelar. Seu congelador utiliza potência constante de 5,0 cal/s para formar o gelo, cujo calor latente de solidificação é igual a 80 cal/g. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g.ºC, para encontrar a água colocada totalmente convertida em gelo, Luísa deverá abrir o congelador em, no mínimo, a) 1000 s. d) 4000 s. b) 2 000 s. *e) 5 000 s. c) 3000 s. (IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: C Um aluno, durante a última aula de laboratório, realizou o seguinte experimento: colocou diferentes quantidades de água pura em dois béqueres semelhantes e os aqueceu, simultaneamente, com fontes de calor idênticas (mesma temperatura e mesma quantidade de calor entregue), conforme mostra a figura abaixo. água pura

Adote: 1 cal = 4,2 J Calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g P = 1 atm Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia térmica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água colocada no reservatório deve ser de a) 3 min 37s *b) 4 min 33s c) 4 min 07s

















(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: E Uma massa de 20 g de substância pura, acondicionada em um recipiente bem isolado termicamente, é aquecida com o fornecimento de calor a uma taxa constante de 30 cal/min. Esse processo está representado pelo gráfico seguinte. T (ºC)

D

120 90

B

60 30

válvula de segurança

C

10

20

30

40

t (min)

Analisando esses esses dados, é correto concluir que o a) calor específico no trecho AB é 1,0 cal/g°C. b) calor específico no trecho BC é 1,5 cal/g°C. c) calor específico no trecho CD é 2,0 cal/g°C. d) calor total fornecido à substância é 600 cal. *e) calor latente na transição de fase é 22,5 cal/g.

T (K)

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: t T = 92 segundos O gálio (Ga) é um metal cuja temperatura de fusão, à pressão atmosférica, é aproximadamente igual a 30 ºC. O calor específico médio do Ga na fase sólida é em torno de 0,4 kJ/(kg.ºC) e o calor latente de fusão é 80 kJ/kg. Utilizando uma fonte térmica de 100 W, um estudante determina a energia necessária para fundir completamente 100 g de Ga, a partir de 0 ºC. O gráfico mostra a variação da temperatura em função do tempo das medições realizadas pelo estudante. T (ºC) 30

0

0

tT

t (s)

Determine o tempo total t T , em segundos, que o estudante levou para realizar o experimento. Suponha que todo o calor fornecido pela fonte é absorvido pela amostra de Ga. (SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: B O gráfico a seguir mostra os fenômenos de aquecimento e de mudança de estado de uma substância X, submetida a uma fonte de calor constante, durante um intervalo de tempo de 10 s. 16 a r 14 u

válvula com pino

p (atm)

A

0

(UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 35 (01+02+32) Pedrinho, ao chegar da escola, explica para sua avó o que aprendeu sobre o funcionamento de uma panela de pressão. Ela ficou surpresa em saber como um utensílio doméstico comum serve para exemplificar e explicar muitos princípios físicos. Independentemente de marca e modelo, além de cabos e tampa, toda panela de pressão é constituída basicamente de uma válvula com pino, que serve para controlar a pressão dentro da panela, e de uma válvula de segurança que se rompe, caso a válvula com pino não seja acionada.

Com base no funcionamento da panela, nos princípios e fenômenos físicos envolvidos e no diagrama de fase acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRET CORRETA(S). A(S). 01. Na panela de pressão em contato com a chama, ocorre uma transformação isobárica quando a válvula com pino é acionada. 02. O diagrama de fase (curva de vaporização), acima, representa a relação entre temperatura e pressão de vaporização da água. 04. A pressão dentro da panela depende unicamente da massa de água que está passando para a fase gasosa. 08. A panela de pressão cozinha os alimentos em um tempo menor, porque ela atinge a temperatura de vaporização (100º C) mais rapidamente do que as panelas comuns. 16. A água na fase gasosa é denominada vapor, pois sua temperatura se encontra abaixo da temperatura crítica, não podendo ser liquefeita simplesmente por compressão isotérmica. 32. A panela de pressão cozinha os alimentos em um tempo menor, porque ela atinge a temperatura de vaporização acima da temperatura de ebulição da água na pressão de 1,0 atm. (UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: A Quando um corpo absorve ou cede energia térmica de modo que ocorra variação na sua temperatura, denominamos essa energia térmica de “calor sensível”. A denominação “calor latente” é dada à energia térmica absorvida ou cedida por um corpo durante sua mudança de estado. Um corpo de grande dimensão é colocado em contato térmico com 10,00 gramas de água e 10,00 gramas de vapor d’água, ambos a 100°C. As interações ocorreram à pressão de uma atmosfera e a temperatura do corpo manteve-se constante em 33°C devido a sua grande dimensão. Sendo o calor específico da água igual a 4200 J/kgK e, o calor latente de vaporização da água igual a 2200 kJ/kg, a quantidade de energia térmica cedida pela água e pelo vapor são, respectivamente: *a) 2,814 kJ e 24,814 kJ b) 2,814 MJ e 24,814 MJ

















(UFJF-2012.1) - ALTERNATIVA: A Durante um experimento no laboratório de Física, o professor colocou no fogo uma barra de ferro e mostrou aos alunos que o ferro se aqueceu, ou seja, sofreu uma elevação em sua temperatura. Em seguida, o professor fez o mesmo com um bloco de gelo a 0 ºC e mostrou que o gelo derrete, isto é, transforma-se em líquido, mas sua temperatura não se modifica. Com esse experimento, o professor demonstrou que, quando um corpo recebe calor, este pode produzir variação de temperatura ou mudança de estado. Sobre esses efeitos, é CORRETO dizer que: *a) o ferro recebeu calor sensível e o gelo recebeu calor latente. b) o ferro recebeu calor específico e o gelo recebeu calor sensível. c) o ferro recebeu calor latente e o gelo recebeu calor latente. d) o ferro recebeu calor sensível e o gelo recebeu calor sensível. e) o ferro recebeu calor latente e o gelo recebeu calor específico. (MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: B Um estudante, no laboratório de Física de sua escola, forneceu calor a um corpo de massa 50 g, utilizando uma fonte térmica de potência constante. Com as medidas obtidas, construiu o gráfico abaixo, que representa a quantidade de calor ∆Q recebida pelo corpo em função de sua temperatura t. ∆Q

VESTIBULARES 2012.2 (UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: B O Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), o qual se denomina gás de cozinha, encontra-se nos botijões de gás na forma liquefeito a partir de uma compressão isotérmica. A pressão de vaporização de um gás é uma função exclusiva da temperatura. Assim, Assim, o ponto de liquefação se dá numa pressão crítica, correspondente a uma temperatura crítica específica para o gás. O GLP que se encontra liquefeito no interior dos botijões de gás possui uma temperatura crítica que é: a) igual à temperatura ambiente. *b) maior que a temperatura ambiente. c) menor que a temperatura ambiente. d) dependente da temperatura ambiente. e) extremamente alta; consequentemente, o engarrafamento do GLP é executado em laboratórios de alta tecnologia.

1800

(UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: C Na indústria farmacêutica, substâncias específicas são utilizadas para revestir pílulas e comprimidos. Em um experimento, uma das substâncias sólidas foi retirada de uma formulação e purificada. Para verificar a eficiência da purificação, um termômetro foi colocado em um tubo de ensaio contendo uma amostra da substância derretida, a 1 atm. Durante o resfriamento e até que a amostra tenha se solidificado completamente, foram lidas as temperaturas em intervalos regulares. Com esses dados, foi traçada a curva de resfriamento, um gráfico que mostra a variação de temperatura em função do tempo, a 1 atm. O gráfico que corresponde à curva de resfriamento da substância pura está representado por

1500

a)

2700 2400 2100

d)

1200 900 600 300 0 t (ºC) 10 20 30 40 50 60 70 80 Analisando o gráfico, pode-se pode-se afirmar que o calor específico, no estado sólido e o calor latente de vaporização da substância que constitui o corpo, valem, respectivamente, a) 0,6 cal/(g.ºC) e 12 cal/g. *b) 0,4 cal/(g.ºC) e 12 cal/g. c) 0,4 cal/(g.ºC) e 6 cal/g. d) 0,3 cal/(g.ºC) e 12 cal/g. e) 0,3 cal/(g.ºC) e 6 cal/g. (ITA/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: E Conforme a figura, um circuito elétrico dispõe de uma fonte de tensão de 100 V e de dois resistores, cada qual de 0,50 Ω. Um resistor

b)

*c)

e)

















(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: E Um recipiente contém inicialmente uma quantidade desconhecida de água na fase sólida e 900 g de água na fase líquida em equilíbrio térmico a 0 ºC. A mistura é lentamente aquecida absorvendo 200 cal/min, e sua temperatura é medida em diversos instantes. Os dados registrados são mostrados no gráfico a seguir. O calor de fusão da água é 80,0 cal/g e seu calor específico é 1,00 cal/g.ºC. 5,00 ) C 4,00 º ( a r 3,00 u t a r 2,00 e p m1,00 e t

0,00 0,0

20,0

40,0 tempo (min)

60,0

80,0

Com base nas informações do gráfico e do texto acima, afirma-se: I. O calor recebido pela mistura nos 40 min iniciais do aquecimento é 8,00 × 103 cal. II. A massa de água congelada inicialmente presente na mistura é 100 g. III. Nos 10 min finais do aquecimento, a temperatura da mistura aumenta 2,00 ºC. Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. *e) I, II e III. (UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: D O gráfico abaixo ilustra a temperatura de certa quantidade de água em função da energia fornecida. 90 ) C º ( T

60 30

62,7

0

−30

396

815

energia adicionada (J) Considerando o calor específico do gelo 2090 J/(kg·ºC) e 3,33 × 105 J/kg seu calor latente de fusão, a massa de água gerada após fundir todo o gelo é, aproximadamente, a) 159 kg. b) 1 kg. c) 159 g. *d) 1 g.

(VUNESP/FASM-2012.2) - ALTERNATIVA: A Em cozinhas industriais, os trabalhadores ficam submetidos a fontes de calor intenso chegando a perder cerca de 2,0 litros de água durante um dia de trabalho. Considerando o calor específico latente de vaporização da água 320 J/g e a densidade da água 1,0 g/cm 3, se a energia utilizada na evaporação do suor de um cozinheiro fosse integralmente fornecida a uma lâmpada de 100 W, ela ficaria acesa por *a) pouco menos de 2 horas. b) cerca de 1 hora. c) pouco mais de 100 horas. d) cerca de 1 minuto. e) quase 1 dia. (IF/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: D Uma das maneiras de se definir calor é “calor é uma forma de energia em trânsito, motivada por uma diferença de temperatura”. Assim, um corpo pode receber ou ceder energia na forma de calor, mas nunca armazená-la. O que pode acontecer quando fornecemos calor a um corpo? Assinale a alternativa alternativa CORRETA. CORRETA. a) Ocorre necessariamente um aumento na temperatura, que pode ou não ser acompanhado de mudança no estado físico. b) A temperatura do corpo pode diminuir e ele pode mudar de estado físico. c) Só pode ocorrer uma diminuição na temperatura, uma vez que a energia térmica flui em sentido contrário ao do calor. *d) Pode ocorrer aumento da temperatura ou mudança de estado físico. e) Ocorre sempre uma mudança no estado físico, porque a cada temperatura corresponde um determinado estado físico. (UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) Uma preocupação com o aquecimento global é o processo de derretimento dos glaciares, que tem como consequência o aumento gradual do nível do mar. Considere que a densidade do gelo é 920 kg/m 3 e que esse valor corresponde, aproximadamente, a 90% da densidade da água do mar; além disso, o calor latente de fusão do gelo é de aproximadamente 334 kJ/kg. Levando em conta essas informações, assinale o que for correto. 01) 90% do volume de um iceberg (geleira flutuante) ficam imersos em águas marinhas. 02) O aumento do nível do mar com o derretimento das geleiras ocorre porque a água ocupa um volume maior do que uma quantidade de gelo com a mesma massa. 04) A quantidade quantidade de calor que uma geleira de 5×107 m3 precisa absorver para derreter completamente é superior a 1013 kJ. 08) Se um bloco de gelo é submetido a uma potência constante de aquecimento, em intervalos de tempo de mesma duração, massas iguais de gelo são derretidas.



















(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) O gráfico abaixo mostra a evolução da temperatura de um corpo de massa m, constituído por uma substância pura, em função da quantidade de calor que lhe é fornecida. Com base nas informações desse gráfico, assinale o que for correto. T (ºC) 120 80

20 0

100

300

600

1000

Q (cal)

01) Em T = 20 ºC e T = 80 ºC o corpo sofre mudanças de fases. 02) A quantidade quantidade de calor cedido ao corpo enquanto a sua temperatura variou entre 20 ºC e 80 ºC é denominado calor sensível. 04) Em T = 0 ºC o corpo se encontra na fase sólida. 08) O calor cedido ao corpo durante as mudanças de fase é denominado calor latente. (UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: C O gráfico abaixo representa a pressão em função da temperatura para uma amostra de um determinado gás. Nas condições indicadas pelo ponto A, tal amostra coexiste em estado sólido, líquido e gasoso. p (cmHg)

A

−209

10

0

T (Celsius)

Considere que esta mesma amostra seja submetida a três situa-

















TERMOFÍSICA sistema termicamente isolado VESTIBULARES 2012.1 (VUNESP/UFSCar-2012.1) - ALTERNATIVA: C Como sempre tomavam café com leite, os vigias decidiram manter apenas uma das garrafas térmicas cheia dessa mistura. Na garrafa que continha 360 mL de café a 70 ºC derramaram o conteúdo da outra garrafa que continha 480 mL de leite a 80 ºC.

CAFÉ

LEITE

Considerando que os calores específicos e as densidades do café e do leite são iguais, de valores valores respectivamente 1 cal/(g cal/(g·· ºC) e 1 g/mL, e que as garrafas, por serem idênticas, tinham capacidades térmicas de 120 cal/ºC, desconsiderando-se perdas de calor, a temperatura do equilíbrio térmico do café com leite, em ºC, é, a) 72. b) 73. *c) 75. d) 76. e) 78. (PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: E Uma barra metálica, que está sendo trabalhada por um ferreiro, tem uma massa M = 2,0 kg e está a uma temperatura Ti. O calor específico do metal é c M = 0,10 cal/g.°C. Suponha que o ferreiro mergulhe a barra em um balde contendo 10 litros de água a 20 °C. A temperatura da água do balde sobe 10 °C com relação à sua temperatura inicial ao chegar ao equilíbrio. Calcule a temperatura inicial Ti da barra metálica. Dado: c água = 1,0 cal/g.°C e d água = 1,0 g/cm 3

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: B Uma peça de ferro de 2,0 kg é retirada de um forno, onde sua temperatura era de 650 ºC, e é colocada sobre um grande bloco de gelo a 0 ºC. Supondo-se que todo calor cedido pelo ferro é usado, para fundir o gelo, a quantidade de gelo fundido pelo calor fornecido pelo ferro é de Dados:

cferro = 0,1 cal/gºC Lfusão = 80 cal/g

a) 1325 g. *b) 1625 g. c) 1300 g.

d) 2600 g. e) 2625 g.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: D Uma barra metálica de massa 300 gramas, cujo calor específico é igual 0,11 cal/g°C, cal/g°C, inicialmente a 80 °C, é colocada em contato com gelo a 0 °C, dentro de um recipiente. Considere que só acontecerão trocas de calor entre o gelo e a barra metálica. Supondo-se que o equilíbrio térmico é alcançado à temperatura de 0°C, a massa de gelo que irá liquefazer-se, em gramas, será a) 31,0. Dados: Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g b) 32,5. Calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C c) 32,8. Calor específico da água = 1 cal/g°C *d) 33,0. (UTFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: C Um pouco de água à 20 ºC foi colocado em um copo contendo uma pedra de gelo. Pode-se afirmar que: a) com o tempo o gelo resfria a água a 0 ºC, e ele não derrete no processo. b) a água aquece o gelo a 20 ºC derretendo-o no processo, sem que a água se resfrie. *c) enquanto a água e o gelo estão juntos no copo, o gelo derrete e a água se resfria em uma temperatura de 0 ºC. d) o contato da água com o gelo força a água a se congelar a 20 ºC. e) o contato da água com o gelo força o gelo a se congelar a 0 ºC. (FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: C Em uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala é maior que a do interior da geladeira. Após a abertura da porta, a tempera-

















(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: A Dois blocos A e B, constituídos de materiais diferentes, têm massas iguais. Esses blocos blocos apresentam temperaturas temperaturas de 0ºC 0 ºC e 100ºC, 100 ºC, respectivamente, quando são colocados em contato térmico entre si. Mantendo-se os blocos perfeitamente isolados do meio externo, é correto afi rmar que a temperatura dos mesmos no equilíbrio térmico é *a) maior que 50ºC se a capacidade térmica de B for maior que a de A. b) maior que 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A. c) igual a 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for igual à perdida por A. d) menor que 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A. e) menor que 50ºC se a capacidade térmica de B for maior que a de A. (VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: D A energia solar é ecologicamente correta, limpa e gratuita. Em um sistema de aquecimento de água para banho, por exemplo, a água aquecida nos coletores solares é armazenada em reservatórios térmicos, muitas vezes chamados de boilers. Quando utilizamos aquecimento solar, solar, a água aquecida pode atingir até 70 ºC, o que exige a mistura da água quente do sistema com a água fria da caixa de água da casa. Para tomar banho, um rapaz precisa misturar 70 litros de água fria (a 15 ºC) com certa quantidade de água quente (a 70 ºC). Admitindo que a densidade da água seja igual a 1,0 kg/L e desprezando perdas de calor para o meio externo, a quantidade de água quente, em litros, necessária para o rapaz tomar seu banho a uma temperatura de 35 ºC é a) 10. b) 15. c) 25. *d) 40. e) 55. (VUNESP/FMJ-2012.1) - ALTERNATIVA: E Para que a prata pura possa ser vendida em quantidades diferentes, ela é derretida, é jogada em água. Como resultado, solidificam-se filetes e gotas de diversos tamanhos, facilitando a pesagem, que é feita tal qual se faz na venda de cereais a granel. Quando 100 g de prata passam por esse processo, a quantidade de água que a esfria

(UFPR-2012.1) - RESPOST RESPOSTA: A: T0 = −28,5 ºC Em um dia de muito calor, o freguês de um restaurante pediu uma garrafa de água mineral e um copo com gelo. No copo vieram três cubos de gelo, cada um com massa de 20 g. Nesse copo, o freguês colocou 300 ml de água mineral, cuja temperatura inicial era de 20 ºC. Após o gelo fundir-se completamente, verificou-se que a água estava a uma temperatura de 1 ºC. Desprezando a capacidade térmica do copo, calcule a temperatura inicial dos cubos de gelo. Dados: cágua = 4190 J/kg J/kg.K; .K; cgelo = 2,1×103 J/kg.K; L = 3,3 3,34×10 4×105 J/kg

(UNIFESP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um calorímetro de capacidade térmica 10 cal/ºC, contendo 500 g de água a 20 ºC, é utilizado para determinação do calor específico de uma barra de liga metálica de 200 g, a ser utilizada como fundo de panelas para cozimento. A barra é inicialmente aquecida a 80 ºC e imediatamente colocada dentro do calorímetro, isolado termicamente. Considerando o calor específico da água 1,0 cal/(g·ºC) e que a temperatura de equilíbrio térmico atingida no calorímetro foi 30 ºC, determine: a) a quantidade de calor absorvido pelo calorímetro e a quantidade de calor absorvido pela água. b) a temperatura final e o calor específico da barra. RESPOSTA UNIFESP-2012.1: a) QCal = 100 cal e Qág = 5000 cal b) θ = 30 ºC e c = 0,51 cal/(g.ºC)

















VESTIBULARES 2012.2 (UFG/GO-2012.2) - RESPOSTA: RESPOSTA: a) m = 3 kg b) C= 56 kcal/ºC kcal/ºC Em um dia de verão, o asfalto encontrava-se a uma temperatura de 60 ºC, e uma chuva de 3 mm foi suficiente para resfriá-lo até a temperatura de 30 ºC. A água da chuva estava inicialmente a 20 º C. Considerando-se que a água é completamente evaporada a uma temperatura média de 40 ºC, calcule para cada metro quadrado de asfalto: Dados: cágua = 1,0 cal/gºC L = 540 cal/g ρágua = 1,0 g/cm3 = 103 kg/m3 a) a massa de água da chuva que caiu no solo; b) a capacidade térmica do asfalto. (VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: B Foram colocadas em uma caixa térmica, que contém gelo a 0 ºC, 180 latinhas de refrigerante, de 350 mL cada, que se encontravam inicialmente a 20 ºC.

Considere que 180 latinhas equivalem a 3 kg de alumínio, que a densidade do refrigerante é 1 g/mL, que o calor específico do alumínio é 0,2 cal/(g·ºC), o calor específico do refrigerante é 1,0 cal/(g·ºC) e que o calor latente de fusão do gelo vale 80 cal/g. Despreze ainda a capacidade térmica da caixa e suponha que não haja troca de calor com o meio ambiente. Para que o líquido no interior das latinhas de alumínio atinja a temperatura de 0 ºC ainda em estado líquido, a massa aproximada de gelo em fusão, em kg, que deverá ser convertida em água a 0 ºC

















TERMOFÍSICA transmissão de calor

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: D Uma garrafa térmica tem suas partes apresentadas na figura abaixo.

VESTIBULARES 2012.1 (UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 40 (08+32) A estação estação central de trens de Estocolmo, na Suécia, Suécia, criou um sistema para reduzir o consumo de energia elétrica em até 25 %, usando o calor gerado pelo corpo das pessoas que lá passam todos os dias. São 250 mil passageiros que passam por dia na estação, que possui temperatura média de 25,0 ºC na área de circulação. A companhia que administra a rede ferroviária da Suécia fez os cálculos e descobriu que esses passageiros produzem, juntos, 130 metros cúbicos de ar quente a cada respirada. O sistema funciona com tubos instalados no forro da estação que levam o ar aquecido pelos pulmões dos passageiros até a central de calefação, na qual radiadores transferem o calor do ar captado para a água. Considere que a temperatura do corpo humano é 37,0 ºC e que o ser humano realiza 15 movimentos respiratórios por minuto. Densidade do ar 1,3 kg/m3, e calor específico do ar 1000 J/kg°C. Com base nestas informações, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A única forma de o corpo humano liberar calor é pela respiração. 02. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do ultravioleta. 04. A quantidade de calor liberada a cada respirada pelo número médio de passageiros que circulam diariamente na estação central de Estocolmo é de 2,0 × 10 7 J. 08. A potência potência gerada durante uma respirada r espirada pelo total de passageiros que circulam diariamente pela estação é próxima a 0,5 MW. 16. O corpo humano é capaz de liberar mais energia do que consome ou possui armazenada, por isso é importante utilizar o calor humano como fonte de energia. 32. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do infravermelho. (UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: C Recentemente, tem-se falado muito sobre os possíveis danos que o uso contínuo de aparelhos celulares pode trazer ao ser humano. Por sua vez, muitas pessoas que já utilizaram o celular encostado à orelha, por um tempo suficientemente longo, perceberam que a região em torno desta se aqueceu. Isso se explica pelo fato de que

Vidro duplo

Paredes espelhadas

Ar rarefeito

Na utilização do recipiente, o vidro a) favorece a transmissão de calor sob a forma de radiação, por ter paredes espelhadas. b) evita a transmissão de calor, por dilatação e convecção, porque ele é um isolante térmico. c) favorece a transmissão de calor, por condução e convecção, por ele ser um condutor térmico. *d) evita a propagação de calor, por convecção e condução, por ter ar rarefeito entre as paredes. (UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA: F; V; V; F São Paulo teve hoje piora na qualidade do ar devido à inversão térmica (fenômeno que dificulta a dispersão de poluentes) no nível da superfície. Segundo a Cetesb (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental), quanto mais baixa a inversão, pior a qualidade do ar. Fonte: Folha Online, de 21/08/2003.



















(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: C O uso de tecnologias associadas às energias renováveis tem feito ressurgir, em Zonas Rurais, técnicas mais eficientes e adequadas ao manejo de biomassa para produção de energia. Entre essas tecnologias, está o uso do fogão a lenha, de forma sustentável, para o aquecimento de água residencial. Tal processo é feito por meio de uma serpentina instalada no fogão e conectada, através de tubulação, à caixa d’água, conforme o esquema mostrado na Figura ao abaixo. CAIXA D’ÁGUA

ÁGUA FRIA ÁGUA QUENTE SERPENTINA

FOGÃO A LENHA

Na serpentina, a água aquecida pelo fogão sobe para a caixa d’água ao mesmo tempo em que a água fria desce através da tubulação em direção à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor. Considerando o processo de aquecimento da água contida na caixa d’água, é correto afirmar que este se dá, principalmente, devido ao processo de a) condução causada pela diminuição da densidade da água na serpentina. b) convecção causada pelo aumento da densidade da água na ser-

(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: C Algumas pessoas não gostam de tomar remédios para baixar uma febre. Enrolam-se em um cobertor de lã e, após transpirarem, dizem sentirem-se melhor. Sob o ponto de vista das leis da física, tal sensação a) é contraditória, pois a transpiração provocada pelo cobertor mantém constante a temperatura do corpo, um banho quente seria mais eficiente. b) é contraditória, pois a transpiração faz a temperatura do corpo subir ainda mais e o cobertor facilita a troca de calor com o corpo. *c) é contraditória, pois o cobertor impede a troca de calor do corpo com o ambiente, um banho de água fria ou morna seria mais eficiente. d) faz sentido, uma vez que a transpiração provocada pelo cobertor faz com que o corpo interaja termicamente com o mesmo. e) faz sentido, uma vez que a transpiração provocada pelo cobertor libera toxinas e com esse mecanismo a temperatura do corpo diminui. (UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: B Uma pizza de calabresa e queijo mussarela encontra-se inicialmeninicialmente congelada, com todas as suas partes à mesma temperatura. A pizza é levada ao forno, e a mesma quantidade de calor é absorvida por massas iguais de calabresa e queijo. Ao ser retirada do forno, a parte de queijo encontra-se mais quente que a parte de calabresa. Isso ocorre porque: a) a parte de queijo possui condutividade térmica menor que a de calabresa. *b) a parte de queijo possui calor específico menor que a de calabresa. c) a parte de queijo possui calor de fusão menor que a de calabre-

















(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: D Um copo plástico e um de alumínio estão dentro de uma geladeira. Eles possuem o mesmo volume e a mesma forma. Uma pessoa pega cada copo com uma das mãos e tem a sensação de que o copo de alumínio está mais frio que o de plástico. Isso acontece porque a) o copo de alumínio está mais frio, pois a capacidade térmica do plástico é maior que a do alumínio. b) o copo de plástico está realmente mais quente, pois a capacidade térmica do plástico é maior que a do alumínio. c) os dois estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica e a sensação diferente deve-se aos calores específicos de ambos. *d) os dois estão à mesma temperatura, e a sensação diferente que ocorre é porque a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do plástico. e) os dois estão à mesma temperatura, e a sensação diferente que ocorre é devido ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser menor que a do plástico. (IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: B Em problemas relacionados ao aproveitamento de energia térmica, é comum encontrar expressões com o seguinte formato: V = k.α.β, onde: • V : variável de interesse com dimensão de razão entre a potência e o produto área × temperatura; • α: representa a taxa de variação de temperatura com relação a uma posição; • β: é a viscosidade dinâmica de um fluido, cuja dimensão é a razão (força × tempo) / área.

VESTIBULARES 2012.2 (SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: E A foto a seguir mostra uma usina termonuclear termonuclear situada no município de Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro.

Fonte: Disponível em . Acesso em: 20/07/201 20/07/2011. 1.

A instalação de usinas usinas termonucleares termonucleares próximas próximas a rios, lagos lagos ou mar se justifica pelo fato de que é necessário utilizar água desses locais para a) girar as turbinas. b) limpar as usinas. c) aquecer a água das turbinas. d) evitar que vaze radiação do reator. *e) condensar o vapor de água das turbinas.

















(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: B O sistema de aquecimento solar é composto de placas coletoras, um reservatório de água quente e um reservatório de água fria. Para que o sistema funcione corretamente sem o auxílio de nenhuma válvula ou bomba, os equipamentos devem ser instalados de qual maneira? a) O reservatório de água fria deve ficar acima do reservatório de água quente e abaixo das placas coletoras. *b) O reservatório de água quente deve ficar acima das placas coletoras e abaixo do reservatório de água fria. c) O reservatório de água quente deve ficar acima do reservatório de água fria e acima das placas coletoras. d) O reservatório de água fria deve ficar abaixo do reservatório de água quente e acima das placas coletoras. e) O reservatório de água quente deve ficar no mesmo nível das placas coletoras e acima do reservatório de água fria. (PUC/PR-2012.2) - ALTERNATIVA: B Durante uma longa noite de estudos, Pedro resolve aquecer uma empada de frango, que estava parcialmente congelada, no seu forno de microondas. Após 1min30s de aquecimento, ele tira a empada do forno, toca a parte de cima, que é composta por uma camada bem sequinha de massa, e percebe que está a uma boa temperatura, isto é, que não irá queimar sua boca. Confiante, pega a empada em um guardanapo de papel e lança-lhe uma mordida voraz, queimando completamente a boca por dentro com o recheio quentíssimo. A partir do exposto acima, qual é a explicação mais provável para o ocorrido? a) O forno de micro-ondas opera basicamente com ondas de infravermelho, que aquecem o alimento de dentro para fora, o que propicia uma falsa sensação da temperatura interna.

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: C Nos hospitais, é comum médicos e enfermeiros fazerem a assepsia das mãos utilizando álcool em gel. Ao colocarmos um pouco desse álcool nas mãos temos uma sensação de frio porque o álcool, a) em forma de gel, encontra-se a uma temperatura inferior à da pele. b) por ser volátil, encontra-se a uma temperatura superior à da pele. *c) por meio do fenômeno da evaporação, absorve energia da pele. d) por ser desinfetante, fornece energia na forma de calor à pele. e) em forma de gel, fornece energia na forma de radiação à pele. (UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Calor é energia que pode ser transferida de um ponto para outro. Sobre a transferência de calor, assinale o que for correto. 01) É impossível ocorrer transferência de calor se não houver diferenças de temperatura. 02) Temperatura elevada não indica existência de calor. 04) O sol transfere energia térmica para terra por irradiação. 08) O calor pode ser transferido sem o arraste de matéria. 16) Determinados tipos de aeronaves e mesmo alguns pássaros fazem uso da transferência de calor para se elevar na atmosfera.

















TERMOFÍSICA dilatação térmica

(IME/RJ-2012.1) - RESPOST RESPOSTA: A: ∆V = 3,0 × 10−9 m3 Um corpo com velocidade v parte do ponto A, sobe a rampa AB e atinge o repouso no ponto B.

VESTIBULARES 2012.1 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS

(FGV/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: A Em uma aula de laboratório, para executar um projeto de construção de um termostato que controle a temperatura de um ferro elétrico de passar roupa, os estudantes dispunham de lâminas de cobre e de alumínio de dimensões idênticas. O termostato em questão é formado por duas lâminas metálicas soldadas e, quando a temperatura do ferro aumenta e atinge determinado valor, o par de lâminas se curva como ilustra a figura, abrindo o circuito e interrompendo a passagem da corrente elétrica. Circuito fechado Circuito aberto

Dados Coeficiente de dilatação linear do cobre = 1,7 × 10−5 ºC−1 Coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,4 × 10−5 ºC−1

Para que o termostato possa funcionar adequadamente, *a) a lâmina de cima deve ser de cobre e a de baixo de alumínio. b) a lâmina de cima deve ser de alumínio e a de baixo de cobre.

→

g

B

m 0 1

corpo A 10 m

Sabe-se que existe atrito entre o corpo e a rampa e que a metade da energia dissipada pelo atrito é transferida ao corpo sob a forma de calor. Determine a variação volumétrica do corpo devido à sua dilatação. Dados: ● aceleração da gravidade: g = 10 m.s−2; ● volume inicial do corpo: v i = 0,001 m3; ● coeficiente de dilatação térmica linear do corpo: α = 0,00001 K−1; ● calor específico do corpo: c = 400 J.kg −1.K−1. Observações:

















(UNITAU-TAUBATÉ-2012.1) - ALTERNATIVA: ALTERNATIVA: A Uma chapa metálica de formato retangular está a uma temperatura θ0 , e seus lados têm comprimentos a0 e b0 , sendo a área inicial da chapa igual a S0 = a0 .b0 . A chapa metálica é aquecida até uma temperatura θ0 + ∆θ e, como consequência, seus lados se dilatam. Os lados da chapa passam a ter comprimentos a = a 0 (1 + α.∆θ) e b = b 0 (1 + α.∆θ), onde α é o coeficiente de dilatação linear e ∆θ é a diferença de temperatura que causou a dilatação. É CORRETO afirmar que a área dilatada S, sem qualquer tipo de aproximação, será: *a) S = S0 (1 + 2 α.∆θ + α2.∆θ2 ). b) S = S0 (1 + 2 α.∆θ ). c) S = S0 (1 + α2.∆θ2 ). d) S = S0 (2 α.θ + α2.∆θ2 ). e) S = S0 (1 + 2 α + α2.∆θ2 ). (UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: A Uma haste metálica é composta de dois segmentos de mesmo tamanho e materiais diferentes, com coeficientes de dilatação lineares α1 e α2 . Uma segunda haste, feita de um único material, tem o mesmo comprimento da primeira e coeficiente de dilatação α . Considere que ambas sofram o mesmo aumento de temperatura e tenham a mesma dilatação. Assim, Assim, é correto afirmar-se que *a) α = (α1 + α2) / 2 . b) α = (α1 α2) / (α1 + α2) . c) α = (α1 + α2) / (α1 α2) .

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: A Em um dia típico de verão utiliza-se uma régua metálica para medir o comprimento de um lápis. Após medir esse comprimento, colocase a régua metálica no congelador a uma temperatura de −10 ºC e esperam-se cerca de 15 min para, novamente, medir o comprimento do mesmo lápis. O comprimento medido nesta situação, com relação ao medido anteriormente, será: *a) maior, porque a régua sofreu uma contração. b) menor, porque a régua sofreu uma dilatação. c) maior, porque a régua se expandiu. d) menor, porque a régua se contraiu. e) o mesmo, porque o comprimento do lápis não se alterou. (UEG/GO-2012.1) - RESOLUÇÃO OFIC. NO FINAL DA QUESTÃO Uma esfera maciça, feita de alumínio, possui um raio R 0 e está dentro de uma caixa na forma de um paralelepípedo de ferro, com paredes de espessura fina e arestas internas dadas por a0 > c 0 > b 0. O coeficiente de dilatação do alumínio é maior que o do ferro. Por meio de um fio condutor, pode-se fornecer calor à esfera e à caixa, simultaneamente. Cosiderando a situação apresentada, deduza uma equação para a variação de temperatura que se pode fornecer ao sistema para que a esfera não afete a integridade da caixa. RESOLUÇÃO OFICIAL UEG/GO-2012.1: A esfera esfera tem diâmetro D0 = 2R0. O cubo tem arestas a0 > c0 > b0. O encontro ocorrerá com o lado menor do paralelepído. Neste caso, tem-se:



















(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: D O funcionário de um ferrovia precisa instalar um segmento de trilho para recompor uma linha férrea. O comprimento sem trilho é de 25,00 m. O funcionário sabe que a temperatura no local da instalação varia de 10 ºC, no inverno, a 40 ºC, no verão. O coeficiente de dilatação térmica do aço, material do qual o trilho é fabricado, é igual a 14 × 10−6 ºC−1. Se a manutenção ocorrer no inverno, qual dos valores listados abaixo aproxima-se mais do máximo comprimento que o funcionário deve cortar o trilho para encaixar no espaço a ser preenchido? a) 25,00 m. *d) 24,99 m. b) 24,90 m. e) 24,95 m. c) 25,01 m.

(UFT/TO-2012.1) - ALTERNATIVA: B Para um aumento de temperatura observa-se que a maioria das substâncias dilata-se, isto é, aumenta de volume. Porém, o mesmo não ocorre com a água em estado líquido, que apresenta comportamento anômalo entre 0 °C e 4 °C, ou seja, neste intervalo de temperatura o volume da água diminui. Por outro lado, quando a água é aquecida acima de 4 °C seu volume aumenta à medida que a temperatura aumenta. O gráfico abaixo ilustra a variação do volume com o aumento da temperatura para 1g (um grama) de água. 1,0003 )

3

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: A Um cubo possui aresta de tamanho L e é feito de um metal cujo coeficiente de dilatação linear é α. Após ser submetido a uma variação

1,0002

m c ( e m u l o 1,0001

















(FAAP/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: E As tampas metálicas dos recipientes de vidro são mais facilmente removidas quando o conjunto é imerso em água quente. Tal fato ocorre porque: a) a água quente lubrifica as superfícies em contato, reduzindo o atrito entre elas; b) a água quente amolece o vidro, permitindo que a tampa se solte; c) a água quente amolece o metal, permitindo que a tampa se solte; d) o vidro dilata-se mais que o metal, quando ambos são sujeitos à mesma variação de temperatura; *e) o metal dilata-se mais que o vidro, quando ambos são sujeitos á mesma variação de temperatura. (UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) Em um experimento para demonstrar a dilatação térmica dos materiais sólidos foram utilizados os seguintes materiais: um cilindro me-

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: B Uma esfera de raio R sofre uma variação de temperatura ∆T. O coecoe ficiente de dilatação linear do material de que é constituída a esfera é α. Devido a essa variação de temperatura, a esfera sofre uma variação de volume e da área da superfície dados por ∆V e ∆S, respectivamente. A variação variação da área da superfície é, numericamente, a metade da variação de volume. O valor de R, em unidades de comprimento, é igual a a) 2,0. *b) 4,0. c) 1,0 d) 0,5. DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: A Um tanque metálico em forma de paralelepípedo possui em seu

















DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DA ÁGUA

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: D Ao fazer um estudo a respeito da dilatação dilatação térmica da matéria, seja sólida ou líquida, foram feitas algumas colocações: I. ao se aquecer um anel metálico, verifica-se que, com a dilatação do anel, seu orifício interno diminui; II. em países que sofrem grandes variações de temperatura, do dia para a noite, ou de uma estação para outra, devem se manter vãos entre os trilhos de trem, por exemplo, ou nas estruturas de pontes e viadutos; III. ao aumentar a temperatura de um corpo sólido, seu volume aumenta e, consequentemente, sua densidade também aumenta; IV.. ao aquecer determinado líquido, em um recipiente completamenIV te preenchido, o derramamento desse líquido significa que a dilatação real do líquido é maior que a dilatação do recipiente. Das afirmativas anteriores, são corretas, apenas,

















TERMOFÍSICA transformações gasosas VESTIBULARES 2012.1 (UERJ-2012.1) - ALTERNATIVA: B Em um reator nuclear, a energia liberada na fissão de 1 g de urânio é utilizada para evaporar a quantidade de 3,6 × 104 kg de água a 227ºC e sob 30 atm, necessária para movimentar uma turbina geradora de energia elétrica. Admita que o vapor d’água apresenta apresenta comportamento comportamento de gás ideal e a constante universal dos gases ideais = 0,08 atm.L.mol−1.K−1 . O volume de vapor d’água, em litros, gerado a partir da fissão de 1 g de urânio, corresponde a: a) 1,32 × 105.

(UFF/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: B Uma quantidade de um gás ideal é colocada em um recipiente de vidro hermeticamente fechado e exposto ao sol por um certo tempo. Desprezando-se a dilatação do recipiente, assinale a alternativa que representa corretamente, de forma esquemática, os estados inicial (i) e final (f) do gás em um diagrama P×T (Pressão × Temperatura). Temperatura). a)

P

d)

P f

i

i

f T

*b) P

T e)

P

















(UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: A Numa temperatura de 27°C, um balão é preenchido com gás hélio até seu volume alcançar 300 cm3. Deixando-o exposto à radiação solar, sua temperatura alcança 42°C. Considerando que a pressão do gás no interior do balão manteve-se em equilíbrio com a pressão atmosférica e considerando o gás hélio como um gás ideal, tem-se que o volume do balão à temperatura de 42°C é: *a) 315 cm3 c) 467 cm3 b) 193 cm3 d) 342 cm3 (INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: D O gráfico abaixo pode estar representando: I – p × T para um gás a V constante. II – V × T para um gás a p constante. III – p × V para um gás a T constante.

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: D Considere os processos termodinâmicos isobárico, isotérmico, isocórico e adiabático em um gás ideal. É correto afirmar que, nos processos a) isotérmicos, a densidade do gás permanece constante. b) isocóricos, a pressão diminui e a temperatura aumenta. c) adiabáticos, ocorrem trocas de calor com o meio exterior. *d) isobáricos, a razão entre volume e temperatura é constante. e) isobáricos, a pressão é proporcional ao volume. (SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: D Um balão cheio de gás hélio tem um volume de 2 L quando solto próximo à superfície da Terra, no nível do mar, e está numa temperatura de 27 ºC. Ao atingir uma certa altitude, a temperatura está em 7 ºC e a pressão do ar é de 0,8 atm. O novo volume aproximado do balão será de a) 1,5 L.



















(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: C Um tanque com volume V contém nO moles de oxigênio e nN moles de nitrogênio à temperatura T. Sendo R a constante universal dos gases e considerando-se que esses gases se comportem como ga-

VESTIBULARES 2012.2 (UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: D Um frasco para medicamento com capacidade de 50 mL, contém

















(UNEMAT-PM/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: ALTERNATIVA: A Jacques Alexandre César Charles nasceu em novembro de 1746, em Beaugency, França. Recebe a denominação de LEI de CHARLES a lei que rege as transformações a volume constante de deter-

































TERMOFÍSICA primeira lei da termodinâmica

(UEL/PR-2012.1) - RESPOST RESPOSTA: A: ∆U = 971,8 J Um bloco de alumínio de massa 1 kg desce uma rampa sem atrito, de A até B, a partir do repouso, e entra numa camada de asfalto (de B até C) cujo coeficiente de atrito cinético é µc = 1,3 , como apresen-

















(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: D Os histogramas a seguir mostram o calor Q e o trabalho W trocados por um gás com o meio externo, bem como a variação da sua energia interna ∆U. O gás segue a equação geral dos gases (pV = nRT)

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02) Sobre a teoria dos gases perfeitos, assinale o que for correto. 01) Se diminuirmos o volume ocupado por um gás, mantendo constante a temperatura, a pressão do gás aumentará.





































































































Física - termofisica questões de vestibuar 2012

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