física
termofísica QUESTÕES DE VESTIBULARES 2018.1 (1o semestre) 2018.2 (2o semestre) sumário termômetros e escalas termométricas
VESTIBULARES 2018.1 .............................................................................................. ........................................... 2 VESTIBULARES 2018.2 .............................................................................................. ............................................4
calor sensível
VESTIBULARES 2018.1 .............................................................................................. ............................................5 VESTIBULARES 2018.2 .............................................................................................. ........................................... 8
calor latente
VESTIBULARES 2018.1 ............................................................................................... ......................................... 11 VESTIBULARES 2018.2 ............................................................................................... ......................................... 16
sistema termicamente isolado
VESTIBULARES 2018.1 ........................................................................................................................................19 VESTIBULARES 2018.2 .............................................................................................. .......................................... 22
transmissão de calor
VESTIBULARES 2018.1 ........................................................................................................................................23 VESTIBULARES 2018.2 ........................................................................................................................................26
dilatação térmica
VESTIBULARES 2018.1 ............................................................................................... ......................................... 28 VESTIBULARES 2018.2 ........................................................................................................................................31
transformações gasosas
VESTIBULARES 2018.1 ........................................................................................................................................32 VESTIBULARES 2018.2 ........................................................................................................................................36
trabalho da força de pressão
VESTIBULARES 2018.1 .............................................................................................. .......................................... 38 VESTIBULARES 2018.2 .............................................................................................. .......................................... 40
primeira lei da termodinâmica
VESTIBULARES 2018.1 ............................................................................................... ......................................... 41 VESTIBULARES 2018.2 ............................................................................................... ......................................... 44
segunda lei da termodinâmica
VESTIBULARES 2018.1 ........................................................................................................................................46 VESTIBULARES 2018.2 ........................................................................................................................................48
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TERMOFÍSICA termômetros e escalas termométricas VESTIBULARES 2018.1 (UNICENTRO/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: C Após o aquecimento de uma barra metálica observou-se que sua temperatura média era de 250 ºC. Esta mesma temperatura na escala Fahrenheit vale: a) 282 ºF. b) 418 ºF. *c) 482 ºF. d) 523 ºF.
(IFSUL/MG-2018.1-modicado) - ALTERNATIVA: C O Fahrenheit é uma escala de temperatura termodinâmica, onde o ponto de congelamento da água é de 32 graus Fahrenheit (°F) e o ponto de ebulição de 212 °F (com uma pressão atmosférica normal). Fonte: http://www.metric-conve http://www.metric-conversions.org/pt-br/temperatura/fah rsions.org/pt-br/temperatura/fahrenheit-em-celsius.htm renheit-em-celsius.htm
Para converter uma temperatura de graus Celsius (ºC) em graus Fahrenheit (ºF) utiliza-se uma equação cujo gráco é uma reta. Re Re-presentando a temperatura em graus Celsius (ºC) por x e a temperatura em graus Fahrenheit (ºF) por y, o gráco que melhor representa a relação entre essas duas escalas de temperatura é: a)
(UECE-2018.1) - ALTERNATIVA: C Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, ambos isolados do ambiente, é correto armar que a) o corpo maior é o mais quente. b) o corpo menor é o mais quente. *c) não há troca de calor entre os corpos. d) o corpo maior cede calor para o corpo menor. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Assinale o que for correto. 01) A lei zero da Termodinâmica diz que, se um corpo A está em equilíbrio térmico com um corpo B e se este está em equilíbrio térmico com um corpo C, então A está em equilíbrio térmico com C. 02) A unidade de temperatura no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Kelvin (K). 04) A relação de conversão entre uma temperatura medida em Kelvin e uma temperatura medida em Fahrenheit é dada por: TF = 9 T ‒ 32. 5 08) 41ºF correspondem a 5ºC. 16) Se um corpo A estiver em equilíbrio térmico com um corpo B e se este estiver em equilíbrio térmico com um corpo C, então A, B e C estão na mesma temperatura. (IF/CE-2018.1) - ALTERNATIVA: E Um determinado estado térmico foi avaliado usando-se dois termômetros, um graduado em Celsius e outro em Fahrenheit. A leitura Fahrenheit excede em 23 unidades o dobro da leitura Celsius. Essa temperatura corresponde, em ºC, ao valor a) 65. d) 90. b) 80. *e) 45. c) 75.
b)
*c)
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E Cada um dos termômetros a seguir foi colocado em um copo contendo água em estado líquido.
d)
Fonte:
. /index.html>. Acesso em: 05. fev. 2016. 2016.
Considerando esses dados e supondo que o copo esteja num local ao nível do mar, a única leitura de temperatura que pôde ser realizada por um estudante foi a) 30 K. d) 250 K. b) 30°F. *e) 350 K. c) 130°C. [email protected]
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(UNIOESTE/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: E Considere as seguintes assertivas sobre calor e temperatura: I – Calor de transformação de uma substância é a energia total cedida ou absorvida por uma substância na forma de calor durante uma transformação de fase; II – Calor é a energia transferida entre sistemas em decorrência da existência de diferença de temperatura entre eles; III – Temperatura Temperatura de um sistema é a medida da quantidade de calor contida nesse sistema; IV – De acordo com a Lei Zero da Termodinâmica, se um sistema C está em equilíbrio térmico com um sistema A e com um sistema B, os sistemas A e B transferiram energia para o sistema C na forma de Calor. É CORRETO armar que a) apenas as assertivas I, IV são corretas. b) apenas as assertivas I e II são corretas. c) apenas as assertivas II e III são corretas. d) apenas a assertiva III é correta. *e) apenas a assertiva II é correta. (UCB/DF-2018.1) - ALTERNATIVA: E Considere dois corpos, A e B, estão em contato térmico em um recipiente termicamente isolado. Verica-se que os corpos A e B estão em equilíbrio térmico.
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C As imagens abaixo abaixo se referem à questão questão 42. Cidade I
Cidade II
Fonte: . . Acesso em: 14 jul. 2016.
QUESTÃO 42 Considerando as imagens, arma-se que a temperatura registrada para a cidade I corresponderá na cidade II, nas escalas Fahrenheit e Kelvin, respectivamente, a a) 102,4°F e 312,5 K. b) 102°F e 312,3 K. *c) 102,2°F e 312 K. d) 102,1°F e 311 K. e) 102,5°F e 311,8 K. (UTFPR-2018.1) - ALTERNATIVA: C Sobre escalas termométricas, considere as seguintes armações: I. A temperatura temperatura normal do corpo humano é 36,5°C. 36,5°C. Na escala Fahrenheit, essa temperatura corresponde a um valor maior do que 100°F. II. Na escala Kelvin, todas todas as temperaturas são são representadas por valores positivos. III. A temperatura temperatura de 0°C na escala Kelvin Kelvin corresponde a 300 K.
O corpo B é então colocado em contato térmico com um corpo C, em um outro recipiente termicamente isolado. Verica-se Verica-se que B e C também estão em equilíbrio térmico, ou seja, A e C estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo B.
A respeito respeito do exposto, é correto correto armar que o(s) corpo(s) corpo(s) a) A e B possuem a mesma quantidade de calor. b) A e C possuem a mesma quantidade de calor. c) B transfere energia térmica de A para C. c) B está a uma temperatura maior que a de C. *e) A e C estão à mesma temperatura. (VUNESP-HUMANITAS/SP) - ALTERNATIVA: B As temperaturas T A e TB medidas por dois termômetros construídos em diferentes escalas termométricas A e B relacionam-se de acordo com o gráco.
Está(ão) correta(s) apenas: a) I. b) I e II. *c) II. d) II e III. e) III. (IFSUL/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: B Num recipiente com água, dois termômetros determinam, simultaneamente, a temperatura, sendo um deles graduado em graus Fahrenheit e o outro em graus Celsius. A diferença entre as leituras dos dois termômetros é 100,0. Com base nas informações fornecidas, é correto armar que a temtemperatura da água contida no recipiente, em graus Fahrenheit, é a) 85,0 *b) 185,0 c) 100,0 d) 180,0 (UFGD/MS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Em um dia típico na região Centro-Oeste é comum se observar uma amplitude térmica, diferença entre as temperaturas máxima e mínima de um mesmo dia, de 15°C. O quanto equivale essa mesma amplitude térmica na escala Kelvin e Fahrenheit, respectivamente? a) 258K, 59°F. b) 288K, 59°F. c) 15K, 59°F. *d) 15K, 27°F. e) 15K, 8.3°F.
O valor da temperatura na qual T A = TB é a) – 50º. *b) – 60º. c) – 30º. d) – 10º. e) – 20º. [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 (SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: A Em 1966, foi lançado o lme Fahrenheit 451, 451, do diretor francês François Truffaut . O foco da ação do lme 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 ocial do Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Kelvin. A temperatura que dá nome ao lme é equivalente, aproximadamente, a *a) 233°C. b) 178 K. c) 724°C. d) 451°C. e) 724 K. (IF/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: C O gráco a seguir estabelece a relação entre uma escala arbitrária de temperatura (ºA) e a escala Fahrenheit (ºF).
A temperatura da água em ebulição, sob pressão atmosférica normal, em ºA, vale a) 130. b) 173. *c) 150. d) 103. e) 212.
(IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: C O gráco abaixo mostra a variabilidade térmica para a cidade de Nova York, York, no mês de fevereiro de 2018, através das temperaturas máximas e mínimas diárias.
Disponível em: (Adaptado). Acesso em: 21 mar. 2018.
INCORRETO armar Com base neste gráco, é INCORRETO armar que a) a menor amplitude térmica diária foi no dia 25. b) ao longo do mês houve uma tendência de aumento da temperatura. *c) a menor temperatura máxima é superior à maior temperatura mínima. d) o dia 21 foi o mais quente do período, enquanto o dia 3 foi o mais frio. (IFSUL/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: A Um certo dia, registrou-se na cidade de Muzambinho os seguintes valores de temperaturas: 13 °C e 28 °C. Essa variação de temperatura na escala Fahrenheit é de: *a) 27 °F b) 39 °F c) 49 °F d) 59 °F
(VUNESP-C.U.S.Camilo/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: E Uma escala termométrica R foi criada para uso em laboratório. Nela, o valor de 0 ºR equivale à temperatura de –20 ºC e o valor de 100 ºR equivale à temperatura de 40 ºC. Nessa escala, a temperatura de 66 ºR, corresponde à temperatura de a) 6,8 ºC. d) 66,8 ºC. b) 59,6 ºC. *e) 19,6 ºC. c) 0 ºC. (UNITAU/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: C Um cientista da área térmica construiu um termômetro utilizando uma escala criada por ele, a qual denominou de escala S. O instrumento foi baseado numa coluna capilar de mercúrio, e mede, para o ponto de fusão do gelo, 40 S, onde S é a unidade de temperatura de seu instrumento. Ao medir a temperatura do ponto de vapor de água com seu instrumento, encontra 400 S. É CORRETO armar que a temperatura de 132 graus fahrenheit corresponde a a) 420 S d) 204 S b) 402 S e) 42 S *c) 240 S (ETEC/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D A matéria orgânica, quando decomposta, torna-se um excelente adubo. Na compostagem, a matéria orgânica é empilhada em grandes montes. Com a decomposição, a temperatura no interior desses montes aumenta, podendo matar organismos importantes para a própria decomposição. Por esse motivo, a temperatura deve ser monitorada. O ideal é que, na compostagem, a temperatura permaneça entre 50 ºC e 60 ºC. Essas temperaturas, escritas em Fahrenheit, são, respectivamente respectivamente,, a) 58 ºF e 68 ºF. b) 58 ºF e 76 ºF. c) 122 ºF e 132 ºF. *d) 122 ºF e 140 ºF. e) 132 ºF e 140 ºF. [email protected]
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TERMOFÍSICA calor sensível VESTIBULARES 2018.1 (PUC/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C Para fazer seu chimarrão, uma pessoa esquenta 1 litro de água à temperatura inicial de 25°C utilizando um aquecedor elétrico. A água alcança a temperatura ideal de 85°C após 6 minutos. Qual é a potência desse aquecedor, em Watts? Despreze perdas de calor ao ambiente. a) 167 Dados b) 252 Densidade da água: 1,0 g/mL *c) 700 d) 992 Calor especíco da água: 1,0 cal/g°C ≈ 4,2 J/g°C e) 4200 (UNICENTRO/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um corpo de massa 100 g é constituído por uma substância de calor especíco 0,5 cal/g .0C. A quantidade de calor que o corpo deve receber para que sua temperatura varie de 20 0C para 50 0C será: a) 2 400 cal b) 2 000 cal c) 1750 cal *d) 1500 cal (IF/BA-2018.1) - ALTERNATIVA: E Analise as proposições proposições e indique indique a verdadeira: a) Calor e energia térmica são a mesma coisa, podendo sempre ser usados tanto um termo quanto o outro, indiferentemente. b) Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando possuem quantidade iguais de energia térmica. c) O calor sempre ui da região de menor temperatura para a de maior temperatura. d) Um corpo somente possui temperatura maior que a de um outro quando sua quantidade de energia térmica também é maior que a do outro. *e) Calor é energia térmica em trânsito, uindo espontaneamente da região de maior temperatura para a de menor temperatura. (ENEM-2017) - ALTERNATIVA: D No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220 V é apresentado um gráco com a variação da temperatura da água em função da vazão para três condições (morno, quente e superquente). Na condição superquente, a potência dissipada é de 6 500 W. Considere Considere o calor especíco especíco da água igual a 4200 J/(kg °C) e densidade da água igual a 1 kg/L.
Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente? a) 1 3 1 b) 5 3 c) 5 3 *d) 8 5 e) 8 [email protected]
(VUNESP-StaCASA/SP-2018.1) - RESP. NO FINAL DA QUESTÃO Um cozinheiro precisa de água a 80 ºC. Para isso, coloca 2 L de água a 20 ºC em uma panela e leva à chama de um fogão. Depois de 250 s, quando o sistema atinge 70 ºC (etapa 1), o cozinheiro percebe que a quantidade de água que está na panela não será suciente para o que precisa e acrescenta mais uma massa m 2 de água, abaixando a temperatura do sistema para 40 ºC. A partir desse momento, ele observa que serão necessários mais 500 s para que a água na panela atinja 80 ºC (etapa 2).
Considerando a potência da chama do fogão constante, o calor especíco da água igual a 4 × 103 J/(kg· ºC), a densidade da água igual igual a 1 kg/L, que todo o calor fornecido pela chama seja absorvido pela água e desprezando as perdas para o ambiente, calcule: a) o valor da potência da chama do fogão, em W. b) a massa m2 de água acrescentada à panela durante o processo, em kg. RESPOSTA VUNESP-StaCASA/SP-2018.1: a) P = 1,6 × 103 W b) m2 = 3 kg (VUNESP/CEFSA-2018.1) - ALTERNATIVA: E A gura gura mostra uma uma representação da famosa experiência experiência de Joule, que comprova a conversão de energia mecânica em energia térmica.
À medida que um peso, inicialmente em repouso, repouso, desce uma altura h de A para B, o o em que ele está amarrado faz girar pás imersas em uma quantidade de água contida em um calorímetro. Sendo a massa do peso igual a 10 kg, aceleração da gravidade 10 m/s 2, massa da água contida no calorímetro 100 g e calor especíco da água 4 kJ/kg·K, e considerando que a transferência de energia mecânica para térmica é completa, a elevação da temperatura da água registrada no termômetro T, T, quando o peso desce h = 10 metros, é de: a) 0,5 ºC. b) 1,0 ºC. c) 1,5 ºC. d) 2,0 ºC. *e) 2,5 ºC. (FMABC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E O número aproximado de calorias a serem fornecidas a um cubo de ferro com 1cm de aresta, para que a temperatura do cubo varie de 59°F a 338 K, é: Dados: Densidade do ferro 8000 kg/m3 Calor especíco do ferro 460 J/kg.°C 1 cal = 4,2 J a) 408 b) 1.877 c) 70 d) 187 *e) 44 5
(UNIOESTE/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: C Uma jarra térmica com aquecimento elétrico e paredes adiabáticas pode ser utilizada para aquecer líquidos em seu interior utilizando um elemento resistivo que aquece devido ao Efeito Joule. Considere uma jarra térmica com aquecimento elétrico, projetada para operar a uma tensão de 100,0 V e corrente elétrica de 4,0 A através de seu elemento resistivo para produzir aquecimento. Deseja-se aquecer 0,50 litros de água da temperatura inicial de 15,0 ºC até a temperatura nal de 95,0 ºC. Considere que não há troca de calor através das paredes da jarra e que o calor gerado pelo elemento resistivo é integralmente transferido para o líquido. Assinale a alternativa alternativa que mostra CORRET CORRETAMENTE AMENTE o tempo necessário para causar esta variação de temperatura na água. Dados: calor especíco da água, c = 1,00 cal/g.ºC = 4,20 J/g.ºC; densidade da água, ρ = 1,00 g/cm 3 = 1 000 kg/m kg/m3. a) 100 segundos. b) 4 minutos e 20 segundos. *c) 7,0 minutos. d) 0,42 minutos. e) 4,20 minutos. (UNCISAL-2018.1) - ALTERNATIVA: C Durante o ano de 1840, o cientista James Prescott Joule realizou vários experimentos com o intuito de demonstrar a equivalência entre uma quantidade de energia mecânica e uma certa quantidade de calor. Seu invento mais famoso foi um dispositivo no qual dois corpos presos por os podiam se movimentar verticalmente, conforme ind icado na gura a seguir:
(UNICAMP/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A Um conjunto de placas de aquecimento solar eleva a temperatura da água de um reservatório de 500 litros de 20 ºC para 47 ºC em algumas horas. Se no lugar das placas solares fosse usada uma resistência elétrica, quanta energia elétrica seria consumida para produzir o mesmo aquecimento? Adote 1,0 kg/litro para a densidade e 4,0 kJ/(kg∙ºC) para o calor especíco da água. Além disso, use 1 kWh = 10 3 W × 3600 s = 3,6 × 106 J. *a) 15 kWh. b) 26 kWh. c) 40 000 kWh. kWh. d) 54000 kWh. (UDESC-2018.1) - ALERNATIVA: A Um recipiente com paredes adiabáticas contém 100 g de água a 20ºC. Um resistor com resistência elétrica de 2,0 Ω é ligado a uma fonte de tensão de 12V e é imerso na água. Desconsidere a capacidade térmica do recipiente, e assinale a alternativa que corresponde, aproximadamente, ao tempo necessário para a água atingir 30ºC. Dados: cH2O = 1,0 cal/(g.ºC) cal/(g.ºC) e 1cal = 4,2 J. *a) 58s b) 14s c) 44s d) 29s e) 87s (PUC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A Entre uma superfície metálica e uma bobina de Tesla é estabelecida uma diferença de potencial de 2,0.106 V que produz uma descarga elétrica de intensidade 2,0.104 A em um um intervalo de tempo tempo de 1ms.
Dados:
● calor específco da água: 1,0 cal.g – 1.°C – 1 ● densidade da água: 1 g.cm – 3 ● 1cal = 4,0 J
Figura disponível em: . Acesso em: 06 nov. 2017.
A água no interior do recipiente estava isolada termicamente e em contato com um conjunto de pás. Cada vez que os corpos eram abandonados de uma determinada altura, as pás entravam em movimento e agitavam a água. Em virtude do atrito das pás com a água, os corpos caíam com velocidade praticamente constante, isto é, suaenergia cinética se mantinha constante. Assim, como os contatos dos os com as roldanas estavam bem lubricados, à medida que os corpos desciam, a diminuição da energia potencial gravitacional podia ser considerada integralmente transformada em energia interna da água, devido à agitação provocada nela pelas pás. Dessa maneira, a temperatura da água sofria uma elevação, de modo semelhante ao que ocorreria se ela estivesse recebendo calor. Um termômetro adaptado ao aparelho permitia a Joule medir essa elevação de temperatura. Em outras palavras, o trabalho realizado pelo peso dos corpos era convertido em aumento da energia interna da água. Suponha que o experimento de Joule tenha sido realizado com dois corpos de massas m = 5,0 kg, caindo de uma altura h = 2,0 m, em um local onde a aceleração da gravidade é g = 9,8 m/s 2. Suponha, ainda, que a massa de água contida no recipiente era de mágua = 500 g e que a elevação de temperatura dessa massa de água tenha sido de ΔT = 1,4 ºC. Assinale a alternativa que corresponde ao número de vezes que os dois corpos tiveram que cair simultaneamente para que Joule chegasse à conclusão de que o equivalente mecânico do calor era de aproximadamente 4,2 J, ou seja, que 1,0 cal equivale a cerca de 4,2 J. Considere o calor especíco da água igual a 1,0 cal/g.ºC. a) 5 d) 20 b) 10 e) 25 *c) 15 [email protected]
Supondo que 5% da energia liberada por essa descarga pudesse ser armazenada e integralmente utilizada para produzir uma variação de 20°C na temperatura da água contida em um recipiente de paredes adiabáticas e de capacidade térmica desprezível, determine quantos litros de água haveria no recipiente. *a) 25. b) 50. c) 250. d) 500. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Ao se preparar um café, um recipiente usual com 200 g de água é levado ao fogo e, após certo tempo, a temperatura da água passa de 20°C para 100°C (sem mudança de estado). Durante o processo, uma quantidade total de calor igual a Q é transferida para a água. Desconsidere as perdas de calor para o ambiente e a capacidade térmica do recipiente. Use c = 4, 2J/g°C para o calor especíco da água e g = 10m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional. Sobre o calor envolvido nesse processo, assinale o que for correto. 01) No processo de aquecimento da água, o calor Q se propaga principalmente por condução e por convecção. 02) Se Q fosse convertido em energia cinética de translação de um corpo de 200 g de massa (que parte do repouso), a velocidade desse corpo seria maior que 25 103 m/s. 04) Para uma lâmpada de 20 W emitir uma energia equivalente a Q, ela deve car acesa por 56 minutos. 08) Para que a energia potencial gravitacional (em relação ao solo) de um corpo de 200 g seja equivalente a Q, esse corpo deve estar a uma altura maior que 30 km em relação ao solo. 16) Se, em vez de usar o fogo, usarmos um aquecedor elétrico de imersão de 200 W para aquecer a água, o processo durará menos de 5 minutos. 6
(UFJF/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: B Suponha que a radiação solar total média em Juiz de Fora seja de 5,0 kWh por metro quadrado, por dia. Desejamos aquecer 360 litros de água, a cada dia, da temperatura ambiente de 20 graus até os 40 graus centígrados. Usando placas solares e ignorando perdas, qual a área das placas que devemos instalar? Dados:1 cal = 4,18 J; c H20 = 1 cal.ºC – 1.g – 1; ρH20 = 1 g.cm – 3. a) 0,5 m2 *b) 1,66 m2 c) 2,44 m2 d) 6,66 m2 e) 10,0 m2
(VUNESP-FAMERP/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, 300 g de água, inicialmente a 20 ºC, foram aquecidos. Após 2,0 minutos, quando a temperatura da água era 40 ºC, mais 300 g de água a 20 ºC foram adicionados ao recipiente. Considerando que não ocorreu perda de calor da água para o meio e que a fonte fornece calor a uma potência constante durante o processo, o tempo decorrido, após a adição da água, para que a temperatura da água atingisse 80 ºC foi de a) 5,0 min. b) 14,0 min. *c) 10,0 min. d) 15,0 min. e) 8,0 min.
(UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) Assinale a(s) alternativa(s) alternativa(s) correta(s). 01) O valor de calor especíco de uma determinada substância quíquímica é sempre constante e não depende do estado de agregação da matéria. 02) Corpos de mesmo material e sujeitos às mesmas condições ter modinâmicas, mas de massas diferentes, possuem calor especíco diferentes. 04) A capacidade capacidade térmica de um corpo depende de sua composição química e de sua massa. 08) O ferro possui maior condutividade térmica do que a água, no entanto a água possui maior calor especíco do que o ferro. 16) O calor pode ser transmitido entre dois corpos separados por vácuo por meio de radiação térmica.
(IFF/RJ-2018.1) - RESPOSTA: RESPOSTA: a) G @ 0,23 kg/s b) q f = 16°C José instalou em sua casa um chuveiro elétrico de 5880 W de potência nominal, ligado à rede elétrica. No manual de instruções do chuveiro, existiam algumas informações técnicas, técnicas, entre elas um grá grá-co, mostrado a seguir.
(UFVJM/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: C As consequências do aumento de temperatura são graves para todos os seres vivos, incluindo o homem. O aquecimento global tem impactos profundos no planeta: extinção de espécies animais e vegetais, alteração na frequência e intensidade de chuvas, elevação do nível do mar e intensicação de fenômenos meteorológicos. As ações humanas têm interferido sobre o ambiente num ritmo muito acelerado. Estudos indicam que a temperatura média global pode aumentar 5°C em apenas 200 anos. Fonte: http://www.inpe.br/acessoainformacao/node/483, acessado em 01 maio de 2017 (adaptado)
Considere o calor especíco da água c = 1,0 cal/(g°C), a hidrosfera com massa de 1,4×1021 kg e uma variação de temperatura equivalente ao aumento da temperatura média global. ASSINALE a alternativa alternativa que indica indica a quantidade quantidade de energia que poderá ser absorvida pela hidrosfera em um intervalo de 200 anos. a) 7,0×1021 cal b) 1,4×1024 cal *c) 7,0×1024 cal d) 1,4×1027 cal (ETEC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E Para demonstrar a quantidade de calor envolvida em um processo físico, uma professora de Ciências propõe o seguinte experimento a seus alunos. Em um recipiente de vidro deve-se colocar 100 g de água destilada e medir a temperatura da mesma. Posteriormente, o recipiente é aquecido até o início da ebulição, quando se mede novamente a temperatura da água, obtendo-se o valor de 100 °C. A professora apresenta apresenta a equação que permite calcular a quantidade de calor envolvida no experimento: Q = m.c.ΔT em que: Q = quantidade de calor (em cal) m = massa (em g) c = calor especico da água (c = 1 cal/g °C) ΔT = variação de temperatura (em °C) Supondo que um grupo constatou que a temperatura inicial era de 20 °C, a quantidade de calor necessária para aquecer somente a referida massa de água deve ser de a) 1000 cal. b) 2 000 cal. cal. c) 4 000 cal. cal. d) 6 000 cal. cal. *e) 8 000 cal. [email protected]
Fonte: br/pt/.> (Adaptado)
Sabemos que, na casa de José, a distância vertical entre a caixa d’água e a posição na qual foi instalado o chuveiro é de 8,0 m. Baseando-se nessas informações, calcule o que se pede: a) Determine qual será a vazão máxima de água no chuveiro de José em kg/s. b) Se José usar o chuveiro na vazão máxima em um dia em que a temperatura da água da caixa for de 10°C, qual será a temperatura nal da água após o aquecimento? (Considere que todo calor geragerado pelo chuveiro foi destinado exclusivamente ao aquecimento da água) Dados: ρágua = 1000 kg/m3; g =10,0 m/s2; 1 cal = 4,2 J; cágua = 1,0 cal/g°C. (IFSUL/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: A Uma amostra de água é aquecida a uma taxa constante por certo intervalo de tempo, até atingir seu ponto de ebulição. Qual dos grácos abaixo mostra a temperatura da água como uma função do calor adicionado?
*a)
b)
c)
d)
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(UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 16 (16) Com relação aos conceitos de calor e temperatura e ao princípio geral das trocas de calor, assinale o que for correto. 01) O fato de o calor passar de um corpo para outro se deve à quantidade de calor existente em cada um. 02) Se dois corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico entre si, isolados do ambiente, então se pode armar que, nessa situação, o mais quente fornece calor ao mais frio. 04) Se três corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico entre si, isolados do ambiente, então se pode armar que os três corpos se apresentam necessariamente no mesmo estado (sólido, líquido ou gasoso). 08) Se dois corpos de materiais diferentes estão à mesma temperatura, então a sensação (apreendida pelo tato) ao tocar nesses corpos deve ser a mesma. 16) Quando dois corpos de um mesmo material (a diferentes temperaturas) são colocados em contato entre si, as moléculas do corpo de maior temperatura (mais rápidas) transferem energia para as moléculas do corpo de menor temperatura (mais lentas). (IFSUL/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Na refrigeração de motores de automóveis, a substância refrigerante tanto pode ser o ar como a água. Dados: calor especíco do ar = 0,25 cal/g.°C calor especíco da água = 1,00 cal/g.°C. A razão entre a massa de ar e a massa de água, para proporcionar a mesma refrigeração no motor de um automóvel, deverá ser igual a a) 0,25 b) 1,00 c) 1,20 *d) 4,00 (IMT-MAUÁ/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Um bloco de metal de 20 g foi aquecido e sua temperatura variou de 24,6 ºC para 28,6 ºC. Sabendo que a energia térmica necessária no processo foi de 80 J, o calor especíco desse metal é a) 1,0×10 –4 J/ºC·kg. *b) 1,0×103 J/ºC·kg. c) 1,0 J/ºC· J/ºC· kg. d) 0,2×104 J/ºC·kg. e) 0,2×10 –4 J/ºC·kg.
VESTIBULARES 2018.2 (MACKENZIE/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D Para a prática de esportes olímpicos, é adequada a piscina olímpica. As dimensões dela, segundo Federação Internacional de Natação, devem ser de 50 m para o comprimento; 25 m, para a largura, e 2,0 m, para a profundidade. A temperatura temperatura média ideal da água deve ser igual a 25 °C. A quantidade quantidade de energia energia necessária, em joules, a ser fornecida para para deixar a água da piscina na temperatura ideal – sendo essa a única troca de energia a se considerar –, observando que inicialmente a água, que preenche todo o volume da piscina, estava a 20 °C, é igual a Dados: Dados: cágua = 1,0 cal/g°C (calor especíco sensível da água) ρágua = 1,0 g/cm3 (massa especíca da água) 1,0 cal = 4,0 J a) 2,0·1010 J. b) 3,0·1010 J. c) 4,0·1010 J. *d) 5,0·1010 J. e) 6,0·1010 J. (MACKENZIE/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: B No dia vinte e três de janeiro de 2018, a cidade de São Paulo ganhou a sua 72ª estação de metrô, a estação Higienópolis-Mackenzie Higienópolis-Mackenzie que faz parte da Linha 4 – Amarela. A estação é totalmente acessível aos usuários com deciência e mobilidade reduzida. Os pavimentos contam com cinco elevadores que fazem a interligação da rua com o mezanino e com as plataformas, além de 26 escadas rolantes e 13 xas. Suponha-se que uma pessoa com massa 80 kg rejeite os elevadores e as escadas rolantes e, disposta a emagrecer dissipando a sua energia, suba diariamente os 25 metros de profundidade da estação.
Considerando-se a massa especíca da água 1,0 g/cm3, seu calor especíco sensível 1,0 cal/g.ºC, a aceleração gravitacional g = 10 m/s2 e 1,0 cal equivalente aproximada a 4,0 joules, em cinco dias, a energia dissipada por essa pessoa aquece um litro de água de um intervalo de temperatura em ºC igual a a) 50 *b) 25 c) 20 d) 10 e) 5,0 (PUC/PR-2018.2) - ALTERNATIVA: B Um cubo maciço, feito de latão, possui massa 20 g e tem seu volume aumentado em 0,30% quando absorve certa quantidade de calor. Sendo o coeciente de dilatação linear do latão e seu calor especíco iguais a α latão = 20×10 –6 °C –1 e c latão = 0,092 cal/g∙°C, respectivamente, a quantidade de calor absorvida pelo cubo foi de a) 46 cal. *b) 92 cal. c) 124 cal. d) 156 cal. e) 276 cal. [email protected]
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(UNESP-2018.2) - ALTERNATIVA: E O gráco 1 mostra a variação da pressão atmosférica em função da altitude e o gráco 2 a relação entre a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição da água. GRÁFICO 1
(UDESC-2018.2) - ALTERNATIVA: E Deseja-se construir uma chaleira elétrica de tal maneira que 1,0 L de água, ao nível do mar, inicialmente a 20ºC, entre em ebulição em 1,0 minuto. Assinale a alternativa que corresponde à potência elétrica desta chaleira. Dados: cag = 1,0 cal/g.ºC; d ag = 1,0×103 kg/m3 e 1cal = 4,2 J. a) 1333 W b) 317 W c) 5883 W d) 1400 W *e) 5600 W
(www.seara.ufc.br. Adaptado.)
GRÁFICO 2
(IFNORTE/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: B A energia solar é uma opção para a economia de energia elétrica e, consequentemente, reduzir-se o impacto ambiental decorrente. Considere, por exemplo, o equipamento esquematizado na FIGURA 04 e responda à questão a seguir. FIGURA 04
(www.if.ufrgs.br. Adaptado.)
Considerando o calor especíco da água igual a 1,0 cal/(g·ºC), para aquecer 200 g de água, de 20 ºC até que se inicie a ebulição, no topo do Pico da Neblina, cuja altitude é cerca de 3000 m em relação ao nível do mar, é necessário fornecer para essa massa de água uma quantidade de calor de, aproximadamente, a) 4,0×103 cal. d) 1,2×10 7 cal. b) 1,4×102 cal. *e) 1,4×10 4 cal. c) 1,2×103 cal. (UNEMAT/MT-2018.2) - ALTERNATIVA: E Uma panela de ferro, que é útil para o cozimento de alimentos, de 1,0 kg, com 2 litros de água em seu interior, é submetida a um aquecedor de potência útil constante de 4200 W, até aumentar a sua temperatura de 60 ºC. Admita para para o calor calor especíco especíco do ferro cf = 0,11 cal/gºC; para o calor especíco da água c a = 1,0 cal/gºC e para uma caloria 1cal = 4,2 J. PARANÁ, D.N.S. Física. São Paulo: Ática, 2000. v. único.
Admitindo que que não haja desperdício de de calor para o meio e que toda energia seja transformada em energia térmica, determine a quantidade de calor total e o tempo gasto para aquecer o sistema (panela -água), durante o processo, assinalando a alternativa correta: a) Q t = 504,00 kJ; t = 120 s b) Q t = 27,72 kJ; t = 6,6 s c) Q t = 126,60 kcal; t = 30,14 s d) Q t = 531,72 J; t = 0,13 s *e) Q t = 531,72 kJ; t = 126,6 s (PUC-CAMPINAS/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: B Pedro pretendia aquecer meio litro de água (500 g) até 80 ºC para preparar café, mas, por distração, deixou a água atingir a temperatura de 95 ºC. Considerando o calor especíco da água igual a 4,2×103 J/(kg·ºC), a quantidade de calor fornecida para a água, além do que Pedro pretendia inicialmente, foi a) 2,00×104 J. d) 2,00×10 5 J. *b) 3,15×104 J. e) 3,15×10 7 J. c) 1,26×105 J. [email protected]
Disponível em: http://edler http://edler.arq.br .arq.br.. Acesso em: 01 mai 2018.
Esse equipamento será utilizado para aumentar de 36,0 ºC a temperatura de 240 kg de água e deseja-se estimar o tempo T gasto nesse processo. Para tanto, considere que, sobre as placas coletoras, a taxa média de incidência da radiação solar é 0,80 kW/m2 e que, no processo de conversão da energia solar em energia térmica, as placas apresentam eciência de 60%. Considerando-se ainda que o calor especíco da água vale, aproximadamente, 4,0 kJ/kgºC, o valor de T é: a) 6,0 h. *b) 8,0 h. c) 10 h. d) 12 h. (VUNESP-CEFSA/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: E Um bloco de 10 toneladas desliza sem atrito sobre uma rampa de 100 m de comprimento e inclinada de 30º com a horizontal, partindo do repouso de seu ponto mais alto, até atingir o fundo de um tanque contendo 1000 litros de água, como mostra a gura.
Considerando a aceleração da gravidade 10 m/s 2, a densidade da água 1,0 kg/litro, seu calor especíco 4200 J/(kg·ºC) e que toda energia mecânica do bloco contada desde o início do deslizamento seja convertida em calor sensível absorvido pela água do tanque, a elevação da temperatura registrada na água será de, aproximadamente, a) 0,4 ºC. d) 1,0 ºC. b) 0,6 ºC. *e) 1,2 ºC. c) 0,8 ºC. 9
(UNESP-2018.2) - RESPOSTA: a) h = 50% b) Q = 2,0 2,0×10 ×107 J A radiação solar solar incide sobre o painel painel coletor coletor de um aquecedor solar solar de área igual a 2,0 m2 na razão de 600 W/m 2, em média. a) Considerando que em 5,0 minutos a quantidade da radiação incidente no painel transformada em calor é de 1,8×10 5 J, calcule o rendimento desse processo. b) Considerando que o calor especíco da água é igual a 4,0×103 J/(kg·ºC) e que 90% do calor transferido para a água são efetivamente utilizados no seu aquecimento, calcule qual deve ser a quantidade de calor transferido para 250 kg de água contida no reservatório do aquecedor para aquecê-la de 20 ºC até 38 ºC. (PUC/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: C Uma pessoa toma um banho de 20 minutos de duração, consumindo 300 kg de água que escoam, a uma taxa constante, no interior de um aquecedor elétrico de uxo contínuo que opera em regime estacionário durante todo o banho. Desprezando qualquer tipo de perda, determine a variação de temperatura, na escala fahrenheit, sofrida pela massa de água, desde a entrada até a saída do aquecedor, sabendo que ele possui um resistor de resistência elétrica igual a 40 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de 25 A. a) 25 • calor especíco da água: b) 37 1,0 cal/gºC *c) 45 • 1cal = 4,0 J d) 77 (UNITAU/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: C Um objeto, cuja massa é de 4 kg e o calor especíco é de 150 J/(kg.ºC), está a uma temperatura de 50 ºC. O objeto é, então, mergulhado em uma piscina que apresenta dimensões muito maio maio-res do que o objeto, com água à temperatura de 20 ºC. Após 10 minutos de submersão na água, o objeto atinge a temperatura de 20 ºC, ou seja, a mesma temperatura da água. Nesse processo, a potência dissipada pelo conjunto objeto mais piscina foi de a) 10 watt b) 20 watt *c) 30 watt d) 40 watt e) 50 watt
(UNIRG/TO-2018.2) - ALTERNATIVA: C Um confeito de consistênci consistência a esponjosa muito apreciado por crianças (e por alguns adultos) é o marshmallow . Uma massa de 10 gramas desse doce pode fornecer ao corpo de uma pessoa uma energia de 20 kcal. Se essa energia fosse integralmente absorvida por 500 gramas de água a 10°C, a temperatura nal da água seria de: Dado: calor especíco da água = 1 cal/g.°C
a) 5°C; b) 30°C; *c) 50°C; d) 70°C. UNITAU/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D Um aquecedor elétrico tem capacidade para aumentar a temperatura de 250 ml de água de 20 ºC para 30 ºC em apenas 2,1 segundos. A densidade da água é de 1 g/cm3; o calor especíco da água é de 1 cal/(g.ºC); 1 cal é aproximadamente igual a 4,2 joules. A partir desses dados, é possível calcular que a potência média efetiva necessária para realizar essa tarefa é de, aproximadamente, a) 50 kW b) 25 kW c) 10 kW *d) 5,0 kW e) 2,5 kW (IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: D Uma pessoa resolve beber água gelada para eliminar os 450 kcal que adquiriu ao ingerir uma determinada sobremesa. Considerando o calor especíco da água como 1 cal/g.ºC e que 1 L de água correscorresponde a 1 kg e supondo que a água esteja a 6,5 ºC, que quantidade deverá ser tomada para que essas calorias elevem a temperatura até 36,5 ºC (temperatura considerada normal para o corpo humano)? a) 150 mL. b) 1,5 L. c) 4,5 L. *d) 15 L.
(FPS/PE-2018.2) - ALTERNATIVA: C Uma das fontes de perda de energia do corpo humano é a energia consumida para igualar a temperatura do ar que se respira com a temperatura corpórea. Sabe-se que, a cada respiração, inalamos cerca de 0,5 litros de ar e respiramos uma vez a cada 5 segundos. Calcule a potência gasta pelo corpo humano para aquecer o ar que respiramos. Considere que a temperatura ambiente é de 27ºC e a temperatura média do corpo humano é de 37ºC. O calor especíco do ar é c @ 1000 J/kg.K e sua densidade é de 1,3 g/L. Dê sua resposta em Watt. a) 0,8 W b) 1,1 W *c) 1,3 W d) 1,7 W e) 2,0 W (UNICEUB/DF-2018.2) - ALTERNATIVA: C Uma panela elétrica cilíndrica com tampa contém 1,5 L (litro) de água à temperatura de 25°C. Ao ser ligada, ela gera uma potência de 1500 W e fornece calor à água. Considerando a panela tampada como um sistema termicamente isolado de tal forma que o calor fornecido seja todo aplicado à água e adotando a pressão interna como igual à pressão atmosférica externa, o tempo para que a água contida na panela atinja a temperatura de ebulição (100°C) será de aproximadamente Dado:Calor especíco da água: 4.200 J/(°C.kg).
a) 2 min b) 3 min *c) 5 min d) 13 min e) 29 min [email protected]
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TERMOFÍSICA calor latente VESTIBULARES 2018.1 (VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNTIVA: B Deseja-se que um peixe de capacidade térmica igual a 400 cal/ºC, inicialmente a 20 ºC, tenha sua temperatura baixada para 0 ºC. No local em que isso será feito, a temperatura de fusão do gelo é de 0 ºC e o seu calor latente de fusão é 80 cal/g. A quantidade de calor que será extraída desse peixe é capaz de derreter uma massa de gelo, inicialmente a 0 ºC, igual a a) 50 g. d) 200 g. *b) 100 g. e) 240 g. c) 160 g.
(VUNESP-StaCASA/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C Duas pessoas, uma na cidade de Santos, no litoral paulista, e a outra na cidade de La Paz, capital da Bolívia, a 3600 m de altitude em relação ao nível do mar, colocam simultaneamente a mesma quantidade de gelo a –20 °C em panelas abertas e levam essas panelas ao fogo para observar a fusão do gelo e a vaporização da água líquida. O gráco representa o diagrama de fases da água.
(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: D Analise a tabela. tabela. De acordo com os dados da tabela, o processo de mudança de estado físico de uma amostra de água que envolveria a maior quantidade de energia é calor especíco do gelo calor latente de fusão do gelo calor especíco da água calo ca lorr late latent nte e de va vapo pori riza zaçã ção o da ág água ua calo ca lorr esp espec ecí íco co do va vapo porr de de águ água a
0,5 cal/(g∙ºC) 80 cal/g 1,0 cal/(g∙ºC) 540 54 0 cal/g cal/g 0,5 0, 5 cal cal/( /(g∙ g∙ºC ºC))
a) o aquecimento do gelo. b) a transformação do gelo em água. c) o aquecimento da água. *d) a transformação da água em vapor. e) o aquecimento do vapor. (IME/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: B Considere o diagrama de fases simples para o benzeno, em que PC é o ponto crítico e PT o ponto triplo.
Considerando as informações do gráco e que as chamas utilizadas pelas duas pessoas apresentam uma mesma potência térmica constante, conclui-se que a) em Santos, a água vaporizará a uma temperatura menor do que em La Paz. b) em La Paz, o gelo atingirá a temperatura de fusão antes do que em Santos. *c) o gelo iniciará a fusão, em La Paz, a uma temperatura maior do que em Santos. d) para iniciar a fusão do gelo, será necessário fornecer mais calor a ele em Santos do que em La Paz. e) tanto em Santos como em La Paz, a água sofrerá a mesma variação de temperatura entre o término da fusão e o início da vaporização. (VUNESP-StaCASA/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D O gráco representa parte da curva de aquecimento de determinada massa de gelo, inicialmente a uma temperatura de – 40 ºC, até transformar-se em água líquida a 20 ºC. As etapas 1, 2 e 3 indicadas ocorrem em intervalos de tempo Δt1 , Δt2 e Δt3 , respectivamente respectivamente..
Os pontos de fusão e de ebulição do benzeno a 1,0 atm são iguais a 5,53 ºC e 80,1 ºC, respectivamente. Considere ainda, o ponto P (5,50 ºC, 55 atm) como ponto de partida das transformações sese quenciais discriminadas abaixo: (1) Inicialmen Inicialmente, te, elevaç elevação ão da temper temperatura atura até 300 300 ºC, em um processo isobárico; (2) Redução Redução da press pressão ão até até 38 atm, atm, em em um proces processo so isotérmico; (3) Redução Redução da tempe temperatur ratura a até 5,50 ºC, em em um processo isobárico; (4) Finalment Finalmente, e, reduçã redução o da press pressão ão até até 0,02 0,02 atm, atm, em um processo isotérmico. Assinale a alternativa que apresenta a ordem correta das mudanças de fase observadas ao longo do processo descrito. a) Fusão, condensação, ebulição e evaporação. *b) Fusão, condensação, solidicação e sublimação. c) Vaporização, condensação, fusão e sublimação. d) Solidicação, ebulição, liquefação, condensação e sublimação. e) Fusão, ebulição, condensação, solidicação e evaporação. [email protected]
fora de escala
Considerando que a energia necessária para provocar essa transformação tenha sido fornecida por uma fonte térmica de potência constante, que todo o calor fornecido por essa fonte tenha sido absorvido pela massa que sofreu a transformação, que o calor especíco do gelo é 0,5 cal/(g·ºC), que o calor especíco da água líquida é 1 cal/(g·ºC) e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, é correto armar que a) Δt1 < Δt3 < Δt2 b) Δt1 > Δt2 > Δt3 c) Δt1 = Δt2 = Δt3 *d) Δt1 = Δt3 < Δt2 e) Δt1 = Δt3 > Δt2 11
(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA: B O aquecimento do cloreto de amônio sólido faz com que ele passe diretamente para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido. Essa mudança de estado físico é conhecida como a) ebulição. *b) sublimação. c) fusão. d) liquefação. e) solidicação (UFRN/TÉCNICO) - ALTERNATIVA: A A água pode mudar de uma fase para outra, ou seja, da fase sólida sólida para fase líquida, da líquida para a gasosa, da gasosa para a líquida e da líquida para a sólida. A essas mudanças damos o nome de mudança de estados físicos da água (Figura a seguir).
Disponível em: . cos-da-agu a/>. Acesso em 18 set. 2017. [Adaptado]
Quando uma pedra de gelo derrete em temperatura ambiente, a mudança de estado físico é chamada *a) Fusão – passagem da água do estado sólido para o estado líquido. b) Vaporização Vaporização – passagem da água do estado líquido para o estado gasoso. c) Condensação – passagem da água do estado gasoso para o estado líquido. d) Solidicação – passagem da água do estado líquido para o estado sólido. (UFLA/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: B Em um dia típico de inverno na Europa, uma criança observa a paisagem e diz aos colegas: – Vejam, Vejam, está nevando! Considerando que, nesse processo, o vapor de água se transformou diretamente em neve, o fenômeno observado pela criança corresponde à: a) Fusão. *b) Sublimação. c) Solidicaçã Solidicação. o. d) Condensação. (FGV/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A A gura representa uma montagem experimental em que um bé bé-quer, contendo água à temperatura ambiente, é colocado no interior de uma campânula de vidro transparente, dotada de um orifício em sua cúpula, por onde passa uma mangueira ligada a uma bomba de vácuo. A bomba bomba é ligada, e o ar vai sendo, gradualmente, retirado do interior da campânula.
Observa-se que, a partir de determinado instante, *a) a água entra em ebulição, propiciada pela diminuição da pressão. b) a água entra em ebulição, favorecida pela máxima pressão de saturação. c) ocorre a formação de gelo, propiciada pela diminuição da pressão. d) ocorre a formação de gelo, favorecida pela máxima pressão de saturação. e) é atingido o ponto triplo, favorecido pela máxima pressão de saturação. [email protected]
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Uma importante espécie química que está presente em praticamente todas as residências é o gás liquefeito de petróleo ou, simplesmente simplesmente,, GLP. Esse produto é uma mistura de hidrocarbonetos liquefeitos, destacando-se o propano e o butano. Para a armazenagem do GLP são utilizados recipientes de aço, de variadas capacidades volumétricas e formatos. Todos os recipientes que contêm o GLP são preenchidos até 85% de sua capacidade máxima, sendo que o restante de seu volume é utilizado na vaporização dos componentes dessa mistura, o que ocorre com as trocas de calor entre a parede do recipiente e as amostras. Fonte: adaptado de: Disponível em:
Considerando o interior desses recipientes, se os componentes dessa mistura sofrerem a) aumento de pressão, passarão da fase líquida para a gasosa. *b) aumento de pressão, passarão da fase gasosa para a líquida. c) aumento da agitação das moléculas, passarão da fase gasosa para a líquida. d) redução da agitação das moléculas, passarão da fase líquida para a gasosa. e) redução da coesão entre as moléculas, passarão da fase gasosa para a líquida. (UERJ-2018.1) - ALTERNATIVA: D Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro.
Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico: a) fusão b) sublimação c) condensação *d) vaporização (FGV/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B O gráco apresenta a variação da temperatura de uma substância durante aquecimento sob pressão constante.
Na representação gráca, a fusão da substância ocorre no segmento a) I. *b) II. c) III. d) IV. e) V. 12
(UEG/GO-2018.1) - ALTERNATIVA: E Se 200 g de gelo à temperatura inicial de –10°C forem aquecidos, a quantidade de calor necessária, em KJ, para que todo o gelo derreta e se transforme em água a 50°C será de a) 16 Adote: calor especíco do gelo = 0,50 cal/g°C. b) 27 calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g. c) 54 calor especíco da água = 1,0 cal/g°C. d) 96 1 cal = 4 J *e) 108 (UFLA/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: A Os diagramas de fases de duas substâncias X e Y são indicados nas guras abaixo. Com base nesses diagramas, indique o estado físico (sólido, líquido ou gasoso) que cada substância apresenta, quando submetida a uma pressão de 2 atm em 0°C.
Assinale a alternativa alternativa CORRETA: CORRETA: *a) Substância X sólida e substância Y líquida. b) Substância X líquida e substância Y líquida. c) Substância X sólida e substância Y sólida. d) Substância X líquida e substância Y gás. (IF/CE-2018.1) - ALTERNATIVA: E Além dos problemas clássicos que aumentam o perigo de dirigir em dias de chuvas, como aquaplanagens, enchentes e assim por diante, carros que não têm ar-condicionado ainda contam com um tormento a mais: os malfadados vidros embaçados. O motivo para que isso aconteça é o(a) a) água, que, devido à diferença de pressão interna e externa, tende a sair do veículo, acumulando-se nas regiões mais planas do auto móvel, por exemplo o vidro. b) ar do lado de fora do veículo que se encontra úmido e, ao entrar pelas frestas do carro gera esse efeito em todas as superfícies, principalmente no vidro que é transparente. c) ar no interior do veículo que, além de úmido, se encontra a uma baixa temperatura, e, ao entrar em contato com o vidro que está em temperatura maior, perde calor para o mesmo, se liquefazendo. d) ar úmido no lado de fora do veículo que acaba por atravessar as fendas microscópicas do vidro, se acumulando na face interna do mesmo, resultando no vidro embaçado. *e) ar úmido no interior do carro que, ao entrar em contato com o vidro que se encontra em menor temperatura, perde calor para o mesmo e se condensa sobre a superfície do vidro.
(UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Em países de inverno rigoroso, os lagos e os rios congelam-se na superfície, e a água de máxima densidade, isto é, a 4ºC, encontra-se no fundo. Esse fato é de fundamental importância para a preservação da fauna e da ora locais. Considerando que a entalpia de fusão da água é de 7,3 kJ/mol e usando conceitos físico-químicos, assinale o que for correto. 01) A água entre 0ºC e 4ºC apresenta coeciente de dilatação voluvolumétrica negativo. 02) Na escala absoluta (Kelvin), a água, a aproximadamente 277K, está com densidade máxima. 04) Rios e lagos descongelam mais facilmente devido ao baixo calor especíco da água. 08) 36,5 kJ de calor seriam sucientes para fundir 5 mols de água. 16) Em lagos de água salgada a água não congela a 0ºC. (CESUPA-2018.1) - ALTERNATIVA: C O princípio físico da panela de pressão é manter o vapor da água aprisionado na panela à medida que calor é fornecido ao sistema, mantendo-se o volume constante. Assim, ocorre um aumento da pressão e, consequentemente, aumento da temperatura de ebulição da água dentro dela. Quanto maior a pressão, maior a temperatura necessária para a ebulição, com o líquido podendo alcançar 120ºC, cozinhando os alimentos mais rapidamente. Lembrando que a massa de vapor aumenta conforme a água é aquecida, qual dos grácos abaixo melhor representa a variação da pressão do vapor com a temperatura, dentro da panela? a)
*c)
o ã s s e r P
o ã s s e r
P
30
Temperatura (ºC)
120
b)
30
Temperatura (ºC)
120
30
Temperatura (ºC)
120
d) o ã s s e r
o ã s s e r P
P
30
Temperatura (ºC)
120
(FPS/PE-2018.1) - ALTERNATIVA: C A gura gura F1 mostra o diagrama diagrama de fase (pressão vs. vs. temperatura) da água.
(UENP/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: A Considerando as mudanças de fase da matéria, atribua V (verdadeira) e F (falsa) às afrmativas a seguir. ( ) Formam-se Formam-se gotíc gotículas ulas sobre a superfí superfície cie de uma uma lata lata de refrirefrigerante gelada porque o vapor d’água é esfriado quando faz contato e se condensa. ( ) Quando Quando a água água na forma de vapo vaporr se se conden condensa, sa, abso absorve rve energia de modo que o ar circundante é resfriado. ( ) O compa compartime rtimento nto de alime alimentos ntos de um um refrige refrigerador rador é resfri resfriado ado pela condensação do uido. ( ) A temp temperatur eratura a de ebuli ebulição ção da água água aume aumenta nta quand quando o ela ela sofre sofre aumento de pressão. ( ) A tempe temperatur ratura a da água ferve fervente nte mantém mantém-se -se a mesma mesma se o aquecimento e a ebulição se mantêm. Assinale a alternativa alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência sequência correta. *a) V, F, F, V, V. d) F, V, F, V, F. b) V, F, V, V, F. e) F, V, V, F, V. c) F, F, V, F, V. [email protected]
Figura F1 Baseado nesse gráco, podemos armar que o uso da panela de pressão é mais eciente para o cozimento de alimentos? a) Sim, pois o vapor liberado pela válvula de segurança provoca agitação no alimento, tornando o processo mais eciente. b) Sim, pois as panelas são feitas de metal que absorvem mais calor. *c) Sim, pois a temperatura no interior atinge valores acima da temperatura de ebulição da água em recipientes abertos. d) Sim, pois quanto maior for a pressão interna mais facilmente a água se transforma em vapor. e) Sim, pois embora a temperatura de ebulição da água nunca possa ser maior do que 100ºC, o metal da panela atinge temperaturas maiores do que 100ºC. 13
(FUVEST/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Furacões são sistemas físicos que liberam uma enorme quantidade de energia por meio de diferentes tipos de processos, sendo um deles a condensação do vapor em água. De acordo com o Laboratório Oceanográco e Meteorológico do Atlântico, um furacão produz, em média, 1,5 cm de chuva por dia em uma região plana de 660 km de raio. Nesse caso, a quantidade de energia por unidade de tempo envolvida no processo de condensação do vapor em água da chuva é, aproximadamente, a) 3,8 × 1015 W. e) 1,1 × 1011 W. *b) 4,6 × 1014 W. d) 1,2 × 1012 W. c) 2,1 × 1013 W. Note e adote: p = 3. Calor latente de vaporização da água: 2 × 106 J/kg. Densidade da água: 103 kg/m3. 1 dia = 8,6 × 104 s. (UNICISAL-2018.1) - ALTERNATIVA: D O gráco a seguir representa tanto a variação de temperatura sofrisofrida por uma certa quantidade de água quanto a variação de temperatura sofrida por uma certa quantidade de gelo ao serem misturados dentro de um calorímetro ideal, até atingirem o equilíbrio térmico.
(UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08) As armações abaixo abaixo pertencem ao âmbito da calorimetria. calorimetria. Sobre o assunto, assinale o que for correto. Dados: Cgelo = 0,5 cal/g.°C Lf = 80 cal/g Lv = 540 cal/g 01) Sendo a água uma substância anômala, se aumentarmos a pressão sobre ela, sua temperatura de ebulição diminuirá. 02) A razão entre a capacidade térmica térmica de um corpo e o calor especíco do material que o constitui é igual à massa do corpo. 04) A capacidade capacidade térmica de um corpo que ao receber 400 cal varia sua temperatura de 40 K, vale 10 cal/°C. 08) Fornecemos 5450 cal a 10 g de gelo que está inicialmente a –10 °C, num vaso adiabático. Ao nal do processo teremos água líquida e vapor. (UFPR-2018.1) - RESPOSTA: q = 90 ºC Numa experiência para demonstrar princípios de calorimetria, um estudante fez o seguinte procedimento: colocou 100 g de água, na forma de gelo, a 0 ºC, num recipiente vazio, e o aqueceu até obter água a 10 ºC. Na sequência, ele removeu aquela quantidade de água do recipiente e colocou novamente 100 g de água, só que agora líquida, a 0 º C, no recipiente vazio, e forneceu a mesma quantidade de calor utilizada na etapa anterior. Sabe-se que, no local, água congela a 0 ºC, o calor latente de fusão da água vale L = 80 cal/g, e o calor especíco da água (tomado como constante em toda a faixa de temperatura da experiência) vale c = 1 cal/gºC. Além disso, desprezam-se todas as perdas de calor para o ambiente, e a capacidade térmica do recipiente também deve ser desprezada. Considerando esses dados, determine a temperatura nal da massa de água após a segunda etapa. (SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C A gura a seguir seguir corresponde à curva de aquecimento de de uma subssubstância pura.
Sabendo que o calor especíco da água é 1,0 cal/g.ºC, que o calor especíco do gelo é 0,5 cal/g.ºC e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, é correto armar que a massa de gelo remanescente foi de a) 0 g. *d) 150 g. b) 50 g. e) 200 g. c) 100 g. (UNISINOS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um estudante, residente numa cidade litorânea, realizou um experimento em que se analisou a temperatura de ebulição da água nesse local. Vericou, Vericou, com o auxílio de um termômetro calibrado de laboratório, que essa temperatura era de 100°C. Após algumas semanas, o mesmo estudante viaja para uma cidade da serra e realiza, novamente, o experimento da medida da temperatura de ebulição da água. Vericou, com o mesmo termômetro calibrado, que a temtemperatura agora era de 95°C. A partir partir dessa contextualização, contextualização, analise analise as proposições a seguir. I - As temperaturas de ebulição da água nas cidades litorânea e serrana, medidas na escala Fahrenheit, são 212°F e 203°F, respectivamente. II - A temperatura de ebulição da água, ao nível do mar, medida na escala Kelvin, é 273K. III - A pressão atmosférica atmosférica na cidade serrana é menor do que a pressão atmosférica ao nível do mar, o que faz com que a temperatura de ebulição da água ao nível do mar seja maior do que no alto da serra. Sobre as proposições acima, pode-se armar que a) apenas I está correta. b) apenas II está correta. c) apenas I e III estão corretas. d) apenas II e III estão corretas. e) I, II e III estão corretas. [email protected]
A partir partir dessa curva de aquecimento, aquecimento, é possível concluir concluir que as partículas componentes dessa substância têm a) maior energia em t1 que em t3. b) menor coesão em t3 que em t4. *c) maior distância em t6 que em t5. d) menor proximidade em t3 que em t5. e) maior repulsão em t1 que em t6. (FAC.ISRAELITA/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um recipiente contendo 1 litro de água, a 20°C, é colocado no interior de um forno de micro-ondas. O aparelho é ligado a uma tensão de 110 V e percorrido por uma corrente elétrica de 10 A. Após 40 minutos,verica-se minutos,veric a-se que ainda resta ¼ de litro de água líquida no rere cipiente. Dados: pressão atmosférica: 1 atm densidade da água: 1 g/cm3 calor latente de vaporização da água: 540 cal/g calor especí co da água: 1 cal/g°C 1 caloria = 4,2 joules Determine o rendimento percentual aproximado desse aparelho. a) 19 b) 25 c) 71 *d) 77 14
(PUC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D Num dia de temperatura igual a 25°C, uma forte descarga elétrica atingiu a ponta de captação central de um para-raios durante 1,2×10 – 4 segundos, provocando a fusão de 400g de sua massa que é de cobre.
(UNIVESP-2018.1) - ALTERNATIVA: E Para responder a questão de números 43, observe a imagem, que mostra uma salina produtora de sal de cozinha (cloreto de sódio) a partir da água do mar.
Dados: ● calor especíco do cobre: 0,094 cal.g – 1.°C – 1 ● calor latente de fusão do cobre: 49 cal.g – 1 ● temperatura de fusão do cobre: 1083°C ● 1cal = 4,0 J (http://coral.ufsm.br/arco/ (http://cora l.ufsm.br/arco/Imagens/Noticia Imagens/Noticias/195-img_cap s/195-img_capa.png) a.png) TERMINAL AÉREO DE CAPTAÇÃO tp://www.lojaeletrica.com.br/para-raios
Determine, em gigawatts, a potência média aproximada dessa descarga elétrica. a) 0,5. c) 1,5. b) 1,0. *d) 2,0. (IFSUL/RS-2018.1) - ALT ALTERNA ERNATIV TIVA: A: 26D 26 D e 27C 27 C Leia com atenção o texto abaixo e responda às questões 26 e 27. A tabela abaixo mostra as informações de quatro substâncias hipohipotéticas, A, B, C e D, todas inicialmente à mesma temperatura, e que serão aquecidas por fontes térmicas de mesma potência constante, até atingirem a mesma temperatura nal. Substância
A
B
C
D
Massa (g)
100
120
150
100
Temperatura inicial (ºC)
2
2
2
2
Temperatura nal (ºC)
80
80
80
80
Temperatura de Fusão (ºC) (1 atm)
–10
0
5,0
85
Temperatura de Ebulição (ºC) (1 atm)
110
100
80,1
217
Calor Especíco na Fase Sólida (cal/g.ºC)
0,6
0,5
0,03
0,2
Calor Especíco na Fase Líquida (cal/g.ºC)
1,0
1,0
0,05
0,3
Calor Especíco na Fase Gasosa (cal/g.ºC)
0,8
0,5
0,03
0,2
Calor Latente de Fusão (cal/g)
70
80
2,7
10
Calor Latente de Ebulição (cal/g)
500
540
65
150
QUESTÃO 26 Considerando-se os dados da tabela, a substância que necessita de maior quantidade de calor e a que necessita de menor quantidade de calor, para atingirem a temperatura nal, são, respectivamente, a) A e C b) C e D c) B e A *d) B e C QUESTÃO 27. Supondo-se que a substância hipotética C seja aquecida por uma fonte térmica de pontência constante igual a 100 cal/min e considerando-se que a quantidade de calor fornecida pela fonte seja exclusivamente para aquecer a substância C, o tempo necessário para ela atingir a temperatura nal é igual a a) 0,135 min. b) 0,563 min. *c) 9,810 min. d) 98,19 min. [email protected]
QUESTÃO 43 Nota-se nessa imagem que os tanques da salina são rasos e largos. Essas características dos tanques são importantes para a produção do sal porque quanto ________ a superfície de contato com o ar, mais ________ é a _______ da água do mar. Assinale a alternativa alternativa contendo as informações informações que preenchem, cor reta e respectivamente, as lacunas do texto. a) menor … lenta … ebulição b) menor … rápida … evaporação c) maior … lenta … evaporação d) maior … rápida … ebulição *e) maior … rápida … evaporação (UNITNS/TO-2018.1) - ALTERNATIVA: B Sabe-se que os estados físicos da matéria são: sólido, líquido e gasoso. A pressão pressão e a temperatura inuenciam no estado físico em que uma substância se encontra e, ao receber ou perder certa quantidade de calor, ela pode sofrer uma mudança desse estado. As transições de fase que ocorrem ao receber certa quantidade de calor são: a) fusão, liquefação e solidicação *b) fusão, vaporização e sublimação c) solidicação e ressublimação d) liquefação e solidicação e) fusão e ressublimação (UFRGS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Uma quantidade de calor Q = 56.100,0 J é fornecida a 100 g de gelo que se encontra inicialmente a – 10°C. 10°C. Sendo o calor especíco do gelo Cg = 2,1 J/(g°C), o calor especíco da água Ca = 4,2 J/(g°C) e o calor latente de fusão CL = 330,0 J/g, a temperatura nal da água em °C é, aproximadamente, a) 83,8. b) 60,0. c) 54,8. *d) 50,0. e) 37,7. (UCB/DF-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um dos problemas que pacientes com queimaduras graves em grandes extensões do corpo enfrenta é a redução da capacidade de perder calor pela evaporação do suor, devido à destruição das glândulas surdoríparas. Estime a potência em Watts que um queimado deixa de perder por evaporação, admitindo que o paciente não possua uma quantidade signicativa de produção de suor e que um adulto saudável transpira em média 600 mL por dia. Use: calor latente de vaporização do suor igual a L suor = 2,4×106 J/kg, densidade do suor iguala dsuor = 1,0×103 kg/m3. a) 1,4×106 W. b) 17 kW. c) 1,4 W. *d) 17 W. e) 1,4 kW. 15
(IF/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: C Furacões são fenômenos climáticos que se formam no meio dos oceanos, em locais de pouco vento e águas quentes, a partir de um sistema de baixa pressão. A intensa evaporação nessas áreas produz fortes correntes ascendentes de ar, criando em torno do centro do furacão ventos de grande velocidade em rotação horizontal. As armativas armativas a seguir seguir descrevem descrevem alguns fenômenos físicos presen presen-tes na formação de furacões. I
– A
II
–
III
– A
VESTIBULARES 2018.2 (SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D A matéria é composta por pequenas partículas que, de acordo com o maior ou menor grau de agregação entre elas, caracterizam os três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. As imagens a seguir mostram a situação das partículas nos diferentes estados físicos.
evaporação da água do oceano é intensicada em áreas onde a pressão atmosférica é menor. Este fato está relacionado com o ponto de ebulição da água que ocorre em temperaturas menores que 100ºC quando submetida a pressões inferiores a 1,0 atmosfera. O ar úmido e quente, durante seu movimento ascendente, ca submetido a pressões atmosféricas progressivamente menomenores e se expande. Durante a expansão, a temperatura do ar diminui ao ponto em que o vapor d’água que ele contém condensa formando nuvens. pressão do ar está relacionada com a velocidade com que ele gira em torno do centro do furacão. Quanto maior a velocidade de rotação do ar, maior a pressão.
Está(ão) correta(s) apenas a) I. b) II. *c) I e II. d) I e III. e) II e III. (IMT-MAUÁ/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A Observe a tirinha a seguir.
Fonte: Disponível em: . m.br>. Acesso em: 05 maio 2015.
Assinale a alternativa que indica a associação correta entre a imagem e o estado físico correspondente. a) I - sólido; II - sólido; III - gasoso. b) I - gasoso; II - líquido; III - sólido. c) I - líquido; II - gasoso; III - sólido. *d) I - sólido; II - líquido; III - gasoso. e) I - líquido; II - líquido; III - gasoso. (UNIFOR/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: C O valor da temperatura de ebulição da água é inuenciado pela pressão atmosférica. O ponto de ebulição da água ao nível do mar (pressão 76 cmHg) é igual 100ºC. As tabelas abaixo mostram a relação entre a altitude (com relação ao nível do mar) e a pressão atmosférica, e a relação entre a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição da água. Altitude Pressão (m) (cmHg)
A sequência sequência apresentada na tirinha *a) representa a transformação física da água pela absorção de calor do ambiente (processo endotérmico). b) ilustra o ponto triplo da água em um processo isotérmico. c) ilustra a transformação química da água em um processo isocórico. d) representa a transformação isovolumétrica da água pela liberação de calor para o ambiente (processo exotérmico). e) ilustra um processo isobárico sem alteração das interações inter moleculares da água.
0
76
75
75,3
Pressão atmosférica (mmHg)
Temperatura (ºC)
250
73,9
760
100
450
71,9
720
98
600
70,6
670
97
900
68,1
640
95
1000
66,8
600
93
1200
65,6
560
92
1350
64,4
1500
63,2
1800
60,9
Na tabela abaixo, temos a altitude de algumas cidades do Brasil com relação ao nível do mar. Cidade
Altitude (m)
Guaraciaba do Norte (CE)
933,43
Brasília (DF)
1115,24 11 15,24
São Joaquim (SC)
1360
Campos do Jordão (SP)
1628
Analisando as tabelas acima, podemos podemos concluir que que a) a temperatura de ebulição da água em Guaraciaba do Norte é menor do que em São Joaquim. b) a temperatura de ebulição da água em Brasília é menor do que em Campos do Jordão. *c) a temperatura de ebulição da água em São Joaquim é menor do que Guaraciaba do Norte. d) a temperatura de ebulição da água em Campos do Jordão é maior do que em Guaraciaba do Norte. e) a temperatura de ebulição da água em São Joaquim é menor do que em Campos do Jordão. [email protected]
16
(SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: E A tabela tabela a seguir mostra as temperaturas de fusão e de ebulição de dois metais alcalinos. Substância
Temperatura de Temperatura Fusão (ºC)
Temperatura de Temperatura Ebulição (ºC)
Lítio
180,6
1 342
Sódio
97,7
892
Tendo em conta os dados tabelados, está correto armar que na temperatura de a) 900°C, a coesão entre os átomos de sódio é maior que entre os de lítio. b) 120°C, a distância entre os átomos de sódio é menor que nos de lítio. c) 150°C, os átomos de lítio têm mais mobilidade que os de sódio. d) 100°C, os átomos de sódio têm mais energia que os de lítio. *e) 1 350°C, os dois metais se encontram em estado gasoso. (IF/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: A Uma pessoa A está cozinhando um alimento em Fortaleza, cidade ao nível do mar. Já uma pessoa B está cozinhando o mesmo alimento em Guaramiranga, serra com altitude de 865 m. É correto armar-se que *a) o cozimento será mais rápido em Fortaleza, pois a pressão externa será maior, aumentando a temperatura da água no momento de ebulição. b) o cozimento será mais rápido em Guaramiranga, pois a pressão externa será maior, aumentando a temperatura da água no momento de ebulição. c) o cozimento será mais rápido em Fortaleza, pois a pressão externa será menor, aumentando a temperatura da água no momento de ebulição. d) o cozimento será mais rápido em Guaramiranga, pois a pressão externa será menor, aumentando a temperatura da água no momento de ebulição. e) não haverá diferença, pois em ambos os casos trata-se de cozimento realizado em água, assim a temperatura durante a ebulição será a mesma. (VUNESP/UNINOVE-2018.) - ALTERNATIVA: D O derretimento do gelo das calotas polares é um dos problemas provocados pelo aquecimento global. Suponha que o gelo polar se encontre a –4,0 ºC e se funda a 0 ºC. Considerando o calor especíespecíco do gelo 0,50 cal/(g·ºC) e o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, a máxima massa de gelo polar que pode ser derretida com uma quantidade de calor igual a 3,28×105 cal é a) 2,1 kg. *d) 4,0 kg. b) 0,8 kg. e) 8,2 kg. c) 1,0 kg. (UFU/MG-2018.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um copo de vidro, contendo em seu interior 100 g de água e 100 g de gelo, encontra-se sobre uma fonte de calor, inicialmente inicialmente desligada. Em um dado instante, a fonte de calor é ligada e fornece calor ao sistema água-gelo-copo a uma taxa constante de 20 cal/s. Considere que a pressão atmosférica é equivalente a 1 atm, que o sistema água-gelo-copo encontra-se inicialmente em equilíbrio térmico, e despreze as demais interações do sistema com o ambiente. Dados Calor especíco da água = 1 cal/gºC Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g Capacidade térmica do copo de vidro = 5 cal/ºC Com base nos dados e nas informações acima, responda. a) É possível saber em qual temperatura o sistema água-gelo-copo se encontrava antes de a fonte de calor ser ligada? Justique a sua resposta. b) Qual o tempo gasto para que o sistema água-gelo-copo atinja a temperatura de 40 ºC? RESPOSTA UFU/MG-2018.2: a) O sistema se encontra em equilíbrio térmico, apresentando a coexistência de duas fases: gelo-água líquida. Essa coexistência, à pressão de 1 atm, ocorre em uma única temperatura, cujo valor é 0 ºC (zero grau Celsius). b) Δt = 810 s = 13,5 min [email protected]
(PUC/GO-2018.2) - ALTERNATIVA: D No Texto Texto 7, Alice arma à sua interlocutora Barbie que não lhe ofeoferecerá um jantar para “não estragar sua cinturinha tão incrível”. Considere a temperatura normal do corpo humano igual a 37 ºC. Se uma pessoa ingerir 400 g de gelo a 0 ºC, supondo-se que sua temperatura corporal não sofra alterações durante o processo, quantas calorias ela perderá até que essa quantidade de gelo derreta e atinja o equilíbrio térmico com seu corpo? Assinale a resposta resposta correta: Dados: calor latente de fusão do gelo, 80 cal/g; calor especíco da água, 1,0 cal/g ºC. a) 14,8 cal. b) 32 cal. c) 11,84 kcal. *d) 46,8 kcal. (VUNESP-UEFS/BA-2018.2) - ALTERNATIVA: A A gura representa a experiência de Joseph Black que, em 1760, observou que diferentes substâncias apresentam diferenças ao armazenar energia térmica. Nessa demonstração, duas esferas de mesma massa, uma de cobre e uma de alumínio, são colocadas em água fervente até entrar em equilíbrio térmico com ela. Em seguida, as duas esferas são postas sobre um grande bloco de gelo a 0 ºC, no nível do mar, onde afundam até parar. Nessas condições, obser va-se que a esfera de alumínio afunda mais do que a de cobre, pois derrete maior quantidade de gelo.
(http://reexoesnoensino.bl (http://reexo esnoensino.blogspot.com.br ogspot.com.br.. Adaptado.)
A partir dessa dessa demonstração experimental, conclui-se conclui-se que *a) a esfera de alumínio afunda mais do que a de cobre porque o alumínio apresenta calor especíco maior do que o cobre. b) a esfera de alumínio afunda mais porque apresenta menor capacidade térmica do que a de cobre. c) a esfera de alumínio afunda mais do que a de cobre porque o alumínio é melhor condutor térmico do que o cobre. d) ambas as esferas apresentam capacidades térmicas diferentes, mas calores especícos iguais. e) massas iguais de alumínio e de cobre armazenam a mesma quantidade de energia térmica. (INATEL/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: D La Paz, na Bolívia, é a capital mais alta do mundo com uma altitude de 3700 3 700 metros. Considerando o diagrama de fases da água água representado pela gura abaixo, assinale a única alternativa correta:
a) A temperatura de ebulição da água em La Paz é maior do que 100 ºC. b) A pressão pressão atmosférica em La Paz é maior do que 1 atm. c) A temperatura temperatura de fusão do gelo em La Paz é menor do que 0 ºC. *d) A temperatura de ebulição da água em La Paz é menor do que 100 ºC. e) A pressão pressão atmosférica em La Paz é igual a 1 atm. 17
(IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: B O gráco traçado abaixo representa duas amostras em recipientes separados, sendo uma o etanol e a outra a acetona, e servirá como base para resolver a questão 36.
QUESTÃO 36 Qual armativa está correta? a) Ambos os compostos, após 60 minutos, encontram-se na forma de vapor. *b) Os dois patamares estão presentes em cada amostra, na fusão e ebulição. c) O etanol tem temperatura de fusão de 150 K e temperatura de ebulição de 325 K. d) O etanol representa uma mistura eutética e a acetona uma mistura azeotrópica. (UECE-2018.2) - ALTERNATIVA: D Em atividades esportivas, como os jogos de copa do mundo, o corpo do atleta tem sua temperatura aumentada e há produção de suor, que ao evaporar transfere calor do corpo para o vapor d’água na atmosfera. Nesse caso, há um processo termodinâmico em que a) a entropia do suor evaporado é reduzida. b) a entropia do suor evaporado é mantida constante. c) durante a evaporação do suor há sublimação. *d) o suor sofre uma mudança de estado.
[email protected]
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TERMOFÍSICA sistema termicamente isolado
(ACAFE/SC-2018.1) - ALTERNATIVA: A Em quase todos os hospitais e algumas residências é comum o uso de chuveiros misturadores de água quente e fria como na gura abaixo.
VESTIBULARES 2018.1 (UERJ-2018.1) - ALTERNATIVA: A Para explicar o princípio das trocas de calor, um professor realiza uma experiência, misturando em um recipiente térmico 300 g de água a 80 °C com 200 g de água a 10 °C. Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e para o meio externo, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura, em °C, é igual a: *a) 52 b) 45 c) 35 d) 28 (PUC/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: D O conteúdo de uma garrafa térmica tem 1/3 de seu volume preenchido com água à temperatura T0 , e 2/3 preenchido com água à temperatura T0 /2. A temperatura temperatura de equilíbrio, em função de T0 , é a) 2T0 /9 . b) T0 /3 . c) T0 /2 . *d) 2T0 /3 . e) T0. (PUC/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: E Em um calorímetro são colocados 100 g de gelo a 0°C e 200 g de água a 40°C. Calcule, em °C, a temperatura nal do sistema, supondo o calorímecalorímetro perfeitamente isolado. a) 40 Dados b) 20 c água = 1,00 cal/gºC c) 10 L gelo = 80 cal/g d) 5 *e) 0 (UECE-2018.1) - ALTERNATIVA: C Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, ambos isolados do ambiente, é correto armar que a) o corpo maior é o mais quente. b) o corpo menor é o mais quente. *c) não há troca de calor entre os corpos. d) o corpo maior cede calor para o corpo menor. (UFLA/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: B Um pedaço de latão com capacidade térmica de 1 cal/°C possui temperatura inicial de 100°C. O pedaço do latão é submerso em uma quantidade de água que possui capacidade térmica de 9 cal/°C e uma temperatura inicial de 20°C. Assumindo que todo o calor cedido pelo pedaço de latão é completamente absorvido pela água, a temperatura nal do sistema latão + água será: a) 10°C *b) 28°C c) 60°C d) 92°C (FEI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Uma massa de 300 g de uma liga metálica a 100 ºC foi adicionada a 450 g de água a 20 ºC em equilíbrio térmico com um calorímetro de capacidade térmica C = 50 cal/ºC. Após o equilíbrio térmico, vericou-se uma temperatura de equilíbrio de 25 ºC. Nestas condições, qual é o calor especíco da liga metálica? a) 0,08 cal/gºC *b) 0,11 cal/gºC c) 0,20 cal/gºC d) 0,15 cal/gºC e) 0,06 cal/gºC [email protected]
Suponha que a torneira quente forneça 50 gramas de água por segundo a temperatura de 50ºC e a torneira fria forneça 100 gramas de água por segundo a temperatura de 20ºC. Considere também que não há trocas de calor entre a água e o ambiente e as águas das duas torneiras se misturam rapidamente. A alternativa alternativa correta que mostra o gráco da temperatura T da água após a mistura em função do tempo t é: *a)
c)
b)
d)
(UPF/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: A Um professor de Física, ao nal de seu dia de trabalho, resolve prepre parar um banho e deseja que a sua água esteja exatamente a 38°C. Entretanto, ele se descuida e verica que a temperatura da água atingiu 42°C. Para solucionar o problema, o professor resolve adicionar água da torneira, que está a 18°C. Considerando que há, na banheira, 60 litros de água, e que haja trocas de calor apenas entre a água quente e a água fria, qual será o volume de água, em litros, que ele deverá acrescentar na banheira para atingir a temperatura desejada? *a) 12 d) 16 b) 20 e) 6 c) 18 (UCPel/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um calorímetro adiabático de capacidade térmica desprezível contém, sob pressão constante de 1 atm, 300,0 g de água a uma temperatura de 28,0°C. Uma amostra de gelo, cuja massa é igual a M 1 e a temperatura é igual a 0,0 °C, é introduzida no calorímetro e verica-se que o sistema atinge a temperatura de 10,0°C no equilíbrio térmico. Após, introduz-se uma nova amostra de gelo, de massa M2 e temperatura igual a 0,0°C, com o objetivo de fazer o sistema atingir o equilíbrio térmico em 0°C, sem restar nenhuma massa de gelo ao nal do processo. Considere os seguintes dados: Calor especíco do gelo = 0,5 cal/g.°C Calor especíco da água = 1,0 cal/g.°C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g De acordo com os dados acima, as massa M 1 e M2 valem a) M1 = 63,5 g e M2 = 37,5 g b) M1 = 63,5 g e M2 = 45,4 g c) M1 = 60,0 g e M2 = 37,5 g *d) M1 = 60,0 g e M2 = 45,0 g e) M1 = 67,5 g e M2 = 45,6 g 19
(UCB/DF-2018.1) - ALTERNATIVA: E Considere dois corpos, A e B, estão em contato térmico em um recipiente termicamente isolado. Verica-se que os corpos A e B estão em equilíbrio térmico.
(UNCISAL-2018.1) - ALTERNATIVA: D O gráco a seguir representa tanto a variação de temperatura sofrisofrida por uma certa quantidade de água quanto a variação de temperatura sofrida por uma certa quantidade de gelo ao serem misturados dentro de um calorímetro ideal, até atingirem o equilíbrio térmico.
O corpo B é então colocado em contato térmico com um corpo C, em um outro recipiente termicamente isolado. Verica-se Verica-se que B e C também estão em equilíbrio térmico, ou seja, A e C estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo B.
A respeito respeito do exposto, é correto correto armar que o(s) corpo(s) corpo(s) a) A e B possuem a mesma quantidade de calor. b) A e C possuem a mesma quantidade de calor. c) B transfere energia térmica de A para C. c) B está a uma temperatura maior que a de C. *e) A e C estão à mesma temperatura. (UVV/ES-2018.1) - ALTERNATIVA: D Os seres humanos são homeotérmicos por natureza, isto é, possuem a temperatura de seu organismo sempre constante, em torno de 37ºC, podendo ter pequenas variações nesse número (de 0,2ºC a 0,4ºC). Então, quando há uma queda muito drástica da temperatura corporal, é preciso car atento aos sintomas, uma vez que pode ser hipotermia, que é quando a temperatura central do corpo cai abaixo de 35ºC. É considerada como temperatura central a temperatura do coração, pulmão, encéfalo e órgãos esplâncnicos. Quando a hipotermia não é tratada rapidamente, pode haver algumas complicações, inclusive a morte. A doença pode ser classicada em três eta eta-pas: (1) A primeira etapa ocorre quando a temperatura corporal cai entre 1 e 2 graus. Nesse caso, a pessoa tem arrepios, a respiração ca mais rápida e as mãos dormentes, impedindo-a de fazer tarefas cotidianas. (2) Na segunda etapa, a temperatura corporal se reduz em 2 a 5 graus. Os arrepios são mais intensos, os movimentos cam mais lentos e as extremidades do corpo cam com um tom azulado. Apesar de estar consciente, a pessoa ca confusa. confusa. (3) Nessa última etapa, os arrepios cessam e surgem sinais de amnésia. O pulso cardíaco e a respiração diminuem, o que prejudica na atividade celular do indivíduo e acaba causando a morte clínica do paciente. Disponível em: https://consu https://consultaremedios.com.br ltaremedios.com.br.. Acesso em: 22/07/2017. 22/07/2017.
Considere que cientistas estão realizando experimentos para entender melhor a hipotermia, e, para isso, irão utilizar um voluntário de 90,0 kg, que será colocado em uma banheira com 200 L de água e 10,0 kg de gelo, ambos à 0,00 ºC. O calor especíco da água e o calor latente de fusão da água são, respectivamente, 4190 J/kg.K, e 333 kJ/kg. O calor especíco do corpo humano é de aproximada aproximada-mente 3500 J/kg.K. A densidade da água é de 1000 kg/m3. Considere o sistema termicamente isolado, mas que um calor adicional negativo de Q = –3,0.107 J seja acrescentado nesse sistema, representado a energia das células do corpo humano que tr abalham para não deixar que a temperatura se distancie dos 37,0 °C. Sendo assim, a temperatura nal do voluntário é de, aproximadamente, a) 7°C, que consiste na última etapa da hipotermia. b) 15°C, que consiste na última etapa da hipotermia. c) 20°C, que consiste na última etapa da hipotermia. *d) 32°C, que consiste na segunda etapa da hipotermia. e) 37°C, já que energia adicional foi suciente para evitar a hipoter mia. [email protected]
Sabendo que o calor especíco da água é 1,0 cal/g.ºC, que o calor especíco do gelo é 0,5 cal/g.ºC e que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, é correto armar que a massa de gelo remanescente foi de a) 0 g. b) 50 g. c) 100 g. *d) 150 g. e) 200 g. (UFJF/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: D Em um laboratório de física é encontrado um frasco opaco contendo 100 g de um líquido desconhecido, armazenado na geladeira do laboratório a uma temperatura de 6 graus Celsius. Um estudante deseja identicar o líquido sem abrir o frasco, usando um caloríme caloríme-tro ideal. No calorímetro, o estudante insere 100 ml de água pura, a 20 graus Celsius, e em seguida insere o frasco contendo o líquido. Após certo tempo, o frasco com o líquido desconhecido entra em equilíbrio térmico com a água, que passa a ter uma temperatura de 16 graus Celsius. Vamos supor que não há trocas de calor do conteúdo do calorímetro com o ambiente, e que a massa do frasco seja desprezível. O calor especíco da água é de aproximadamente 4,2 J.g – 1.K – 1 e sua densidade é 1,0 g/ml. A tabela abaixo tem a informação do calor especíco de uma variedade de líquidos. Substância
Calor específco
(J.g – 1.K – 1)
Tolueno
1,59
Azeite
1,68
Acetona
2,13
Glicerina
2,43
Parana
3,26
Qual deles deve ser o líquido desconhecido? a) Parana. *d) Azeite. b) Glicerina. e) Tolueno. c) Acetona. (UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 09 (01+08) Um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível, à pressão de uma atmosfera contém 110 g de água a uma temperatura de 60 ºC. São acrescentados 10 g de água a uma temperatura de 0 ºC e deixado o sistema entrar em equilíbrio térmico. Desprezando trocas de calor entre o líquido e o meio ambiente, assinale o que for correto. Considere o calor especíco da água = 1 cal/g.ºC e 1 cal = 4 J. 01) A quantidade de calor fornecida pela massa de água de 110 g é 2200 J. 02) A temperatura de equilíbrio do sistema é, aproximadamente, 50,5 ºC. 04) A quantidade quantidade de calor recebida pela massa de 10 g é um décimo da quantidade de calor fornecida pela massa de 110 g. 08) Ocorre uma transferência de calor entre as duas massas de água devido à diferença de temperatura entre elas. 20
(UEL/PR-2018.1) - RESPOSTA RESPOSTA:: a) | Q| = 80 kcal b) m = 1 kg Messias está preparando um almoço e deseja gelar 10 latas da sua bebida preferida. Ele então as coloca dentro de uma caixa com isolamento térmico perfeito e sobre elas despeja gelo que está a uma temperatura de 0 ºC. Considerando que as trocas de calor se dão, única e exclusivamente, entre o gelo e as latas, pode-se armar que o módulo do calor perdido pelas latas é igual ao módulo do calor recebido pelo gelo. Sabendo que a temperatura inicial das latas é de 20 ºC, que a capacidade térmica de cada lata é de 400 cal/ºC e que o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g, responda aos itens a seguir seguir.. a) Determine a quantidade de calor extraído das latas até elas atingirem a temperatura de 0 ºC. Justique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na re re-solução deste item. b) Calcule a massa de gelo necessária para baixar a temperatura das latas para 0 ºC. Justique sua resposta, apresentando os cálculos envolvidos na re re-solução deste item. (CEFET/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: D Tem-se quatro blocos metálicos idênticos A, B,C e D cujas temperaturas são, respectivamente, 200°C, 180°C, 20°C e 50°C e dois blocos E e F, de mesmas dimensões sendo E feito de madeira e F de ferro, ambos a 20°C. São colocados em contato os pares de blocos: AB, CD e EF. EF. Desprezando-se as perdas de calor para o ambiente, analise as armativas abaixo: I.
(VUNESP-FAMERP/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, 300 g de água, inicialmente a 20 ºC, foram aquecidos. Após 2,0 minutos, quando a temperatura da água era 40 ºC, mais 300 g de água a 20 ºC foram adicionados ao recipiente. Considerando que não ocorreu perda de calor da água para o meio e que a fonte fornece calor a uma potência constante durante o processo, o tempo decorrido, após a adição da água, para que a temperatura da água atingisse 80 ºC foi de a) 5,0 min. b) 14,0 min. *c) 10,0 min. d) 15,0 min. e) 8,0 min. (UNIFESP-2018.1) - RESPOSTA: RESPOSTA: a) P = 800 W b) qeq = 35°C Para a preparação de um café, 1 L de água é aquecido de 25 ºC até 85 ºC em uma panela sobre a chama de um fogão que fornece calor a uma taxa constante. O gráco representa a temperatura (q) da água em função do tempo, considerando que todo o calor fornecido pela chama tenha sido absorvido pela água.
Antes do contato, contato, a quanti quantidade dade de de calor calor contida contida em A era era maior maior que a contida em C.
II. Anter Anterior ior à junção junção dos blocos blocos F, F, estava estava mais frio frio que o E. II. Depois Depois de atingido atingido o equilíbrio equilíbrio térmico térmico,, a quantidade quantidade de calor calor transferida entre A e B é menor que a transferida entre C e D. IV.. Após o contato, não ocorre transferência de calor entre E e F. IV F. São corretas apenas as armativas a) I e II. b) I e III. c) II e IV. *d) III e IV. (UNISINOS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: C Uma pessoa deseja fazer um chá, utilizando água a uma temperatura de 40°C. Inicialmente, colocou uma massa M de água numa chaleira para aquecê-la. Porém, a pessoa acabou esquecendo a água no fogo, fazendo com que esta atingisse uma temperatura de 80°C. Para chegar, então, à temperatura desejada para a confecção de seu chá, a pessoa resolveu misturar uma massa m de água a 20°C àquela que estava a 80°C. Sabendo-se que as trocas de calor ocorrem somente entre as duas massas de água e que o calor especíco da água é 1,0 cal/g°C, a razão M/m entre as massas de água será igual a a) 1/8 b) 1/4 *c) 1/2 d) 2 e) 4
Após um certo período de tempo, foram misturados 200 200 mL de leite a 20 ºC a 100 mL do café preparado, agora a 80 ºC, em uma caneca de porcelana de capacidade térmica 100 cal/ºC, inicialmente a 20 ºC. Considerando os calores especícos da água, do café e do leite iguais a 1 cal/(g·ºC), as densidades da água, do café e do leite iguais a 1 kg/L, que 1 cal/s = 4 W e desprezando todas as perdas de calor para o ambiente, calcule: a) a potência, em W, da chama utilizada para aquecer a água para fazer o café. b) a temperatura, em ºC, em que o café com leite foi ingerido, supondo que o consumidor tenha aguardado que a caneca e seu conteúdo entrassem em equilíbrio térmico. (UNITAU/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Dois corpos, A e B, com capacidades térmicas diferentes, massas iguais e com temperaturas iniciais de 100 graus celsius e de 40 graus celsius, respectivamente, são colocados em contato térmico. Sabendo que a temperatura de equilíbrio térmico foi de 60 graus celsius, é CORRETO armar que a razão entre os calores especícos do corpo A pelo corpo B é de a) 2,0 *b) 0,5 c) 1,2 d) 2,1 e) 5,0
(UEPA-2018.1) - ALTERNATIVA: C Para preparar um café com leite em uma lanchonete, o atendente mistura em uma xícara de capacidade térmica desprezível 180 ml de leite, a uma temperatura inicial de 60°C, com uma quantidade V de café, a uma temperatura inicial de 90°C. Admitindo que tanto o café quanto o leite possam ser considerados como soluções homogênehomogêneas (com valores bem denidos de calor especíco), e desprezando as perdas de calor para o ambiente durante a homogeneização da mistura, a quantidade V de café que deve ser adicionada ao leite para obterse uma bebida à temperatura de 70°C será, em ml, igual a: Dados: calor calor especíco especíco do café = 0,9 cal/g.°C cal/g.°C calor especíco do leite = 0,8 cal/g.°C densidade do café = 1g/ml densidade do leite = 1g/ml a) 70 d) 85 b) 75 e) 90 *c) 80 [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 (UFU/MG-TRANSF.2018.2) - ALTERNATIVA: D Uma barra de metal, com massa de 25 g é aquecida até 100 ºC. Em seguida, essa barra é colocada dentro de um calorímetro de capacidade térmica de 50 cal/ºC, contendo 300 ml de água, ambos a 0 ºC. A temperatura temperatura de equilíbrio térmico térmico é de 20 ºC. Considerando Considerando que o sistema não troca calor com o meio externo e que o calor especíco da água é 1 cal/gºC, assinale a alternativa que apresenta o valor do calor especíco do metal. a) 2,5 cal/g ºC. b) 3,0 cal/g ºC. c) 1,0 cal/g ºC. *d) 3,5 cal/g ºC. OBS.: Não foi fornecido a massa especíca da água (1,0 g/ml). (SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D Ao misturarmos 300 g de água a 50°C com 200 g de água a 10°C, considerando o sistema isolado termicamente, obtém-se o seguinte valor para a temperatura de equilíbrio térmico: a) 31°C b) 32°C c) 33°C *d) 34°C
(UNICEUB/DF-2018.2) - ALTERNATIVA: B Um calorímetro ideal contém 500 g de água a 80 ºC. Adiciona-se no interior desse calorímetro um objeto de ferro com massa igual a 200 g e temperatura inicial de 600 ºC. Considere: • Temperatura de vaporização da água = 100 ºC; • Calor especíco da água = 1,0 cal/(g׺C); • Calor especíco do ferro = 0,1 cal/(g׺C); • Calor especíco do vapor de água = 0,5 cal/(g׺C); • Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g. Quando for estabelecido o equilíbrio térmico, além do objeto de ferro, haverá no interior do calorímetro uma massa de a) 500 g de água a 90 ºC. *b) 500 g de água a 100 ºC. c) 200 g de água e 300 g de vapor, ambos a 100 ºC. d) 500 g de vapor a 100 ºC. e) 500 g de vapor de água a 120 ºC.
(CEDERJ-2018.2) - ALTERNATIVA: A Considere que uma massa de água M A , inicialmente numa temperatura de 90°C, seja despejada em um recipiente isolante térmico contendo uma outra massa de água MB , a 10°C. Isolado termicamente do meio ambiente, o sistema composto pelos dois líquidos atinge, depois de um certo tempo, a temperatura de equilíbrio de 60°C.. | ΔU A | e |ΔUB | representam, respectivamente, os valores ab60°C solutos das variações de energia interna de cada uma das massas d’água nesse processo. As relações entre entre |ΔU | ΔU A | e |ΔUB | e entre as massas M A e MB são: *a) |ΔU A | = |ΔUB | e M A > MB b) |ΔU A | < |ΔUB | e M A > MB c) |ΔU A | < |ΔUB | e M A < MB d) |ΔU A | = |ΔUB | e M A < MB (USS/RJ-2018.2) - ALTERNATIVA: C Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 80 g de água à temperatura de 20°C. Introduz-se no calorímetro uma pedra de gelo de 20 g à temperatura de – 40°C. A tabela a seguir apresenta calor latente de fusão do gelo (L) e os calores especícos da água (ca ) e do gelo (cg ): L
80 cal/g
ca
1 cal/g°C
cg
0,5 cal/g°C
Alcançado o equilíbrio térmico a 0°C, a massa de água no interior do calorímetro, em gramas, será de: a) 85. b) 90. *c) 95. d) 100. (VUNESP-USCS/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D Uma dona de casa, residente em uma cidade litorânea, precisa de 6 litros de água a 40 ºC. Para consegui-los, mistura um volume V 1 de água que recolhe da torneira de sua cozinha, a 20 ºC, com um volume V2 de água fervente. Considerando que tenha havido troca de calor apenas entre as duas porções de água misturadas e desprezando perdas de calor para o ambiente, pode-se armar que os volumes V 1 e V2 são, respectivamente, a) 5,0 L e 1,0 L. b) 4,0 L e 2,0 L. c) 3,5 L e 2,5 L. *d) 4,5 L e 1,5 L. e) 3,0 L e 3,0 L. [email protected]
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TERMOFÍSICA transmissão de calor
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Uma forma de resfriar uma bebida aquecida é transferi-la, sucessivas vezes, de um copo para outro. Considere os copos a seguir.
VESTIBULARES 2018.1 (UNESP-2018.1) - ALTERNATIVA: D O gráco mostra o uxo térmico do ser humano em função da temtem peratura ambiente em um experimento no qual o metabolismo basal foi mantido constante. A linha azul representa o calor tr ocado com o meio por evaporação (E) e a linha vermelha, o calor trocado com o meio por radiação e convecção (RC).
Fonte: Disponível em: . Acesso em: 05 set. 2016.
A bebida esfriará mais depressa se forem utilizados copos fabricados no material a) I. d) IV. *b) II. e) V. c) III. (UNIFENAS/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: E Encontre o uxo de calor, levando em consideração que a espessura da parede seja de 20 centímetros, a variação de temperatura seja de 260°C, a área seja de 1 m 2 e que a condutibilidade térmica valha 2.10 –5 cal/(s.cm.°C).
(Eduardo A. C. Garcia. Biofísica, 1997. Adaptado.)
Sabendo que os valores positivos indicam calor recebido pelo corpo e os valores negativos indicam o calor perdido pelo corpo, concluise que: a) em temperaturas entre 36 ºC e 40 ºC, o corpo recebe mais calor do ambiente do que perde. b) à temperatura de 20 ºC, a perda de calor por evaporação é maior que por radiação e convecção. c) a maior perda de calor ocorre à temperatura de 32 ºC. *d) a perda de calor por evaporação se aproxima de zero para temperaturas inferiores a 20 ºC. e) à temperatura de 36 ºC, não há uxo de calor entre o corpo e o meio. (PUC/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: B Leia as informações a seguir. O fenômeno das ilhas de calor é mais vericado em ambientes ur banos, pois os diferentes padrões de reetividade (albedo) são altaaltamente dependentes dos materiais empregados na construção civil. Nota-se que, dependendo do albedo, mais radiação será absorvida e, por consequência, mais calor será emitido pela superfície. Esses padrões diferenciados de emissão de calor acabam determinando uma temperatura mais elevada no centro e, à medida que se afasta desse ponto em direção aos subúrbios, as temperaturas tendem a ser mais amenas. Albedo: número adimensional que indica a razão entre a quantidade
de luz reetida por uma superfície e a quantidade de luz incidente nela. BAPTISTA, Gustavo M. de M. Ilhas Urbanas de Calor. Scientic American Brasil Aula aberta. Ano Ano I. Nº 2. Duetto: São Paulo, 2010. p.25.
Dentre as propostas de intervenção no ambiente das cidades apresentadas a seguir, marque a que é efetiva para minimizar os efeitos das ilhas de calor. a) Minimizar as diferenças de altura entre os prédios e demais construções civis. *b) O plantio e manutenção de árvores nas regiões centrais das ci dades. c) A criação de sistema de escoamento e drenagem da água pluvial. d) A substituição substituição da pavimentação de concreto de calçadas e avenidas pelo asfalto. e) O uso de coberturas e telhados de baixa reexividade nas cons truções civis. [email protected]
http://www.decoracao.com/wp-content/uploads/2012/05/57ffgwddwfbkz4dbl8cysvghi.jpg
a) 30 cal/s. b) 25 cal/s. c) 10 cal/s.
d) 5 cal/s. *e) 2,6 cal/s.
(ACAFE/SC-2018.1) - ALTERNATIVA: C As altas temperaturas do verão fazem aumentar a procura por um aparelho de ar condicionado. Todavia, nem todos possuem condições de adquirir o equipamento, por causa do seu alto valor, e recor rem a resoluções alternativas. Uma delas é a construção de um ar condicionado caseiro. Esse ar condicionado em questão constitui-se de uma caixa de isopor, quatro coolers (ventiladores de PC) e gelo. A proposta apresenta um cooler (próximo à tampa da caixa) que joga o ar para dentro da caixa e três coolers (próximos à base da caixa) que jogam o ar para o ambiente. O gelo, dentro de sacos plásticos, ca sobre uma grade feita de palitos, centralizada no meio da caixa. Considere a pressão atmosférica de 1 atm, o gelo a 0 ºC e o ambiente inicialmente a 35 ºC. Com base no exposto, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras ou com F as falsas, e assinale a alternativa com a correta.. sequência correta ( ) O isopor é um bom condutor de calor, então, as paredes do interior da caixa de isopor devem ser revestidas de papel alu mínio para melhorar o funcionamento do ar condicionado. posição do cooler que joga o ar para dentro da caixa deve ser ( ) A posição próximo da base da caixa para que o ar condicionado seja mais eciente, pois o ar frio é menos denso que o ar quente.
( ) Se as paredes do interior da caixa de isopor forem revestidas de papel alumínio, o ar condicionado aumentará sua eciência.
( ) O ar que entra na caixa de isopor perde calor para o gelo e esfria, descendo para o fundo da caixa.
( ) O gelo ganha calor latente do ar que entra na caixa e começa a derreter.
a) F - V - V - F - F b) V - V - F - F - V *c) F - F - V - V - V d) V - F - F - V - F 23
(UFAL-2018.1) - ALTERNATIVA: B Considere as seguintes armativas, nas quais os fenômenos descridescri tos estão relacionados a um processo de condução térmica. I. A cobra cascavel é muito temida por seu poderoso veneno e seu perigo não cessa imediatamente depois da morte. Entre as narinas e os olhos da cascavel existem sensores de radiação térmica que podem causar um ato reexo de “bote” mesmo meia hora após a morte da cobra. II. Com o intuito de melhorar a circulação de ar, alguns edifícios da Inglaterra são projetados com as chamadas torres solares. Essas torres são feitas de vidro transparente no lado que ca voltado para o Sol durante o dia e possui um respiradouro que pode ser aberto ou fechado. A base dessa torre é ligada a todos os andares do edifício. Durante o dia, o Sol aquece o ar da torre que, por ser mais leve que o ar frio, sobe pela torre, saindo pelo respiradouro. Ao passar pelos andares, o ar quente gera uma zona de baixa pressão, sugando o ar das janelas abertas. Assim, Assim, se for bem projetada, a torre produz uma corrente de ar contínua que passa por todos os andares do prédio. III. Os besouros Melanophila conseguem detectar um incêndio de dimensões razoáveis mesmo a uma distância de até 12 km. Essa habilidade deve-se a dois órgãos formados por pequenos sensores de infravermelho em forma de botão que esses besouros possuem de cada lado do corpo. Assim, esses animais localizam localizam a região r egião do incêndio, para que as fêmeas botem seus ovos em cascas de árvores queimadas. Esse é o ambiente ideal para as larvas do besouro, pois a árvore queimada não mais libera qualquer substância química ou resina. IV.. Durante o dia, a exposição solar fornece igual energia à areia da IV praia e à água do mar. No entanto, como o calor especíco da areia é mais baixo do que o da água, a areia alcança uma temperatura maior. Dessa forma, o ar acima da praia, quente, torna-se menos denso do que o ar acima da água. O ar frio, mais denso, empurra o ar quente para cima devido ao Princípio de Arquimedes. Como resultado, temos uma brisa que sopra do oceano para o continente durante o dia. No período da noite temos o efeito inverso. Assinale a alternativa alternativa que relaciona relaciona corretamente o processo processo de condução térmica. a) I e IV – irradiação térmica; II e III – condução térmica. *b) I e III – irradiação térmica; II e IV – convecção térmica. c) I e IV – irradiação térmica; II e III – convecção térmica. d) I – irradiação térmica; II – condução térmica; III e IV – convecção térmica. e) I e III – irradiação térmica; II – condução térmica; IV – convecção térmica. (FUVEST/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Um fabricante de acessórios de montanhismo quer projetar um colchão de espuma apropriado para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. Considere que a taxa de transferência de calor ao solo por uma pessoa dormindo confortavelmente seja 90 kcal/hora e que a transferência de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusivamen exclusivamente te pelo mecanismo de condução térmica através da espuma do colchão. Nestas condições, o gráco representa a taxa de transferência de calor, em J/s, através da espuma do colchão, em função de sua espessura, em cm.
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D Nas lâmpadas de lamento ou incandescentes, nota-se que, pouco depois de acendê-las, o bulbo e o soquete se aquecem intensamente. Além disso, quando essas lâmpadas “queimam”, é comum observar o escurecimento de sua parte superior . Isso se deve ao fato de que, internamente, esses dispositivos estão preenchidos com gases como o argônio, ou xenônio, para evitar a oxidação do lamento. As partes destacadas dessas lâmpadas, na ordem em que aparecem no texto, se aquecem, respectivamente, por a) convecção, condução e irradiação. b) condução, irradiação e convecção. c) convecção, irradiação e condução. *d) irradiação, condução e convecção. e) irradiação, convecção e condução. (UEM/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: E Considere o texto a seguir: “No ciclo da água ocorrem mudanças de estado. A água no estado líquido, quando sofre um aquecimento ou uma ação do vento, ___________. A evaporação evaporação é a passagem lenta lenta de um líquido líquido para vapor, isto é, uma vaporização lenta. Ela ocorre a diversas temperaturas, mas sempre ___________ do ambiente. O vapor d’água, que é menos denso que o ar, ___________, cando sujeito sujeito a novas condições de pressão e de temperatura”. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de palavras que preenchem as lacunas do texto apresentado. a) sobe, por convecção – cede calor – condensa b) condensa – retira calor – evapora c) sobe, por convecção – retira calor – evapora d) condensa – cede calor – sobe, por convecção *e) evapora – retira calor – sobe, por convecção (UNIRG/TO-2018.1) - ALTERNATIVA: D O calor pode ser transferido de um local ou de um objeto para outro por meio de três processos: condução, convecção e radiação. A respeito do fenômeno de trocas de calor, analise as armativas a seguir: I – Quando dois corpos sólidos de tamanho, massa e temperatura diferentes entram em contato, a energia térmica é transferida, por condução, do objeto de massa maior para o objeto de massa menor. II – A energia transferida do Sol para a Terra se dá pelo processo de propagação por convecção térmica, através de ondas eletromagnéticas. III – Em um planeta hipotético em que não haja uidos, as transfe rências de calor só podem ocorrer pelos processos de condução e radiação. IV – Residências equipadas com janelas duplas (duas placas de vidro separadas por um espaço com gás argônio) podem contribuir para o conforto térmico do local, uma vez que esse gás diculta a propagação do calor por condução. Em relação às proposições analisadas, assinale a única alternativa cujos itens estão todos corretos: a) I e II. b) I e III. c) II e III. *d) III e IV. (FMABC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: C A expressão do uxo de calor calor em função do tempo , ao longo longo de uma barra homogênea de comprimento L e área de secção A é:
F = K.A. Δq L
Considerando 1 cal = 4 J, a menor espessura do colchão, em cm, para que a pessoa durma confortavelmente é a) 1,0. d) 2,8. *b) 1,5. e) 3,9. c) 2,2. [email protected]
Considerando-se como grandezas fundamentais força (F), comprimento (L), tempo (T) e temperatura (q), a equação dimensional de K é: a) [K] = F0 L0 T q−2 b) [K] = F2 L−1 T 0 q *c) [K] = F L0 T −1 q−1 d) [K] = F L−1 T0 q−1 e) [K] = F−1 L T−1 q2 24
(UFU-ESTES/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: C Atualmente, é muito comum ver painéis de aquecedores solares sobre o telhado de algumas residências. Esses aquecedores são constituídos de uma ou mais placas coletoras e um recipiente que serve como um reservatório de água quente, que ca localizado em uma posição superior às placas. A água circula em nos tubos meme tálicos no interior das placas. Estas, por sua vez, possuem a face, que é voltada para o sol, coberta por vidro transparente, e sua parte interna apresenta tons enegrecidos. A gura mostra o esquema de um desses aquecedores.
Considere as seguintes armativas sobre o funcionamento dos aquecedores solares. I. A circulação de água no interior dos aparelhos se dá por meio de correntes de convecção. II. A transferência de energia para a água na placa coletora se faz por meio do processo de irradiação. III. O vidro, que ca na face da placa voltada para o sol, diminui a perda de energia, pois diculta a saída da radiação emitida pela superfície enegrecida para o ambiente. Marque a alternativa que apresente a(s) armativa(s) correta(s). a) II e III. *c) I e III. b) I. d) III. (UNICEUB/DF-2018.1) - ALTERNATIVA: A O ser humano, por ser homeotérmico, tem a capacidade de manter a temperatura corporal dentro de um certo intervalo, mesmo com as variações térmicas do meio ambiente que o cerca. O hipotálamo é o responsável pela regulação e pelo estabelecimen estabelecimento to desse equilíbrio térmico, que é alcançado pelo balanço entre a produção, perda e aquisição de calor. calor. Com a ajuda de neurônios receptores, a pele permite a troca de calor com o ambiente por meio da abertura dos poros e da ereção dos pelos.Podemos associar os processos de perda/ aquisição de calor aos mecanismos físicos de troca (de calor) por *a) irradiação, condução, convecção e evaporação. b) irradiação, condução e convecção. c) irradiação e convecção. d) condução e convecção. e) condução e evaporação. (UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) Em relação ao fenômeno de transmissão de calor por irradiação térmica, assinale o que for correto. 01) O processo de irradiação térmica efetua-se através de ondas eletromagnéticas,, predominantemente na faixa do infravermelho. eletromagnéticas 02) A absorção e a reexão são processos que se opõem, pois um bom absorvedor de energia radiante é um mau reetor para esse tipo de energia. 04) De acordo com a Lei de Kirchhoff, em uma dada temperatura, a emissividade emissivida de e a absorvidade de um dado corpo são iguais. 08) O poder emissivo do corpo negro é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. 16) Toda Toda substância a uma temperatura acima do zero absoluto emite energia radiante. [email protected]
(VUNESP-FMJ/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B O uxo de calor (F) através de uma parede condutora que separa Q, duas regiões, A e B, é denido pela relação F = Δt em que Q é a quantidade de calor que passa pela parede em um intervalo de tempo Δt. Segundo a Lei de Fourier, esse mesmo uxo é dado por k · S · (q A – qB) d em que S é a área da secção transversal da parede, d é a sua espessura, (q A – qB) é a diferença de temperatura entre um lado e o outro da parede e k é o coeciente de condutividade térmica do material dessa parede.
F =
No Sistema Internacional de Unidades, o coeciente de condutivida condutivida-de térmica pode ser expresso na unidade a) J·m·K·s –1 *b) J·m –1 · K –1 · s –1 c) J2 · m2 · K –1 · s –1 d) J2 · m –1 ·K·s –1 e) J –1 ·m·K·s2 (IFSUL/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: A Observe a reportagem:
Por que Los Angeles está pintando o asfalto da cidade de cinza claro Tinta especial criada para esconder aviões de satélites espiões rere ete o sol e refresca asfalto, ajudando moradores a enfrentar ondas de calor.
Los Angeles é a primeira cidade a testar a ecácia da pavimentação fresca (Foto: Prefeitura de Los Angeles)
Os ventiladores de teto e os aparelhos de ar-condicionado conseguiram apenas aliviar os efeitos da sufocante onda de calor que atingiu o sul da Califórnia recentemente. Foram dias em que a maioria dos moradores de Los Angeles dese jaram morar em em um dos bairros que há algumas semanas testa testa uma nova ideia para combater as altas temperaturas. Trata-se do CoolSeal (“selo fresco”, em tradução livre), uma espécie de pintura de cor cinza claro que “refresca” o asfalto e que foi criada para combater o chamado fenômeno da “ilha de calor” urbana. Fonte: BBC BRASIL. (29 de SETEMBRO de 2017). G1. Acesso em: 29 set. 2017, disponível em G1 NATUREZ NATUREZA: A: html>
Sobre o fenômeno “ilhas de calor” urbanas, é correto armar: 25
*a) É um fenômeno climático, caracterizado pelo aumento da temperatura média nas áreas intensamente urbanizadas. Está associado à elevada concentração de poluentes na atmosfera, à impermeabilização do solo, à presença intensa de asfalto e concreto e à diminuição das áreas verdes. b) É um fenômeno formado pela mistura de substâncias químicas, originadas principalmente da queima de combustíveis fósseis com o vapor de água na atmosfera. Quando ocorre a precipitação, o fenômeno polui as águas, corrói edicações e monumentos e afeta a vegetação. c) É uma condição meteorológica que ocorre quando uma camada de ar quente se sobrepõe a uma camada de ar frio, impedindo o movimento da camada de ar ascendente. d) O fenômeno é caracterizado pelo aumento da temperatura média do planeta, em função do aumento da emissão de gases poluentes na atmosfera, derivados da queima de combustíveis fósseis, e o desmatamento das orestas. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) Assinale a(s) alternativa(s) alternativa(s) correta(s). 01) O valor de calor especíco de uma determinada substância quíquímica é sempre constante e não depende do estado de agregação da matéria. 02) Corpos de mesmo material e sujeitos às mesmas condições ter modinâmicas, mas de massas diferentes, possuem calor especíco diferentes. 04) A capacidade capacidade térmica de um corpo depende de sua composição química e de sua massa. 08) O ferro possui maior condutividade térmica do que a água, no entanto a água possui maior calor especíco do que o ferro. 16) O calor pode ser transmitido entre dois corpos separados por vácuo por meio de radiação térmica.
VESTIBULARES 2018.2 (UNIFOR/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: A Para participar de uma feira de ciências, um grupo de alunos desenvolveu um novo material metálico e passou a fazer alguns ensaios tais como: de condução de calor, de tração, de compressão, de torção e de cisalhamento. Primeiro um corpo de prova feito com o material a ser analisado era aquecido até 100 °C, a partir desse instante ele deixava de ser aquecido e iniciavam-se os testes com o objeto até que a temperatura deste atingisse a temperatura ambiente do laboratório em que os testes estavam sendo realizados. Um dos membros do grupo cou responsável por analisar o quão rápirápido o objeto resfriava. Ele fazia medição da temperatura do objeto a cada cinco minutos. Em seu relatório nal constava que: inicialmente o objeto perdia calor rapidamente; depois de um tempo, a perda de calor se dava de modo bem lento até que atingia a temperatura do laboratório. O gráco que melhor representa o relatório é *a)
d)
b)
e)
c)
(UNIFENAS/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: A Para que uma família possa sobreviver às baixas temperaturas, é necessário que as casas tenham isolamento térmico adequado. Considerando a espessura da parede de 10 centímetros, a área de exposição aos intemperes igual a 10 metros quadrados, a diferença de temperaturas entre o interior e o exterior sendo de 90°F e o coeciente de condutibilidade igual a 10 – 4 W/(m°C), obtenha o uxo térmico.
https://www.google.com.br/search?q=fotos+de+chalés+alpinos&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa
*a) 0,50 W. b) 5,00 W. c) 15,00 W. [email protected]
d) 25,00 W. e) 50,00 W. 26
(ETEC/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: B O fogão à lenha possibilita que restos de madeira e de cortes de árvores possam ser utilizados para cozinhar alimentos.
(UNIFENAS/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: E A seguir seguir é mostrada uma fotograa fotograa de uma sala com com uma lareira.
https://www.google.com.br/sea https://www.g oogle.com.br/search?q=foto+de+la rch?q=foto+de+lareiras&tbm... reiras&tbm...
Acesso >Acesso em: 21.04.2018 21.04.2018..
O calor gerado pela queima da lenha é levado para o interior do fogão em direção a uma chapa de metal devido à __________. Se um I bule descansa sobre a chapa aquecida pelo fogo, sem que receba diretamente a chama da lenha em combustão, o calor é transferido a ele por __________ . Objetos deixados à frente da boca do fogão, II como, por exemplo, a própria lenha que será utilizada futuramente como combustível, aquecem-se devido à __________. III As palavras que preenchem, correta e respectivamente, respectivamente, as lacunas estão indicadas na alternativa. I
II
III
a)
condução
convecção
irradiação
*b)
convecção
condução
irradiação
c)
convecção
irradiação
condução
d)
irradiação
condução
convecção
e)
irradiação
convecção
condução
Caso você esteja diante da lareira, a uma distância de 3 metros, qual das alternativas abaixo melhor explica o aquecimento do seu corpo? a) Condução e radiação. b) Convecção e condução. c) Convecção. d) Condução. *e) Radiação (SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: B Dene-se calor como a energia que ui entre dois corpos que se encontram em diferentes temperaturas, transferindo-se sempre do corpo quente para o corpo frio. Tendo Tendo em conta essa denição, obobserve as situações a seguir.
(IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: A Com relação à física térmica, analise as armações abaixo: I. II.
Deixar a porta da geladeira aberta é uma forma eciente de a pessoa resfriar o ambiente no qual se encontra. Molharr uma garra Molha garrafa fa antes antes de colocá colocá-la -la no no resfriad resfriador or aceacelera o resfriamento do líquido em seu interior.
III. Para aparelho aparelhoss de ar condicio condicionado nado do tipo tipo “split”, “split”, é indifeindiferente, entre o verão e o inverno, a sua posição vertical na parede interna do ambiente. Está(ão) correta(s) a(s) armativa(s) *a) II, apenas. b) I e III, apenas. c) II e III, apenas. d) I, II e III. (UNIRG/TO-2018.2) - ALTERNATIVA: B Com a nalidade de manter a temperatura corporal, vários esportisesportistas utilizam roupa térmica (também conhecida como segunda pele). Essa roupa é composta de um material capaz de conservar o corpo da pessoa aquecido em dias frios e ainda refrescar em dias quentes. A roupa térmica pode realizar realizar tudo isso por que é um: a) isolante térmico, uma vez que a peça reete as ondas eletromageletromagnéticas do Sol, dicultando a propagação por radiação térmica; *b) isolante térmico, ou seja, diculta as trocas de calor por conducondu ção do meio externo para o corpo da pessoa e vice-versa; c) condutor de temperatura, pois possibilita os choques moleculares entre a malha e o corpo da pessoa; d) condutor de temperatura, pois facilita as trocas de ar por convecção.
Fonte: adaptado de: Disponível em: . 18/image18/18_ 05_01.gif>. Acesso em: 06 out. 2016.
Nessas situações, as lacunas I, II e III completam-se, correta e resrespectivamente, com a) pela radiação infravermelha; de partícula para partícula; pela circulação de um uido. *b) pela circulação de um uido; de partícula para partícula; pela radiação infravermelha. c) de partícula para partícula; pela circulação de um uido; pela ra diação infravermelha. d) de partícula para partícula; pela radiação infravermelha; pela circulação de um uido. e) pela circulação de um uido; pela radiação infravermelha; de par tícula para partícula.
(UECE-2018.2) - ALTERNATIVA: D Em atividades esportivas, como os jogos de copa do mundo, o corpo do atleta tem sua temperatura aumentada e há produção de suor, que ao evaporar transfere calor do corpo para o vapor d’água na atmosfera. Nesse caso, há um processo termodinâmico em que a) a entropia do suor evaporado é reduzida. b) a entropia do suor evaporado é mantida constante. c) durante a evaporação do suor há sublimação. *d) o suor sofre uma mudança de estado. [email protected]
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TERMOFÍSICA dilatação térmica VESTIBULARES 2018.1 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS (UNICENTRO/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: B Uma barra metálica apresenta, a 20 ºC comprimento de 50 metros; o metal que constitui a barra apresenta coeciente de dilatação linear médio igual a 25·10 –6 ºC –1. Quando a barra é aquecida a 40 ºC a dilatação relativa, expressa em porcentagem, vale: a) 0,025% *b) 0,050% c) 0,150% d) 0,500% (UNIGRANRIO/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: D Em um laboratório, os alunos coletam dados da dilatação de uma barra de material desconhecido. Ao nal, apresentam o gráco do comprimento L em função da temperatura T.
(UFVJM/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um colecionador de moedas, ao viajar para um país frio compra duas moedas com as mesmas dimensões, porém, de materiais difediferentes. Ele observa que a moeda A ca maior que a moeda B quando viaja para um país mais quente que o país de origem das moedas. ASSINALE a alternativa que justica, justica, CORRETAMENTE, CORRETAMENTE, o aumento nas dimensões de uma das moedas. a) O calor especíco da moeda A é maior que o coeciente de diladila tação térmica da moeda B. b) O calor latente de fusão da moeda A é maior que o coeciente de dilatação térmica da moeda B. c) O coeciente de condução térmica da moeda A é maior que o coeciente de dilatação térmica da moeda B. *d) O coeciente de dilatação térmica da moeda A é maior que o coeciente de dilatação térmica da moeda B. (UECE-2018.1) - ALTERNATIVA: D Seja um anel metálico construído com um o muito no. O material tem coeciente de dilatação linear α e sofre uma variação de temperatura ΔT. A razão entre o comprimento da circunferência após o aquecimento e o comprimento inicial é a) αΔ T. b) 1/ (1 + αΔ T). c) 1/ αΔ T. *d) 1 + αΔ T. (UFRGS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Uma barra metálica de 1 m de comprimento é submetida a um processo de, aquecimento e sofre uma variação de temperatura. O gráco abaixo representa a variação Δ l, em mm, no comprimento da barra, em função da variação de temperatura ΔT, em °C.
Analise o gráco e marque marque a opção que indica corretamente o coe coe-ciente de dilatação linear do material que constitui a barra. a) 0,2×10 –5 °C –1 b) 0,5×10 –5 °C –1 c) 1,0×10 –5 °C –1 *d) 2,0×10 –5 °C –1 e) 20,0×10 –5 °C –1 (UFLA/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: B Um engenheiro, ao projetar a construção de uma ponte, necessita denir a largura das juntas de dilatação, que são espaços deixados entre as lajes de concreto para que elas possam dilatar e contrair sob efeito de alterações climáticas, sem danicar sua estrutura. SaSa bendo que a variação do comprimento de cada laje é diretamente proporcional ao seu comprimento inicial, à variação de temperatura e ao coeciente de dilatação térmica linear, o engenheiro decide criar juntas de dilatação de 1 cm de largura. Sabendo, ainda, que cada laje possui 20 m de comprimento e coeciente de dilatação linear de 10×10 –6 1/K, a variação máxima de temperatura que essa ponte suportará será: a) 20°C *b) 50°C c) 150°C d) 100°C (UEG/GO-2018.1) - ALTERNATIVA: B Uma chapa quadrada de chumbo é aquecida em 50°C. Nessa temperatura sua dilatação supercial é de 0,54 cm2. Sabendo-se que seu coeciente de dilatação supercial vale 27×10 –6 °C –1, as dimensões da chapa antes do aquecimento, em cm, eram a) 10 x 10 *b) 20 x 20 c) 30 x 30 d) 40 x 40 e) 50 x 50 [email protected]
Qual é o valor do coeciente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades 10 – 6/°C? a) 0,2. b) 2,0. c) 5,0. *d) 20. e) 50. (VUNESP-UEFS/BA-2018.1) - ALTERNATIVA: C A gura representa duas barras metálicas, A e B, de espessura e largura desprezíveis, que apresentam, à temperatura inicial q0 , comprimentos iniciais L0 e 2·L0 , respectivamente.
Quando essas barras sofreram uma mesma variação de temperatura Δq, devido à dilatação térmica, elas passaram a medir L A e LB. Sendo α A e αB os coecientes de dilatação térmica linear de A e B, se α A = 2·αB , então a) LB – L A < 0 d) LB – L A > L0 b) LB – L A = L A e) LB – L A < L0 *c) LB – L A = L0 28
(UNIMONTES/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: C As lâminas bimetálicas bimetálicas são utilizadas na fabricação fabricação de termostatos, dispositivos que abrem ou fecham um circuito elétrico quando uma determinada temperatura é atingida. Para acionar o circuito de um alarme contra incêndio, o termostato da gura a seguir foi utilizado.
Metal
Coeciente de dilatação linear (ºC – 1)
aço
1,2 × 10 – 5
cobre
1,7 × 10 – 5
chumbo
2,7 × 10 – 5
Nesse termostato, para que ocorra o fechamento do circuito, em uma temperatura relativamente alta, os metais 1 e 2 podem ser, respectivamente, a) aço e cobre ou aço e chumbo. b) aço e chumbo, apenas. *c) chumbo e aço ou chumbo e cobre. d) cobre e chumbo, apenas. (IFSUL/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um estudante mede o comprimento de uma haste de cobre com uma trena de aço a 20,0°C e encontra 95,0 cm. Suponha que, ao realizar nova medida, a haste de cobre e a trena estejam a uma temperatura de –15,0°C. Dados: Coeciente de dilatação supercial supercial do cobre: 34,0 ×10 –6 °C –1; Coeciente de dilatação volumétrica volumétrica do aço: 33,0 ×10 –6 °C –1. Considerando as condições e os dados informados no enunciado, o valor da medida encontrada pelo estudante será a) 0,9503 m. b) 0,9301 m. *c) 0,9497 m. d) 0,9603 m. (IFSUL/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um aparelho eletrônico mal desenhado tem dois parafusos presos a partes diferentes que quase se tocam em seu interior, como mostra a gura abaixo.
DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS (UERJ-2018.1) - RESPOSTA: gliq = 236×10 – 6 ºC – 1 Para uma análise física, um laboratório utiliza um sistema composto por um termômetro, um aquecedor, um recipiente com ladrão e outro recipiente menor acoplado a este. O primeiro recipiente é preenchido até a altura do ladrão com 400 cm 3 de um determinado líquido, conforme ilustrado abaixo.
O sistema, mantido em temperatura ambiente de 25 ºC, é então aquecido até 65 ºC. Como em geral os líquidos se dilatam mais que os sólidos, verica-se o extravasamento de parte do líquido, que ca armazenado no recipiente menor. Após o sistema voltar à temperatura inicial, o volume de líquido extravasado corresponde a 3,2 cm 3. Observe a ilustração:
Sabendo que o coeciente de dilatação volumétrica do material que constitui o recipiente é igual 36×10 – 6 ºC – 1, calcule o coeciente de dilatação do líquido. (SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E O aumento na energia térmica de um corpo ocasiona aumento no estado de agitação das partículas que o compõem. Essas partículas precisam de mais espaço e acabam se afastando umas das outras, aumentando o volume desse corpo. Esse fenômeno é conhecido como dilatação térmica. Fonte: adaptado de: Disponível em: . ml>. Acesso em: 10 set. 2016.
Dentro desse contexto, considere que, quando I. um pedaço de borracha é esticado, sua temperatura aumenta. II. um automóvel é deixado ao sol, se o tanque de combustível estiver cheio, haverá transbordamento. III. uma barra metálica é deixada próxima a uma lareira, observa-se aumento no comprimento. A dilatação dilatação térmica explica explica o que ocorre apenas apenas em a) I. b) II. c) I e II d) I e III. *e) II e III.
Os parafusos de aço e latão têm potenciais elétricos diferentes e, caso se toquem, haverá um curto-circuito, danicando o aparelho. O intervalo inicial entre as pontas dos parafusos é de 5 μ m a 27°C. Suponha que a distância entre as paredes do aparelho não seja afetada pela mudança na temperatura. Considere, para a resolução, os seguintes dados: α latão = 19×10 –6 °C –1 ; α aço = 11×10 –6 °C –1 ; 1 μ m = 10 –6 m. Nessas condições, a temperatura em que os parafusos se tocarão é de a) 34,0 °C. b) 32,0 °C. *c) 34,4 ºC. d) 7,4 ºC. [email protected]
(UNITINS/TO-2018.1) - ALTERNATIVA: E Um recipiente de alumínio com capacidade de 2 litros está cheio de glicerina até a sua borda a uma temperatura de 10°C. Se a temperatura for aumentada para 70°C, a quantidade de glicerina que irá derramar do recipiente será de aproximadamente: Dados: ● coeciente de dilatação da glicerina g = 5,1×10 – 4 °C – 1 ● coeciente de dilatação linear do alumínio α = 23×10 – 6 °C – 1 a) 0,053 ml b) 0,52 ml c) 52,92 l d) 0,52 l *e) 52,92 ml 29
(VUNESP/UNICID-2018.1) - ALTERNATIVA: A A gura mostra mostra um termômetro a álcool, álcool, cujo coeciente de dilatação dilatação volumétrica vale 1,2 × 10 –3 ºC –1.
(SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Um rebite (pino) de diâmetro d2 deverá ser encaixado em uma placa metálica com um orifício de diâmetro d 1, como mostra a gura a seguir.
Fonte: adaptado de: Disponível em: . Acesso em: 27 maio 2016.
(www.lojatudo.com.br. (www.lojatudo .com.br. Adaptado.)
Quando a temperatura desse termômetro varia de 0 ºC para 50 ºC, o álcool contido no seu interior sofre uma dilatação de 2,4 × 10 –2 cm3. A quantidade de álcool existente nesse termômetro à temperatura de 0 ºC é *a) 0,40 cm3. b) 1,05 cm3. c) 0,86 cm3. d) 1,20 cm3. e) 0,53 cm3. (UNICAMP/SP-2018.1) - RESPOST RESPOSTA: A: a) qág = 21ºC b) qcorpo = 37ºC Termômetros clínicos convencionais, de uso doméstico, normalmente baseiam-se na expansão térmica de uma coluna de mercúrio ou de álcool, ao qual se adiciona um corante. Com a expansão, o líquido ocupa uma parte maior de uma coluna graduada, na qual se lê a temperatura. a) O volume de álcool em um termômetro é V0 = 20 mm3 a 25ºC, e corresponde à gura (a). Quando colocado em contato com água aquecida, o termômetro apresenta a leitura mostrada na gura (b). A escala está em mimi límetros, a área da secção reta da coluna é A = 5,0 5,0×10 ×10 – 2 mm2. O aumento do volume, ΔV, produzido pelo acréscimo de temperatura ΔT, é dado por ΔV = g V0 ΔT. Se para o álcool g = 1,25×10 – 3 ºC – 1, qual é a temperatura T da água aquecida? b) Os termômetros de infravermelho realizam a medida da temperatura em poucos segundos, facilitando seu uso em crianças. Seu funcionamento baseia-se na coleta da radiação infravermelha emitida por parte do corpo do paciente. A potência líquida radiada por unidade de área do corpo humano é dada por F = 4σ T03 ΔT ΔT,, sendo σ ~ 6×10 – 8 W/m 2K4 a constante de Stefan-Boltzmann, T0 = 300 300 K a temperatura ambiente e ΔT = Tcorpo – T0 a diferença entre a temperatura do corpo, que deve ser medida, e a temperatura ambiente. Sabendo que em certa medida de temperatura F = 64,8 W/m2, encontre a temperatura do paciente em ºC. Lembre-se que q (ºC) ~ T(K) – 273.
A m de realizar a tarefa, mas sem danicar esses esses objetos, deve-se deve-se a) aquecer o pino. *b) aquecer a placa. c) resfriar a placa. d) aquecer as duas peças. e) resfriar as duas peças. (SENAI/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E As moedas de R$ 1,00 são confeccionadas a partir de dois metais diferentes: o aro externo é feito de aço inoxidável e o miolo, de aço comum. Quando aquecemos uma dessas moedas, suas duas partes se dilatam de modo diferente e acabam se soltando. Nesse momento, a razão entre a variação total da área do buraco interno do aro e a variação total da área do miolo é de, aproximadamente, Dados: Coeciente de dilatação supercial do aço comum = 28 ×10 – 6 °C – 1; Coeciente de dilatação supercial do aço inoxidável =28 ×10 – 6 °C – 1.
Fonte: Disponível em: . Acesso em: 15 mar. 2013.
a) 0,10. b) 0,28. c) 0,38. d) 0,66. *e) 1,36.
DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DA ÁGUA (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Em países de inverno rigoroso, os lagos e os rios congelam-se na superfície, e a água de máxima densidade, isto é, a 4ºC, encontra-se no fundo. Esse fato é de fundamental importância para a preservação da fauna e da ora locais. Considerando que a entalpia de fusão da água é de 7,3 kJ/mol e usando conceitos físico-químicos, assinale o que for correto. 01) A água entre 0ºC e 4ºC apresenta coeciente de dilatação voluvolumétrica negativo. 02) Na escala absoluta (Kelvin), a água, a aproximadamente 277K, está com densidade máxima. 04) Rios e lagos descongelam mais facilmente devido ao baixo calor especíco da água. 08) 36,5 kJ de calor seriam sucientes para fundir 5 mols de água. 16) Em lagos de água salgada a água não congela a 0ºC. [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS (PUC/PR-2018.2) - ALTERNATIVA: B Um cubo maciço, feito de latão, possui massa 20 g e tem seu volume aumentado em 0,30% quando absorve certa quantidade de calor. Sendo o coeciente de dilatação linear do latão e seu calor especíco iguais a α latão = 20×10 –6 °C –1 e c latão = 0,092 cal/g∙°C, respectivamente,, a quantidade de calor absorvida pelo cubo foi de respectivamente a) 46 cal. *b) 92 cal. c) 124 cal. d) 156 cal. e) 276 cal. (INATEL/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: C Numa linha de montagem, uma barra metálica deve ter seu comprimento dilatado 0,2% do tamanho inicial. Considerando o coeciente de dilatação deste metal de 20×10 – 6 ºC –1, assinale a alternativa que mais se aproxima da variação de temperatura necessária para tal dilatação: a) 4 ºC b) 40 ºC *c) 100 ºC d) 220 ºC e) 400 ºC (UEPG/PR-2018.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Uma barra retangular de cobre, a uma temperatura de 20 °C, possui 10 cm de comprimento e uma área de seção reta igual a 1 cm 2. São fornecidas 810 calorias à barra, por uma fonte externa, em um intervalo de 10 s. Sabendo que a massa da barra é 90 g, assinale o que for correto. Considere 1 cal = 4 J e para o cobre: • Calor especíco = 0,090 cal/g·°C • Coeciente de dilatação linear = 17×10−6 °C−1 • Resistividade a 20 °C = 1,72×10 −8 Ω.m 01) O comprimento máximo da barra após o aquecimento é 10,017 cm. 02) Devido ao aquecimento, a massa especíca da barra diminui. 04) A resistência resistência elétrica da barra a 20 °C é 1,72×10−5 Ω. 08) A variação máxima da área da secção reta da barra, devido ao aquecimento, é 34×10−4 cm2. 16) A potência fornecida pela fonte externa é 81 W. (UNICEUB/DF-2018.2) - ALTERNATIVA: E Na Ásia existem várias linhas férreas com até 1000 km de extensão, algumas chegando a ter muito mais, como a Transiberiana.
(UNIGRANRIO/RJ-2018.2) - ALTERNATIVA: C Em uma aula no laboratório, um professor resolve fazer uma experiência de dilatação térmica aquecendo uma esfera de aço. No início da experiência, o raio da esfera é de 10 cm. Determine, aproximadamente, a variação de volume após a esfera ser aquecida de 20°C até 80°C. Dados: p = 3,14; αaço = 1,2.10 –5 °C –1; Vesfera = (4/3) p r 3. a) 3 cm3 d) 12 cm3 b) 6 cm3 e) 24 cm3 3 *c) 9 cm (FPS/PE-2018.2) - ALTERNATIVA: A Um disco de cobre de 10 g, inicialmente a 100 ºC, recebe 45 calorias de calor de uma fonte térmica. Determine o aumento percentual de sua área. Dados: calor especíco do cobre = 0,09 cal/gºC; coeciencoecien te de expansão linear do cobre = 15×10 –6 /°C; aumento percentual = [(A − A0) /A0]×100%. *a) 0,15 % d) 0,11 % b) 0,13 % e) 0,12 % c) 0,17 % (IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: B Sobre os efeitos da transferência de calor, analise cada uma das armativas abaixo, indicando, nos parênteses, se é verdadeira (V) ou falsa (F). ( ) Uma barra barra de ouro ouro de 50 cm sofreu sofreu um aumento aumento de de temperatura de 30 . Sabendo que o coeciente de dilatação lilinear do ouro é , arma-se que essa barra passou a medir 50,02 cm depois do aquecimento. ( ) Um balde balde de capac capacidad idade e 20 litros litros e um um copo copo de capacid capacidade ade 200 ml são cheios de água à temperatura ambiente. Sabendo que o calor especíco da água é , arma-se que os dois sofrem o mesmo aquecimento se receberem a mesma quantidade de calor. ( ) A dilataç dilatação ão ocorre ocorre devido devido ao aumento aumento do númer número o de partícupartículas que compõem a substância. ( ) A sensaç sensação ão de frio ocasio ocasionada nada pela pela evaporação evaporação da água água sobre a pele deve-se à absorção de energia da pele pelo líquido. A sequência sequência correta, de cima cima para baixo, é a) V – V - F - F. c) V - V - V - F. *b) V - F - F - V. d) V - F - F - F. (IFF/RJ-2018.2) - RESPOT RESPOTA: A: ΔL = 0,512 mm A meta (gol) deve ter 2,44 m de altura e 7,32 m de largura, indepenindependentemente do formato das traves (que podem ser ovais, circulares ou quadradas). O círculo central tem como medida determinada 9,15 m de raio e a marca do pênalti deve car a 11,0 m da linha do gol. Disponível em: www.fa.com. Acesso em: 05 abr. 2018.
Em cidades como o Rio de Janeiro, as temperaturas podem variar durante um dia de verão de 22,0 ºC a 37,0 ºC. O aumento da altura da trave vertical, cujo coeciente de dilatação linear é α = 1,40×10 –5 ºC –1 após sofrer tal variação de temperatura, será de a) 0,0512 mm. d) 5,12 mm. b) 0,239 mm. e) 2,39 mm. c) 0,732 mm. DILATAÇÃO DO CORPO OCO As temperaturas nessa região podem variar de – 20 °C no inverno a até 30 °C no verão. Sendo o coeciente de dilatação linear do aço 1,1×10 –5 °C –1 e considerando o intervalo de temperatura dado, podemos armar que com a variação de comprimento que os trilhos sofrem na sua extensão total (de 1000 km) e considerando a informação dada na gura abaixo, teríamos o aumento do volume em um dos trilhos, em metros cúbicos, por volta de a) 0,4 m3. b) 0,8 m3. c) 1,6 m3. d) 2,4 m3. *e) 4,0 m3. [email protected]
(IF/PE-2018.2) - ALTERNATIVA: A Um dos meios de transporte de cargas mais popular de tempos atrás era conhecido como carro de bois. Suas rodas eram fabricadas de madeira e revestidas por um aro de ferro que garantia sustentabilidade e durabilidade. Considere uma dessas rodas de madeira com um diâmetro de 100 cm, tendo que ser revestida com um aro de ferro com diâmetro 5mm menor que o da roda a 15ºC. A qual temperatura, aproximadamente, devemos submeter o aro para que o mesmo caiba na roda? Dado: considere o coeciente de dilatação linear do ferro α = 12×10 – 6 °C –1. *a) 430°C d) 480°C b) 440°C e) 500°C c) 460°C 31
TERMOFÍSICA transformações gasosas VESTIBULARES 2018.1 (UERJ-2018.1) - ALTERNATIVA: B Quatro balões esféricos são preenchidos isotermicamente com igual número de mols de um gás ideal. A temperatura temperatura do gás é a mesma nos balões, que apresentam as seguintes medidas de raio: Balão
Raio
I
R
II
R /2
III
2R
IV
2R / 3
A pressão pressão do gás é maior no no balão de número: a) I *b) II c) III d) IV (IME/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um sistema fechado contendo um gás ideal no estado 1 sofre as transformações α e b, conforme indicado na gura abaixo.
Sabendo que a transformação α é isotérmica e b isobárica, indique o gráco que representa os estados do sistema. a)
b)
d)
e)
(UFAL-2018.1) - ALTERNATIVA: D Dentre os elementos químicos que compõem o ar atmosférico, os principais são o nitrogênio e o oxigênio. Uma amostra de ar é colocada em um balão com capacidade para 7,5 L à pressão de 2,0 atm e à temperatura de 30 ºC. Considerando que a fração de oxigênio no ar é 20%, qual a massa aproximada em gramas de oxigênio no balão? Dados: O = 16 g.mol –1 e R = 0,082 atm.L.mol –1.K –1. a) 0,192 b) 0,384 c) 1,92 *d) 3,84 e) 39,04 (PUC/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um gás diatômico ideal ( g = Cp /C V = 7/5), inicialmente com pressão P0 e volume V0 , passa por um processo isotérmico que faz com que o volume do gás se torne V 0 /32; e, em seguida, sofre um processo adiabático até sua pressão atingir P 0 /4 . O valor nal do volume do gás, em função de V 0 , é a) 32V0. b) 4V0. *c) V0. d) 1/2V0. e) 1/4V0. (UNICENTRO/PR-2018.1) - ALTERNATIVA: A Certa massa de um gás ideal, sob pressão de 2 atm, ocupa um volume de 10 litros à temperatura de 37 ºC. Sob estas condições, o volume ocupado pelo gás a 200 ºC, sob pressão de 4 atm será: *a) 7,63 litros b) 13,30 litros c) 15,25 litros d) 17,63 litros (VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um gás ideal encontra-se connado em um recipiente dotado de um êmbolo que se movimenta livremente. Inicialmente, o gás tem volume igual a 12 m3 e está à temperatura de 600 K. Mantida a pressão, se a temperatura do gás for reduzida para 400 K, o novo volume do gás será a) 4 m3. b) 6 m3. *c) 8 m3. d) 18 m3. e) 24 m3. (USS/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C O gráco mostra um processo termodinâmico AB sofrido por cinco mols de um certo gás ideal. O estado A corresponde à pressão de 8300 N/m2 e ao volume de 1 m 3, enquanto o estado B corresponde à pressão de 16600 N/m2 e ao volume de 2 m3.
*c)
Sabendo que R = 8,3 J/mol.K, as temperaturas inicial e nal do gás, em K, são, respectivament r espectivamente, e, iguais a: a) 2 e 8 b) 10 e 40 *c) 200 e 800 d) 1000 e 4000 [email protected]
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(PUC/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C Um gás ideal connado é submetido a um processo tal que seu vovolume nal é maior que seu volume inicial. Considere as armações abaixo, referentes ao processo. I – Se o processo é isotérmico, a pressão nal do gás é menor do que a pressão inicial. II – Se a temperatura nal do gás é maior do que a inicial, o propro cesso é isobárico. III – Se a pressão nal do gás é maior do que a inicial, a tempera tura nal do gás é necessariamente maior que a temperatura inicial. É correto o que se arma em: a) I, somente. b) I e II, somente. *c) I e III, somente. d) II e III, somente. e) I, II e III.
(MACKENZIE/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E Um gás perfeito, que tem um volume de 12,0 L, encontra-se no interior de um frasco sob pressão de 3,00 atm e com temperatura de 200 K. Inicialmente, o gás sofre uma transformação isotérmica, de tal forma que sua pressão passa a ser de 9,00 atm, a seguir, o gás sofre uma transformação segundo a lei de Gay-Lussac, atingindo uma temperatura de 500 K. Os volumes, após as duas transformações, respectivamente, são iguais a a) 10,0 L e 4,00 L. b) 4,00 L e 2,00 L. c) 10,0 L e 2,00 L. d) 2,00 L e 4,00 L. *e) 4,00 L e 10,0 L. (MACKENZIE/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D A gura abaixo representa duas isotérmicas em que certa massa gasosa, inicialmente no estado A, sofre uma transformação atingindo o estado B, que por sua vez sofre uma transformação, atingindo o estado C.
(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA: B Dois cilindros, 1 e 2, de igual volume interno e à mesma temperatura, contêm, respectivamente, os gases oxigênio (O 2) e dióxido de enxofre (SO2), ambos sob mesma pressão. Em relação à massa de gás contida no cilindro 2, a massa de gás contida no cilindro 1 corresponde a) a um terço. *b) à metade. c) à mesma massa. d) ao triplo. e) ao quádruplo. OBS.: É fornecido a Classicação Periódica nessa prova. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Assinale o que que for correto. 01) Segundo a Lei de Charles e Gay-Lussac, se a pressão de uma amostra de gás ideal for mantida constante, a temperatura e o volume dessa amostra de gás serão diretamente proporcionais. 02) Segundo a Lei de Avogadro, volumes iguais de quaisquer gases que se comportem como gases ideais, nas mesmas condições de temperatura e de pressão, contêm o mesmo número de partículas. 04) Segundo a Lei de Boyle-Mariotte, quando a temperatura de uma amostra de gás ideal permanece constante, uma variação no volume da amostra será inversamente proporcional à variação na pressão dessa amostra. (CESUPA-2018.1) - ALTERNATIVA: C O princípio físico da panela de pressão é manter o vapor da água aprisionado na panela à medida que calor é fornecido ao sistema, mantendo-se o volume constante. Assim, ocorre um aumento da pressão e, consequentemente, aumento da temperatura de ebulição da água dentro dela. Quanto maior a pressão, maior a temperatura necessária para a ebulição, com o líquido podendo alcançar 120ºC, cozinhando os alimentos mais rapidamente. Lembrando que a massa de vapor aumenta conforme a água é aquecida, qual dos grácos abaixo melhor representa a variação da pressão do vapor com a temperatura, dentro da panela? a)
*c)
o ã s s e r P
o ã s s e r
P
30
Temperatura (ºC)
120
b)
30
Temperatura (ºC)
120
30
Temperatura (ºC)
120
d) o ã s s e r
o ã s s e r P
P
30
Temperatura (ºC)
[email protected]
120
A temperatura temperatura T A e o volume V A são iguais a a) 200 K e 5 l. b) 300 K e 2 l. c) 400 K e 4 l. *d) 500 K e 2 l. e) 500 K e 4 l. (CEDERJ-2018.1) - ALTERNATIVA: C Uma amostra de um gás ideal ocupa, inicialmente, um volume V 0, sendo sua temperatura T0 e pressão 3P0 . O gás sofre uma transformação em duas etapas. Na primeira etapa, a pressão do gás passa de 3P0 para 2P0 mantendo o volume do gás constante igual a V 0 e atingindo a temperatura nal T1. Na segunda etapa, o volume do gás muda para 2V0 , mantendo pressão do gás constante em 2 P0 e atingindo a temperatura nal T2. As relações entre T0 , T1 e T2 são: a) T0 < T1 < T2 b) T0 > T1 > T2 *c) T1 < T0 < T2 d) T2 < T0 < T1 (IFSUL/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: B Na Física, ao estudar um gás connado em um recipiente, obser obser vamos três características principais, que são as grandezas pressão, volume e temperatura, denominadas variáveis de estado desse gás. Quando um gás sofre uma transformação na qual a pressão é constante, denominada transformação isobárica, é possível modelar matematicamente o processo através da fórmula V1 V2 , = T1 T2 na qual V1 e V2 representam o volume do gás (medido em mL) antes e depois da transformação, respectivamente, e T 1 e T2 representam a temperatura do gás (medida em Kelvin – K) antes e depois da transformação, respectivamente. Se um gás tinha, inicialmente, um volume de 40 mL e temperatura de 300 K e, ao sofrer uma transformação isobárica, aumentou seu volume para 60 mL, a nova temperatura do gás é: a) 600 K *b) 450 K c) 150 K d) 320 K 33
(PUC/RS-2018.) - ALTERNATIVA: B A observação de alguns corpos celestes tem se tornado difícil em grandes centros urbanos, principalmente por conta da poluição luminosa produzida. Os rastros luminosos deixados no céu pelas estrelas cadentes, por exemplo, são mais facilmente observados em locais ermos e distantes das cidades. As estrelas cadentes são, na verdade, meteoros cujas velocidades medidas são da ordem de milhares de quilômetros por hora. Erroneamente se atribui o aquecimento das regiões próximas ao meteoro ao atrito entre ele e a atmosfera, mas a principal razão desse aquecimento é a _____________ do ar atmosférico logo à frente do meteoro. a) compressão isobárica *b) compressão adiabática c) expansão isobárica d) expansão adiabática (PUC/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A Uma determinada massa de gás perfeito está contida em um recipiente de capacidade 10,0 litros, sob pressão de 3,5 atm e temperatura inicial de 25,0°C. Após sofrer uma transformação isocórica, sua pressão aumenta para 7,0 atm. Determine a variação de temperatura da massa de gás, nas escalas Celsius e Fahrenheit, respectivamente, devido a essa transformação. *a) 298 e 536,4 b) 298 e 568,4 c) 323 e 581,4 d) 323 e 613,4
(UFJF/MG-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Em 1662, o inglês Robert Boyle mostrou que, mantendo-se a temperatura constante, o volume de uma quantidade de gás diminui com o aumento da pressão. Esse efeito é observado por mergulhadores rotineiramente, uma vez que bolhas de ar expelidas quando eles se encontram submersos mudam de tamanho à medida que sobem para a superfície. Um mergulhador notou que certas bolhas com volume de 4 cm3 estavam sendo desprendidas do fundo de um lago com 5 metros de profundidade. As bolhas eram originadas por gases liberados pela matéria orgânica em decomposição. Suponha que o gás na bolha possa ser considerado como um gás ideal e ignore a tensão supercial da água sobre a bolha. a) Faça a conversão do volume inicial da bolha de cm 3 para m3. b) Qual a pressão (em N/m2) do gás dentro da bolha antes de se desprender e começar a subir? Suponha que seja igual à pressão da água em sua volta. c) Suponha que a temperatura do lago seja a mesma ao longo da trajetória da bolha, que o lago e a bolha estejam em equilíbrio térmico e que a bolha suba sem se dividir. Qual é o volume da bolha imediatamente antes de atingir a superfície do lago? d) Sabendo que havia 2,4 ×10 – 4 mol de ar na bolha, determine a temperatura do lago em graus Celsius. Considere: 1 atm = 105 Pa, R = 8,3 J/mol.K, ρágua = 1000 kg/m3 e g = 10 m/s2. RESPOSTA UFJF/MG-2018.1: a) V = 4.10 – 6 m3 b) P = 1,5.10 5 N/m2 c) V’ = 6.10 – 6 m3 d) q 28 ºC ≈
(UFJF/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: E Antes de iniciar iniciar uma viagem, viagem, um motorista motorista revisou o seu seu carro, dando atenção ao estado dos pneus. Ele vericou que a temperatura do ar dentro do pneu e sua pressão eram respectivamente 27°C e 200 kPa. Se no nal da viagem a pressão dos pneus era de 240 kPa, qual era o valor aproximado da temperatura do ar em seu interior, supondo que não ocorre modicação do volume dos pneus? (Tome K = ºC + 273). a) 15 °C d) 66 °C b) 37 °C *e) 87 °C c) 42 °C (FAC.ISRAELITA/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: A A bomba de ar para bicicleta da gura possui 50,0 cm de compri compri-mento interno para o deslocamento do pistão. Quando acoplada à câmara de ar totalmente vazia do pneu de uma bicicleta e com o pistão recuado de 45,0 cm, medido a partir da base da bomba, a pressão interna do ar é de 1,0 atm. Quando o ar é injetado sob pressão, em uma válvula tipo Schrader da câmara de ar, a força exercida pelo seu uxo vence a força de retenção de uma mola, abrindo o obturador e permitindo sua entrada (veja a gura).
(UCB/DF-2018.1) - ALTERNATIVA: A No renascimento cientíco, os gases foram materiais de grande in teresse de diversos cientistas. As observações feitas àquela época quanto ao comportamentro desses materiais ajudaram a construir a base do entendimento que se tem atualmente das transformações físicas e químicas. Acerca dos gases e dos respectivos comportamentos físico-químicos, assinale a alternativa correta. a) A pressão e o volume, a uma dada temperatura, são inversamente proporcionais. b) Nos gases perfeitos, há grande interação intermolecular. intermolecular. c) O CO2 é um material sempre gasoso, independentemente das condições de temperatura e pressão. d) A água é um material que, ao passar para o estado gasoso, muda a própria composição química. e) Os gases gases não têm massa. (UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Considerando o gás dióxido de carbono um gás ideal, verica-se que ele sofre transformações de estado segundo o gráco abaixo.
Válvula da câmara de ar
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É necessário uma pressão de 1,2atm para que o obturador da válvula seja aberta, permitindo a entrada de ar em seu interior. De quantos centímetros deve ser deslocado o pistão para que isso seja possível, sabendo que, ao longo desse deslocamento, a temperatura do sistema não se altera? *a) 7,5 b) 9,0 c) 15,0 d) 37,5 [email protected]
Sobre o assunto, assinale o que for correto. Dados: C = 12 g/mol O = 16 g/mol R = 0,082 atm.L.K –1.mol –1 01) A transformação transformação do estado II para o estado III é conhecida como transformação isotérmica. 02) A temperatura de 4 mols de dióxido de carbono no estado I é aproximadamente 24 K. 04) O número de moléculas de dióxido de carbono no estado II, na temperatura de 48 K, é de aproximadamente 2,4×1024 moléculas. 08) A transformação transformação do estado I para o estado II é conhecida como transformação isocórica. 16) Se a temperatura no estado I é 27 ºC, a temperatura no estado III é 54 K. 34
(IF/PE-2018.1) - ALTERNATIVA: C Gás natural veicular (GNV) é um combustível disponibilizado na forma gasosa, a cada dia mais utilizado em automóveis como alternativa à substituição do consumo de gasolina e álcool. Uma das técnicas para obter um abastecimento do gás natural preenchendo com mais conteúdo o cilindro é o resfriamento do gás. Suponha que um automóvel possua um cilindro de 15m 3 e que, ao utilizar-se o processo de abastecimento com resfriamento, o gás retido no cilindro esteja a 7 ºC, com pressão de 140 atm. Após um certo tempo decorrido, ao nal do abastecimento, as trocas de calor entre o gás, o cilindro e o ambiente externo fazem com que a temperatura interna do cilindro passe a 17 ºC. Determine a pressão do gás GNV dentro do cilindro a 17ºC, sabendo que a transformação gasosa em seu interior consiste numa transformação isovolumétrica. a) 135 atm. b) 150 atm. *c) 145 atm. d) 130 atm. e) 340 atm. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) Um cilindro A contém oxigênio puro e um cilindro B contém uma mistura de oxigênio e vapor d’água (oxigênio úmido). A pressão P, a temperatura T e o volume V dos gases nos dois cilindros são iguais. A razão entre o número de moléculas de vapor d’água e o número de moléculas de oxigênio no cilindro B é igual a r . Em relação ao conteúdo dos cilindros, considerando-os gases ideais, assinale o que for correto. Dados: O2 (massa molar 32g), H2O (massa molar 18g), 0K = 273ºC, 273ºC, 23 R = 0,082 atm.L/mol.K e 1 mol = 6×10 moléculas. ‒
01) A massa total de gás no cilindro A é maior que a massa total de gás no cilindro B. 02) O número de moléculas de gás no cilindro B é maior que o número de moléculas de gás no cilindro A. 04) Se P = 3atm, T = 27ºC, V = 41L e r = = 0,1, então o cilindro B contém mais de 0,4 mols de vapor d’água. 08) Se o cilindro B contém 2 mols de oxigênio úmido, r = 0,1, T = –73ºC e V = 41L, então P = 1atm. 16) A razão entre o número de moléculas de água e o número de moléculas de oxigênio passaria a ser r / 2 se juntássemos os gases dos cilindros A e B em um único cilindro. (UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) Sobre a Lei do Gás Ideal, assinale o que for correto. 01) Em um recipiente de volume constante, a pressão de um gás deve ser diretamente proporcional à sua temperatura em Kelvin. 02) Em um recipiente mantido a uma temperatura constante, a pressão de um gás deve se comportar, em função do volume, como uma função quadrática. 04) Para um conjunto de amostras de um mesmo gás, todas com mesma pressão e temperatura, a razão entre as massas coincide com a razão entre os volumes. 08) Dobrando-se o volume e diminuindo-se pela metade a pressão de uma amostra gasosa, a temperatura nal dessa amostra deve ser igual à inicial. 16) É possível alterar a pressão de uma amostra gasosa sem modicar sua temperatura, seu volume e sua massa.
(FUVEST/SP-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Em navios portaaviões, é comum o uso de catapultas para lançar os aviões das curtas pistas de decolagem. Um dos possíveis mecamecanismos de funcionamento dessas catapultas utiliza vapor de água aquecido a 500 K para pressurizar um pistão cilíndrico de 60 cm de diâmetro e 3 m de comprimento, cujo êmbolo é ligado à aeronave. Após a pressão do pistão atingir atingir o valor necessário, necessário, o êmbolo é solto de sua posição inicial e o gás expande rapidamente até sua pressão se igualar à pressão atmosférica (1 atm). Nesse processo, o êmbolo é empurrado, e o comprimento do cilindro é expandido para 90 m, impulsionando a aeronave a ele acoplada. Esse processo dura menos de 2 segundos, permitindo que a temperatura seja considerada constante durante a expansão. a) Calcule qual é a pressão inicial do vapor de água utilizado nesse lançamento. b) Caso o vapor de água fosse substituído por igual massa de nitrogênio, nas mesmas condições, o lançamento seria bem sucedido? Justique. Note e adote: Constante universal dos gases: R = 8×10 – 5 atmm3 mol – 1 K – 1 ; p = 3; Massas molares: H2O ..... 18 g/mol N2 ..... 28 g/mol RESPOSTA FUVEST/SP-2018.1: a) P0 = 30 30 atm b) Não. A pressão inicial inicial será menor com o N2. (UECE-2018.1) - ALTERNATIVA: B Em um gás ideal, o produto da pressão pelo volume dividido pela temperatura tem, no Sistema Internacional, unidade de medida de a) Pa/K. *b) Nm/K. c) m3/K. d) Pa/m2. (IMT-MAUÁ/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um tanque com capacidade de 200 L foi abastecido com metano (CH 4) a 25 atm e temperatura de 32 ºC. Supondo que esse gás seja ideal, a massa de metano contida no tanque é, aproximadamente, a) 12,5 g Dados: b) 109 g R = 0,082 atm·L·mol –1· K –1 TK = 273 + TC c) 200 g H = 1,0 g/mol *d) 3200 g C = 12,0 g/mol e) 27872 g
(UFRGS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: D Utilizados em diversas áreas de pesquisa, balões estratosféricos são lançados com seu invólucro impermeável parcialmente cheio de gás, para que possam suportar grande expansão à medida em que se elevam na atmosfera. Um balão, lançado ao nível do mar, contém gás hélio à temperatura de 27°C, ocupando um volume inicial Vi . O balão sobe e atinge uma altitude superior a 35 km, onde a pressão do ar é 0,005 vezes a pressão ao nível do mar e a temperatura é – 23°C. Considerando que o gás hélio se comporte como um gás ideal, qual é, aproximadamente, a razão V f / Vi , entre os volumes nal Vf e inicial Vi ? a) 426. b) 240. c) 234. *d) 167. e) 17. [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 (VUNESP/HUMANITAS-2018.2) - ALTERNATIVA: E O diagrama P x V representa uma transformação cíclica ABCA sofrida por um gás ideal.
(MACKENZIE/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: C Uma amostra de 20 g de um gás ideal foi armazenada em um recipiente de 15,5 L, sob pressão de 623 mmHg, a uma temperatura de 37 ºC. Dentre os gases elencados abaixo, aquele que podia representar esse gás ideal é o Dados: massas molares (g·mol –1) H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Ar = 40 constante universal dos gases ideais R = 62,3 mmHg·L·mol –1·K –1 a) gás hidrogênio. b) gás carbônico. c) gás argônio. d) gás etano. e) gás nitrogênio.
De C para A, o gás sofre uma transformação isotérmica. A relação relação entre as temperaturas T A , TB e TC desse gás nos estados A, B e C é a) T A = TB = 2·TC b) T A = TC = 2·TB c) T A < TB < TC d) T A < TB = TC *e) T A = TC = 0,5·TB (VUNESP-USCS/SP-2018.2)- RESPOST (VUNESP-USCS/SP-2018.2)RESPOSTA A NO FINAL DA QUESTÃO O acetileno (C2H2) é um gás incolor, inamável inamável e com odor de alho, utilizado em maçaricos de corte com temperaturas que podem chegar a 3 100 ºC. Pode ser encontrado em cilindros de aço com capacidade igual a 64,5 litros e pressão máxima de 16 atm. A tabela apresenta alguns metais e seus pontos de fusão (PF) e de ebulição (PE). Metal Ferro
Tungstênio
Cobre
Titânio
Níquel
PF (ºC)
1 535
3 410
1 083
1 660
1 450
PE (ºC)
2 750
5 660
2 582
3 287
2 840
a) Quais dos metais apresentadas na tabela podem ser cortados pela chama do acetileno? Indique o metal que pode ser cortado pela chama do acetileno sem ser volatilizado no processo. b) Considerando a constante universal dos gases igual a 0,08 atm·L/mol·K, calcule a massa de gás acetileno presente em um cilindro com capacidade completa, submetido à pressão máxima e à temperatura de 300 K. RESPOSTA VUNESP-UCSC-2018.2: a) Podem ser cortados: Ferro, Cobre, Titânio e Níquel. Pode ser cortado sem volatilizar: Titânio. b) m = 1118 g (Obs.: É fornecida a Classicação Periódica na prova.)
(VUNESP-UEFS/BA-2018.2) - ALTERNATIVA: E As guras representam dois momentos de uma massa xa de um gás ideal que foi comprimida num recipiente estanque. A temperatura em ambos os momentos é a mesma e os volumes ocupados pelo gás são indicados na gura.
Se a pressão do gás no momento 1 era de 15 atm, a pressão do gás no momento 2 era de a) 18 atm. d) 9 atm. b) 3 atm. *e) 25 atm. c) 6 atm. (VUNESP-UEFS/BA-2018.2) - ALTERNATIVA: D Uma massa constante de gás ideal sofre a transformação cíclica ABCA representada no gráco.
(UDESC-2018.2) - ALTERNATIVA: B A Figura Figura 5 ilustra o processo processo termodinâmico termodinâmico ABCA realizado por um gás. Sabe-se que V1 = 2,0 L e V2 = 3 V1. Além disso, P1 = 2000 Pa e P2 = 4P 1. Sabendo que a transformação CA é isotérmica, a respeito das variáveis de estado pressão (P) e temperatura (T), é correto armar que a) PC = 3∙P A *d) PB = 3∙PC b) TC = 3∙T A e) PB = 3∙P A c) T A = 3∙TB FIGURA 5 Assinale a alternativa que representa representa o trabalho realizado pelo gás, neste ciclo. a) 20J *b) 12J c) 8J d) 40J e) 24J [email protected]
(FEI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: B Para se reduzir a pressão de um gás ideal a um quarto de sua pressão inicial de modo isotérmico, o volume nal deveria ser: a) o dobro do volume inicial. *b) o quádruplo do volume inicial. c) a metade do volume inicial. d) um quarto do volume inicial. e) um oitavo do volume inicial. 36
(PUC/GO-2018.2) - ALTERNATIVA: D No Texto 8, Otávio arma: “Num dou duas semanas e vai estourá uma bruta greve que eles vão ver se paga ou não”. Em Física, a ideia de estourar pode acabar remetendo-nos ao estudo dos gases. Imagine um balão cheio por um gás em condições normais de temtemperatura e pressão que, em uma transformação isovolumétrica, sofre um aumento de temperatura equivalente a 50% do valor de sua temperatura inicial e estoura. Marque a alternativa que corretamente apresenta, nessas condições, a pressão nal do gás no interior do balão, imediatamente antes de estourar: a) 0,25 atm. b) 0,5 atm. c) 1,0 atm. *d) 1,5 atm. (INATEL/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: D Certa massa gasosa está encerrada num balão de volume V, V, à temperatura T. Aquecendo-se o balão até a temperatura T' observa-se que a pressão exercida pelo gás dobra. Supondo desprezível a variação de volume do balão, pode-se armar que: a) T' = 0 K b) T' = (1/2)T c) T' = (1/3)T *d) T' = 2T e) T' = 273 K , devido às CNTP (Condições Normais de Temperatura Temperatura e Pressão) (IFSUL/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: A Inúmeros fenômenos físicos ocorrem no corpo humano, alguns naturalmente e outros em situações especícas. A lei de Boyle, a qual enuncia que, quando uma amostra gasosa sofre uma transformação isotérmica, a variação do seu volume torna-se inversamente proporcional à variação de sua pressão, é uma referência para mergulhadores no que se refere aos seus comportamentos pulmonares. De acordo com essa lei, na prática do mergulho, um mergulhador incorre em risco a sua saúde quando *a) emergir. b) iniciar sua imersão. c) permanecer em repouso. d) deslocar-se horizontalmente.
(UECE-2018.2) - ALTERNATIVA: D Um gás ideal, em um recipiente, é mantido em temperatura constante e em equilíbrio térmico com a vizinhança. Nesse gás, o produto da pressão pelo volume é a) constante, independente de troca de massa com a vizinhança. b) constante, desde que a razão entre temperatura e número de moles seja constante. c) indenido, pois o número de moles do gás só depende da tem peratura. *d) constante, desde que não haja entrada ou saída de gás. (UECE-2018.2) - ALTERNATIVA: D Um sistema de massa constante, constituído por um gás ideal, está no estado inicial de volume V O, pressão PO e temperatura TO . Quando o sistema evolui para um novo estado de volume VO e pressão 2 PO , sua temperatura é 2 a) TO . 2 b) 2TO . c) TO . *d) TO . 4 (UFJF/MG-2018.2) - ALTERNTIVA: A Uma panela de pressão recebe uma porção de água a 100 °C (373 K) e então é fechada. Sabe-se que a válvula de segurança da panela vem ajustada para que a pressão interna não ultrapasse 4 atmosferas quando fechada. Nessas condições, considerando o sistema ideal, a temperatura nal da água no interior da panela é: *a)1492 K b) 1119 K c) 1092 K d) 400 K e) 93,3 K
(UCB/DF-2018.2) - ALTERNATIVA: E Em um hospitall, o oxigênio pressurizado é transportado por tubulações rígidas até determinado equipamento de ventilação mecânica. A pressão interna da tubulação é o dobro da pressão ambiente, e, quando o oxigênio sai para o inalador, ocorrem trocas de calor que mantêm a temperatura do gás constante. Considerando o gás como ideal, assinale a alternativa que corresponde ao volume nal V do gás ao sair do equipamento em relação ao volume V 0 na tubulação. a) V = 4V0 b) V = 0,25V0 c) V = 8V0 d) V = 0,5V0 *e) V = 2V0 (UECE-2018.2) - ALTERNATIVA: B Um gás ideal tem seu estado termodinâmico completamente determinado pelas variáveis a) pressão, volume e carga elétrica. *b) pressão, volume e temperatura. c) pressão, carga elétrica e temperatura. d) densidade, volume e gravidade. (UPF/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: E Dois mols de um gás ideal, inicialmente sob pressão de 1,01 ×105 Pa, temperatura de –10 °C e volume de 4 m 3, são submetidos a uma transformação isobárica, elevando seu volume até 8 m3. Nessas condições, é possível armar que a temperatura nal do gás, em graus Celsius, é de: a) 526 b) 131,5 c) 20 d) 10 *e) 253 [email protected]
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TERMOFÍSICA trabalho da força de pressão VESTIBULARES 2018.1
(FGV/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: B Estamos passando por uma fase de grande evolução tecnológica. O aperfeiçoamento das máquinas e motores é evidente e, dentro em breve, o motor térmico será considerado peça de museu. Considere, no entanto, um motor térmico que realiza um ciclo representado qualitativamente pelo gráco da pressão (p) versus volume (V) da gura, em que sua frequência de giro é f.
(UFJF/MG-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO A gura abaixo representa um diagrama PV que mostra três transtransformações que ocorrem sobre um gás ideal, seguindo a sequência “abcd”, onde as letras r epresentam pontos iniciais e nais das transtrans formações e a seta, o sentido das transformações. Os segmentos de reta “ab” e “cd” representam transformações isocóricas (isovo(isovo lumétrica). O segmento de reta “bc” representa uma transformação isobárica. Sabemos que para os pontos “a” e “b” vale a relação Pb = 2Pa, para os pontos “a” e “c” vale a relação Vc = 3Va , e que para os pontos “b” e “d” vale a relação P d = Pb / 4. Considere que o gás seja composto por n = 0,2 mol de moléculas. Dado: Constante universal dos gases ideais R ≈ 8,3 J/mol.K. Com esses dados, a potência efetiva desse motor será dada por a) Pot e = f.[(V2 – V1) + (V3 – V2)].(p2 - p1) *b) Pot e = f.[(V2 – V1) + (V3 – V2)].(p2 – p1) /2 c) Pot e = 2.f.[(V2 – V1) + (V3 – V2)].(p2 – p1) d) Pot e = [(V2 – V1) + (V3 – V2)].(p2 – p1) /f e) Pot e = 2.[(V2 – V1) + (V3 – V2)].(p2 – p1) /f (UNITAU/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: E A gura (a) apresenta um um dispositivo dispositivo na forma de êmbolo móvel, móvel, que é usado para levantar o bloco de massa m em relação ao solo e que encerra 500 g de água em um volume de 0,5 L. Para isso, uma quantidade de calor é aplicada pela fonte térmica Q ao dispositivo, convertendo toda água em 50,5 L de puro vapor, conforme a gura (b). a) Calcule as temperaturas nos pontos “a” e “d”. b) Encontre o trabalho total realizado pelo gás ao longo da sequência de transformações “abcd”. RESPOSTA UFJF/MG-2018.1: a) Ta 271 K e Td 406 K b) W = 1800 J ≈
≈
(VUNESP-UEFS/BA-2018.1) - ALTERNATIVA: B Determinada massa de gás ideal pode ser levada de um estado inicial A para um estado nal D por dois caminhos: a transformação isotérmica AD ou a transformação ABCD, composta de duas transformações isovolumétricas (AB e CD) e de uma transformação iso bárica (BC), conforme mostra o gráco.
Dado: 1atm = 105 Pa Sabendo que essa transformação transcorreu num regime de pressão constante de 30 atm, é CORRETO armar que o trabalho realirealizado pelo êmbolo móvel sobre o bloco de massa m é de a) 5,5 × 1012 J b) 5,1 × 1012 cal c) 1,5 × 1012 cal d) 5,1 × 105 J *e) 1,5 × 105 J (VUNESP-FAMERP/SP-2018.1) - ALTERNATIVA: D Certa massa de gás ideal sofre a transformação cíclica 1-2-3-4-5-1 representada no diagrama de pressão (P) e volume (V).
Sendo t o trabalho realizado pelas forças de pressão exercidas pelo gás nessas transformações, é correto armar que: a) t AD = t ABCD *b) t ABCD > t AD c) t AB > 0 e tCD < 0 d) t AD = 0 e) tBC < 0 [email protected]
O trecho em que a força exercida pelo gás realiza o maior trabalho é a) 2-3. *d) 1-2. b) 4-5. e) 5-1. c) 3-4. 38
(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA: D Analise o gráco que representa uma transformação cíclica cíclica realizarealizada por uma máquina.
O intervalo que corresponde aos momentos em que o gás não realiza trabalho está compreendido entre os pontos a) 1 e 2. *d) 4 e 5. b) 2 e 3. e) 5 e 1. c) 3 e 4. (FPS/PE-2018.1) - ALTERNATIVA: D Um mol de um gás monoatômico ideal sofre a transformação termodinâmica A → B → C , indicada no diagrama P×V da gura F2.
(IFNORTE/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: C A pressão da mistura de ar e combustível, no interior dos cilindros de um “motor 2.0, a gasolina”, varia, aproximadamente, conforme o ciclo da FIGURA 05: FIGURA 05
Sabe-se que a taxa de rotação ótima desse motor é 3600 rpm - ou seja, 3600 ciclos/minuto - e que 1 atm∙litro @ 100 joules. Nessas condições, é CORRETO armar que o valor, em kW, da popotência do motor, na rotação dada, é: a) 42 b) 70 *c) 84 d) 98
Figura F2 Calcule o trabalho realizado pelo gás nesta transformação. Dê sua resposta em Joule. a) +6,0 × 105 J *d) −6,0 × 105 J b) +15 × 105 J e) +10 × 105 J 5 c) −15 × 10 J (FATEC/SP-2018.1) (FATEC/SP-20 18.1) - ALTERNATIVA: ALTERNATIVA: B O gráco apresenta o comportamento de um gás ideal em um propro cesso cíclico que se inicia no ponto A.
Com base no gráco apresentado, podemos armar corretamente que a) entre os pontos D e A ocorre transformação isocórica e o trabalho realizado pelo gás é negativo. *b) entre os pontos B e C ocorre transformação isocórica e o trabalho realizado pelo gás é nulo. c) entre os pontos C e D ocorre transformação isobárica e o trabalho realizado pelo gás é nulo. d) entre os pontos A e B ocorre transformação isocórica de compressão. e) entre os pontos A e D ocorre transformação isobárica de expansão. [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 (UFU/MG-TRANSF.2018.2) - ALTERNATIVA: B A massa de ar ocupada no pneu de um carro cheio é de 30,0 gramas e, quando vazio, a massa de ar ocupada pode ser considerada desprezível. Considerando essa armação, assinale a alternativa que apresenapresen ta o trabalho mínimo realizado pelo ar para encher todo o pneu, à temperatura ambiente. (Considere que o meio externo tem pressão atmosférica de 1,0×105 Pa e a densidade do ar é 1,5 kg/m3). a) 2,0×105 J. *b) 2,0×103 J. c) 30,0×105 J. d) 1,5×105 J. (UNIFOR/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: D Yan, guardando dinheiro já faz um bom tempo,tenta comprar um carro em uma loja de automóveis. Analisando criteriosamente para não ter nenhum problema, observa que o automóvel possui um motor 1.0 (volume de 1,0 litro), conhecido pelo seu menor consumo de combustível, e que opera com pressão média de 8 atm e 3300 rpm (rotações por minuto), quando movido a gasolina. O rendimento desse motor, que consome, nestas condições, 4,0 g/s (gramas por segundo) de combustível, é de aproximadamente
Considere: Calor de combustão da gasolina = 11100 Kcal/Kg 1 atm = 105 N/m2 1 Cal = 4 J 1L = 10 –3 m3 1 rotação corresponde a 1 ciclo a) 18% b) 21% c) 27% *d) 25% e) 30%
(UNITAU/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: E Imagine que um sistema termodinâmico pode evoluir entre dois estados, A e B, de isotérmicas T A e TB, respectivamente. Considere que, ao evoluir, possa produzir trabalho mecânico sobre o meio externo e, além disso, TB > T A. Sobre isso, é CORRETO armar: a) Se o sistema sofrer uma expansão isobárica, não se produzirá trabalho sobre o meio externo. b) Se o sistema sofrer uma expansão sobre a isotérmica T A, não se produzirá trabalho sobre o meio externo. c) O sistema só realizará trabalho sobre o meio externo se sofrer uma expansão sobre uma das isotérmicas. d) O sistema só realizará trabalho sobre o meio externo se sofrer uma expansão do tipo adiabática. *e) Se o sistema sofrer uma transformação isovolumétrica entre as duas isotérmicas, não se produzirá trabalho sobre o meio externo. (INATEL/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: C Um mol de gás ideal sofre a transformação A diagrama pressão x volume da gura: Dado: R @ 0,08 atm.l/mol K.
→
B
C indicada no
→
Marque a única alternativa falsa falsa:: a) A temperatura do gás no estado A é aproximadamente 100 K b) O trabalho realizado r ealizado pelo gás na expansão A B é de 32 atm.l *c) O trabalho realizado pelo gás na expansão A B C é de 28 atm.l d) A transformação A B é denominada isobárica e) A temperatura temperatura do gás no estado C é menor do que a temperatura no estado A →
→
→
→
(IF/RS-2018.2) - ALTERNATIVA: B A gura abaixo mostra o gráco gráco de pressão pressão versus volume de um ciciclo termodinâmico composto por uma sequência de quatro transformações termodinâmicas. As transformações que vão do ponto A ao B e do C ao ao D são isobáricas. As transformações que vão do ponto B ao C e e do D ao A são isométricas. As pressões indicadas no gráco são p1 = 2,00×105 Pa e p2 = 6,00×105 Pa e os volumes indicados no 3 gráco são V 1 = 0,050 m3 e V 2 2 = 0,200 m .
Assinale a alternativa que apresenta o trabalho realizado pelo gás durante o ciclo. a) 10,0 kJ *b) 60,0 kJ c) 80,0 kJ d) 100 kJ e) 120 kJ [email protected]
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TERMOFÍSICA primeira lei da termodinâmica
(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALT (VUNESP-UEA/AM-2018.1) ALTERNA ERNATIV TIVA: A: 66B e 67 E Leia o texto para responder às questões 66 e 67. Uma amostra de massa constante de gás ideal sofre a transformação cíclica ABCA representada no diagrama. A etapa AB é isobárica, BC é isovolumétrica e CA é isotérmica.
VESTIBULARES 2018.1 (UNIFOR/CE-2018.1) - ALTERNATIVA: D Observa-se um ciclo termodinâmico de um gás ideal apresentado na gura a seguir.
Com relação ao comportamento do gás, é correto armar que a) no processo BC a temperatura é constante. b) o trabalho realizado no processo AB é nulo. c) o calor transferido no processo DA é nulo. *d) o trabalho realizado no processo CD é negativo. e) a quantidade de calor no processo CD é igual a variação da energia interna. (VUNESP/UNICID-2018.1) - ALTERNATIVA: E Analise o gráco que representa uma transformação isotérmica AB sofrida por certa massa de gás ideal.
Considerando que a área destacada sob a curva vale 8640 J, é correto armar que nessa transformação a quantidade de calor trocada entre o gás e o meio a) vale 8640 J e que o gás perdeu calor. b) é nula. c) vale 4320 J e que o gás recebeu calor. d) vale 4320 J e que o gás perdeu calor. *e) vale 8640 J e que o gás recebeu calor. (UFPR-2018.1) - ALTERNATIVA: E Em Termodinâmica, estudamos processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados em máquinas térmicas, alguns dos quais de grande relevância tecnológica, além de cientíca. Com relação ao que ocorre com um gás ideal, identique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes armativas:
Para ocorrer a etapa AB, o gás recebe de uma fonte quente uma quantidade Q AB de calor. Nas etapas BC e CA, o gás cede para uma fonte fria as quantidades QBC e QCA de calor. Em cada ciclo realizado as forças exercidas pelo gás realizam um trabalho mecânico W. QUESTÃO 66 Uma relação correta entre as variáveis de estado P, V e T associadas aos estados A, B e C é a) PB · VB = PC · VC *b) PC · VC = P A · V A c)
P A T A
=
PC TC
d)
V A T A
=
VC TC
e)
VB TB
=
VC TC
QUESTÃO 67 Considerando os módulos de Q AB , QBC , QCA e W, é correto armar que a) Q AB < QBC + QCA + W. b) Q AB = QBC – QCA – W. c) Q AB = QBC + QCA – W. d) Q AB > QBC + QCA + W. *e) Q AB = QBC + QCA + W. (PUC/GO-2018.1 - ADAPTADO) - ALTERNATIVA: C No Texto 1, temos a passagem “Eu ia a trote inglês ardendo em chama”. Tomada Tomada em seu sentido literal, a palavra “chama” pode nos remeter ao conceito de calor. Para a Física, o estudo do calor e de suas transformações em didi ferentes formas de energia é realizado por meio da Termodinâmica. Com relação às leis da Termodinâmica, analise as armações a seguir:
( ) Em todo processo isotérmico, a temperatura do gás aumenta quando há realização de trabalho sobre ele.
I - De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna sofrida por um gás ideal pode ser obtida pelo cálculo da diferença entre a quantidade de calor fornecida a ele e o trabalho realizado nesse processo. II - Durante a expansão adiabática de um gás ideal, todo o trabalho realizado pelo sistema resultará em aumento da energia interna desse sistema. III - Se um gás ideal ocupa um volume de 4 × 10 –3 m3 sob pressão de 1 × 106 N/m2 e, ao receber 500 J de calor, aumenta seu volume para 1 × 10 –2 m 3, ao passo que sua pressão é mantida constante, então a variação da energia interna desse gás é de −5500 J.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – V – V. d) F – F – V – F. b) F – V – F – F. *e) V – F – F – F. c) F – V – F – V.
Assinale a alternativa alternativa que apresenta todos os itens corretos: corretos: a) I e II. b) I, II e III. *c) I e III. d) II e III.
( ) Em todo processo processo isovolumétric isovolumétrico, o, também também chamado chamado de de isocóriisocórico, o trabalho realizado pelo gás é nulo. ( ) Em todo processo adiabático, adiabático, a energia interna do gás é constante. ( ) Em todo processo isobárico, não há trocas de calor entre o gás e o meio externo.
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(VUNESP-UEA/AM-2018.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: A De acordo com a teoria cinética dos gases, as moléculas que constituem um gás ideal têm volume _________, as interações entre elas são __________ e suas colisões são totalmente ___________. As lacunas do texto são, preenchidas, correta e respectivamente respectivamente,, por: *a) desprezível – inexistentes – elásticas. b) desprezível – inexistentes – inelásticas. c) desprezível – intensas – elásticas. d) signicativo – inexistentes – inelásticas. e) signicativo – intensas – elásticas. (UNITAU/SP-2018.1) - ALTERNATIVA OFICIAL B (OBS. NO FINAL) Considere um processo termodinâmico que evolui de A até B, para o qual foram fornecidas 400 cal de calor e, simultaneamente, foi realizado trabalho sobre o mesmo, conforme o gráco P x V abaixo.
É CORRETO armar que a energia interna do sistema, admitindo que 1 cal = 4,2 J, teve uma variação de a) 2000 cal b) 500 cal c) 2000 J d) 500 J e) 50 cal OBS.: De acordo com os dados o gás recebeu calor e trabalho e pelo diagrama na transformação de A para B a temperatura do gás diminuiu. Então pelos dados a energia interna do gás aumenta e pelo diagrama diminui. A questão deveria ser anulada. (UFLA/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: D Processos adiabáticos na atmosfera são característicos de grandes porções de ar, com dimensões que vão desde algumas dezenas de metros até vários quilômetros. As medidas mostram que a temperatura de uma porção grande de ar seco diminui cerca de 10°C para o decréscimo de pressão correspondente a uma elevação de 1km de altitude. Uma grande porção de ar seco, inicialmente a T 0, se expande adiabaticamente, enquanto se eleva pela encosta de uma montanha em uma distância vertical de H. Assinale a alternativa CORRETA: a) Se T0 = –10°C, então, a temperatura a uma altura H = 1 km será 0°C. b) Se T0 = 10°C, então, a temperatura a uma altura H = 1 km será –10ºC. c) Se T0 = –25°C, então, a temperatura a uma altura H = 1 km será –15°C. *d) Se T0 = – 25°C, então, a temperatura a uma altura H = 1 km será –35°C. (UDESC-2018.1) - ALTERNATIVA: E Um gás ideal monoatômico, com n mols e inicialmente na temperatura absoluta T, sofre uma expansão adiabática até que sua temperatura que a um terço de sua temperatura inicial. Logo, o gás: a) absorveu uma quantidade de calor igual a nRT. b) se expandiu isobaricamente. c) realizou trabalho liberando uma quantidade de calor igual a nRT. d) se expandiu aumentando sua energia interna de nRT. *e) realizou trabalho e sua energia interna diminuiu de nRT. [email protected]
(UEM/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08) Assinale o que for for correto. 01) Segundo a Lei de Charles e Gay-Lussac, se a pressão de uma amostra de gás ideal for mantida constante, a temperatura e o volume dessa amostra de gás serão diretamente proporcionais. 02) Segundo a Lei de Avogadro, volumes iguais de quaisquer gases que se comportem como gases ideais, nas mesmas condições de temperatura e de pressão, contêm o mesmo número de partículas. 04) Segundo a Lei de Boyle-Mariotte, quando a temperatura de uma amostra de gás ideal permanece constante, uma variação no volume da amostra será inversamente proporcional à variação na pressão dessa amostra. 08) Na teoria cinética dos gases, as colisões entre as moléculas do gás ideal e as paredes do recipiente que contém esse gás são perfeitamente elásticas, fazendo que a energia cinética total dessas moléculas permaneça constante em uma determinada temperatura. 16) A temperatura e a pressão de um gás ideal, que está contido em um recipiente de paredes adiabáticas a 300K, independe das velocidades médias de translação dessas moléculas no interior do recipiente. (PUC/RS-2018.) - ALTERNATIVA: B A observação de alguns corpos celestes tem se tornado difícil em grandes centros urbanos, principalmente por conta da poluição luminosa produzida. Os rastros luminosos deixados no céu pelas estrelas cadentes, por exemplo, são mais facilmente observados em locais ermos e distantes das cidades. As estrelas cadentes são, na verdade, meteoros cujas velocidades medidas são da ordem de milhares de quilômetros por hora. Erroneamente se atribui o aquecimento das regiões próximas ao meteoro ao atrito entre ele e a atmosfera, mas a principal razão desse aquecimento é a _____________ do ar atmosférico logo à frente do meteoro. a) compressão isobárica *b) compressão adiabática c) expansão isobárica d) expansão adiabática (UFSC-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 45 (01+04+08+32) Na gura abaixo, temos um pulverizador de compressão em inox e sua cha técnica. Esse equipamento é utilizado em residências para pulverizar os jardins com veneno, a m de eliminar insetos.
Disponível em: . -previa-inox-supe r-2s-76l>. [Adaptado]. Acesso em: 10 ago.
Em uma aula de Física, o professor utilizou o equipamento para contextualizar o tema gases ideais, desprezando qualquer alteração na temperatura e no volume do tanque, e fez algumas previsões para seus alunos a respeito do ar contido no interior do pulverizador vazio. Quanto às previsões que podem ser feitas pelo professor professor,, é correto armar que: 01. quando acionamos algumas vezes a alavanca, a energia interna do ar contido no tanque aumenta. 02. a pressão do ar no interior do tanque não depende do número de mols do ar contido no tanque. 04. a energia interna do ar contido no tanque é diretamente proporcional ao número de mols do ar. 08. se o número de mols do ar contido no tanque for igual a 0,8 e sua temperatura for 27 °C, então a pressão nas paredes do tanque será, aproximadamente, de 394,0 kN/m2. P P 16. podemos utilizar a equação 1 = 2 para relacionar as granT1 T2 dezas de dois estados distintos, antes e depois de acionarmos a alavanca. 32. quando acionamos a alavanca, o número de mols do ar contido no tanque aumenta. 42
(FUVEST/SP-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO O motor Stirling, uma máquina térmica de alto rendimento, é considerado um motor ecológico, pois pode funcionar com diversas fontes energéticas. A gura I mostra esquematicamente um motor Stirling com dois cilindros. O ciclo termodinâmico de Stirling, mostrado na gura II, representa o processo em que o combustível é queimado externamente para aquecer um dos dois cilindros do motor, sendo que uma quantidade xa de gás inerte se move entre eles, expanexpan dindo-se e contraindo-se.
(UNIMONTES/MG-2018.1) - ALTERNATIVA: C As guras a seguir representam partículas de um mesmo gás em balões de látex, em duas situações, sob pressão constante.
Sobre o comportamento do gás nas situações descritas, é CORRECORRETO armar que: a) A quantidade de matéria contida no balão maior é superior àquela comparada ao balão menor. b) A expansão do gás deve-se à movimentação das moléculas resultando em uma redução da pressão. *c) O aumento da temperatura provoca aumento da energia cinética média das moléculas do gás. d) A variação do volume deve-se ao aumento das moléculas do gás em função da temperatura. (UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+06) Os grácos abaixo representam transformações sofridas por gases ideais. Nessa gura está representado um ciclo de Stirling no diagrama P × V para um mol de gás ideal monoatômico. No estado A, a pressão é P A = 4 atm, a temperatura é T 1 = 27°C e o volume é V A . A partir do estado A, o gás é comprimido isotermicamente até um terço do volume inicial, atingindo o estado B. Na isoterma T 1, a quantidade de calor trocada é Q1 = 2 640 J, e, na isoterma isoterma T 2 , é Q2 = 7910 J. Determine a) o volume V A , em litros; b) a pressão P D , em atm, no estado D; c) a temperatura T 2 . Considerando apenas as transformações em que o gás recebe cacalor, determine d) a quantidade total de calor recebido em um ciclo, QR , em J. Note e adote: Calor especíco a volume constante: C V /2 V = 3 R /2 Constante universal do gases: R = = 8 J/(mol K) = 0,08 atm l /(mol K) 0°C = 273 K 1 atm = 10 5 Pa 1 m3 = 1 000 l
RESPOSTA FUVEST/SP-2018.1: a) V A = 6 l b) P D = 12 atm c) T 2 = 900 K d) QR = 15110 J (UFPR-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO No desenvolvimento de uma certa máquina térmica, o ciclo termodinâmico executado por um gás ideal comporta-se como o apresentado no diagrama P x V (pressão x volume) abaixo.
Analise as armações a seguir, relacionando-as com os grácos apresentados: ● Gráco que que pode representar representar pX V, em que a transformação transformação gagasosa não implica em variação de energia interna. ● Gráco Gráco que pode represent representar ar V XT(°C) para uma transforma transformação ção isobárica. ● Gráco Gráco que pode represen representar tar VX p para uma transform transformação ação iso isométrica. Diante dessa análise, assinale o que for correto. 01) Se o gráco (a) for TXV, então, pela 1ª lei da termodinâmica tem-se Q = ΔU. 02) Se o gráco (b) representar pXV, o trabalho na transformação gasosa terá valor numericamente igual à área do trapézio OABC. 04) A sequência de grácos condizentes com as armações acima será (cba). 08) O gráco (e) pode representar p XT, com temperatura em kelvin.
a) Qual o trabalho realizado pelo gás durante o processo AB? b) Sabendo que a temperatura do gás no ponto B vale TB = 300 K, determine a temperatura do gás no ponto C. c) O processo DA é isotérmico. Qual a variação de energia interna do gás nesse processo? RESPOSTA UFPR-2018.1: a) W = 37,5 ×103 J b) TC = 450 K c) ΔU = 0 [email protected]
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VESTIBULARES 2018.2 (UNIFOR/CE-2018.2) - ALTERNATIVA: A Mantendo uma estreita abertura em sua boca, uma aluna da Unifor, testando seu conhecimentos termodinâmicos, assopra com vigor sua mão e nota que produziu uma transformação adiabática.
Nela, o ar que foi expelido sofreu uma violenta expansão, durante a qual: *a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo. b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo. c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por não ocorrer variação da sua energia interna. d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna. e) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não cedeu calor para o meio e não sofreu variação de energia interna. (UEG/GO-2018.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: A O gráco a seguir apresenta a expansão realizada por um gás ideal, ao triplicar o seu volume inicial. Durante esse processo, o gás ideal recebe 2,0×103 joules de calor.
Durante a expansão, a variação de energia interna, em joule, foi de a) –1000 b) –500 c) +500 d) 1500 e) 2000 OBS.: Durante a expansão mostrada no gráco a temperatura do gás aumenta, portanto, sua energia interna aumente sua variação tem que se positiva. A quantidade quantidade de calor que o gás recebe tem que ser maior que a informada no enunciado. (UDESC-2018.2) - ALTERNATIVA: B Considere as armações sobre a troca de calor e de matéria em sistemas termodinâmicos termodinâmicos.. I.
(UFU/MG-2018.2) - ALTERNATIVA: C Uma das formas de transformar calor em trabalho é por meio de máquinas térmicas. Um recipiente completamente fechado contendo um gás ideal, em que uma de suas faces, em forma de um êmbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direção é um sistema termodinâmico simples que pode servir para exemplicar uma mámáquina térmica. Nesse exemplo, quando uma fonte de calor fornece energia ao gás, dependendo das condições, as transformações podem fazer com que o êmbolo se mova, realizando um trabalho. Na gura (A), está indicada a situação inicial de um gás ideal em condições de temperatura (T0), volume (V0) e pressão (P0), com o êmbolo recebendo uma resistência externa (R 0) e, na gura (B), esestão indicadas as condições nais após o gás receber calor, sofrer um aquecimento e uma expansão, com temperatura (TF), volume (VF), pressão (PF) e recebendo uma resistência externa (RF).
(A)
Considerando-se que, no caso da gura, as forças de resistências inicial (R0) e nal (RF) são diferentes, é correto armar que a) o trabalho realizado pelo gás pode ser calculado pelo produto da pressão inicial (P0) e pela variação do volume (V F – V0). b) o resultado obtido pelo produto da pressão e do volume, tanto na situação inicial quanto na situação nal, é um valor constante. *c) a soma das energias cinéticas de todas as moléculas do gás na situação nal é maior que a da situação inicial. d) o trabalho realizado pelo gás sobre o ambiente é igual a quantidade de calor (Q) que o gás recebeu. (UEM/PR-2018.2) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16) Certa quantidade de gás ideal, inicialmente à pressão P 0 e à temperatura T0 , passa por um processo de compressão adiabático. Durante esse processo, a pressão p e o volume V do gás variam de modo que o produt produto o pV V perma permanece nece consta constante nte e o volu volume me do gás gás paspassa de V0 para V0 /3. Sobre esse processo, assinale o que for correto. 01) O aumento da energia interna do gás corresponde ao calor absorvido durante a compressão. 02) O calor absorvido pelo gás é igual ao trabalho realizado sobre ele durante a compressão. 04) O trabalho realizado sobre o gás é proporcional à variação de sua temperatura. 08) A temperatura nal do gás é igual a √ 3 T0 . 16) A pressão nal do gás é igual a 3√ 3 P0 . (VUNESP-C.U.S.Camilo/SP-2018.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: B Três recipientes, A, B e C, de mesmo volume e hermeticamente fechados, contêm gases ideais. A massa total do gás e a velocidade média das moléculas contidas em cada um dos recipientes estão indicadas na tabela.
Sistemas Sist emas abert abertos os trocam trocam calor calor e matéria matéria com com seu seu entorno. entorno.
II. Sist Sistemas emas fecha fechados dos só trocam trocam calo calorr com seu seu entorno. entorno. III. Sistemas isolados isolados não trocam calor e nem matéria matéria com seu entorno. IV.. Em um processo IV processo adiabático, adiabático, o sistema sistema é considerado considerado fechado. V. Nem todo todo organismo organismo vivo vivo é um exemplo exemplo de siste sistema ma aberto. aberto. Assinale a armativa armativa correta. a) Somente as armativas I, III e IV são verdadeiras. *b) Somente as armativas I, II e III são verdadeiras. c) Somente as armativas I, II e IV são verdadeiras. d) Somente as armativas II, III e IV são verdadeiras. e) Somente as armativas II, III e V são verdadeiras. [email protected]
(B)
Recipiente
Massa total do gás
Velocidade média das moléculas do gás
A
m
v
B
m
v
C
2m
v
Sabendo-se que a temperatura de um gás ideal é diretamente proporcional à energia cinética média de suas moléculas, a relação entre as temperaturas T A, TB e TC é a) T A > TB = TC d) T A < TB < TC *b) T A = TB < TC e) T A = TB = TC c) T A = TC < TB 44
(CEDERJ-2018.2) - ALTERNATIVA: A Considere que uma massa de água M A , inicialmente numa temperatura de 90°C, seja despejada em um recipiente isolante térmico contendo uma outra massa de água MB , a 10°C. Isolado termicamente do meio ambiente, o sistema composto pelos dois líquidos atinge, depois de um certo tempo, a temperatura de equilíbrio de 60°C.. | ΔU A | e |ΔUB | representam, respectivamente, os valores ab60°C solutos das variações de energia interna de cada uma das massas d’água nesse processo. As relações entre entre |ΔU | ΔU A | e |ΔUB | e entre as massas M A e MB são: *a) |ΔU A | = |ΔUB | e M A > MB b) |ΔU A | < |ΔUB | e M A > MB c) |ΔU A | < |ΔUB | e M A < MB d) |ΔU A | = |ΔUB | e M A < MB (VUNESP-UNIVAG/MT-2018.2) - ALTERNATIVA: E Uma certa quantidade de gás ideal passa de um estado A para outro estado B por meio de dois processos distintos, I e II. No processo I, o gás sofre uma transformação isotérmica e, no processo II, sofre uma transformação isobárica seguida de outra isocórica, conforme o gráco a seguir.
Considerando o gráco, é correto armar que a) a variação da energia interna entre os estados A e B é 4 ×104 J. b) a temperatura em A é maior que a temperatura em B. c) o gás sofre uma contração durante o processo I. d) o trabalho realizado no processo I é 4×104 J. *e) a quantidade de calor trocada no processo II é 4×104 J.
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TERMOFÍSICA segunda lei da termodinâmica VESTIBULARES 2018.1 (IME/RJ-2018.1) - ALTERNATIVA: D Considere as armações abaixo, relativas a uma máquina térmica que executa um ciclo termodinâmico durante o qual há realização de trabalho. Afrmação I. Se as temperaturas das fontes forem 27º C e 427º C, a
máquina térmica poderá apresentar um rendimento de 40%. Afrmação II. Se o rendimento da máquina for 40% do rendimento
ideal para temperaturas das fontes iguais a 27º C e 327º C e se o calor rejeitado pela máquina for 0,8 kJ, o trabalho realizado será 1,8 kJ. Afrmação III. Se a temperatura de uma das fontes for 727º C e se a
razão entre o calor rejeitado pela máquina e o calor recebido for 0,4, a outra fonte apresentará uma temperatura de –23º C no caso de o rendimento da máquina ser 80% do rendimento ideal. Está(ão) correta(s) a(s) seguinte(s) armação(ões): a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) II e III, apenas. *d) I e III, apenas. e) III, apenas. (UNIFOR/CE-2018.1) - ALTERNATIVA: C Hoje, aos olhos da ciência moderna, o dispositivo criado por Heron é uma máquina térmica, térmica, ou seja, ela é um dispositivo com capacidade de transformar o calor, energia térmica, em trabalho mecânico. No entanto, essa máquina criada não foi usada para produzir energia mecânica em grandes escalas. Foi somente no século XVIII que foram construídas as primeiras máquinas térmicas capazes de produzir energia mecânica em escala industrial. Com relação às máquinas térmicas e a Segunda Lei da TermodinâTermodinâmica, avalie as armações a seguir. I.
Máquin Máq uinas as térm térmica icass são são dispo disposit sitivo ivoss usado usadoss para para conv convert erter er energia mecânica em energia térmica com consequente reallização de trabalho.
II.
O enunci enunciado ado da da Segund Segunda a Lei da da Term Termodi odinâm nâmica ica,, propos proposto to por Clausius, arma que o calor não passa espontaneamenespontaneamente de um corpo frio para um corpo quente, a não ser forçado por um agente externo como é o caso do refrigerador.
III.
É possív possível el constr construir uir uma máqui máquina na térmic térmica a que, que, operan operando do em em transformações cíclicas, tenha como único efeito transfor mar completamente em trabalho a energia térmica de uma fonte quente.
IV.. IV
Nenhuma Nenhu ma máqui máquina na térmi térmica ca opera operando ndo entre duas tempe temperaturaturas xadas pode ter rendimento maior que a máquina ideal de Carnot, operando entre essas mesmas temperaturas.
É correto apenas o que se arma em a) I e II. b) I e III. *c) II e IV. d) III e IV. e) I, II e III. (PUC/GO-2018.1) - ALTERNATIVA: A No Texto 6, fragmento de Dois irmãos, irmãos, de Milton Hatoum, a personagem Zana se irrita com alguns aparelhos antigos, como a geladeira alimentada a querosene. Atualmente, as geladeiras domiciliares têm a eletricidade como fonte de energia e refrigeram os alimentos a partir de um uido r efrigerante. Considere uma geladeira com conscons performance tante de de valor 3, que rejeite para o ambiente uma quantidade de calor de 800 cal num ciclo. Nessas circunstâncias, a alternativa que dá corretamente a quantidade de calor que ela retira de seu interior é (assinale a resposta correta): *a) 600 cal. b) 800 cal. c) 1000 cal. d) 1200 cal. [email protected]
(IME/RJ-2018.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Durante um turno de 8 horas, uma fábrica armazena 200 kg de um rejeito na fase vapor para que posteriormente seja liquefeito e estocado para descarte seguro. De modo a promover uma melhor eciência energética da empresa, um inventor propõe o seguinte esesquema: a energia proveniente do processo de liquefação pode ser empregada em uma máquina térmica que opera em um ciclo termodinâmico de tal forma que uma bomba industrial de po- tência 6,4 HP seja acionada continuamente 8 horas por dia . Por
meio de uma análise termodinâmica, determine se a proposta do inventor é viável, tomando como base os dados abaixo. Dados: • calor latente do rejeito: 2160 kJ/kg; • temperatura do rejeito antes de ser liquefeito: 127ºC; • temperatura do ambiente onde a máquina térmica opera: 27ºC; • rendimento da máquina térmica: 80% do máximo teórico; • perdas associadas ao processo de acionamento da bomba: 20%; • 1 HP = 3/4 kW. RESPOSTA IME/RJ-2018.1: O cálculo da potência útil da máquina térmica resulta em um valor de 3,2 HP e a bomba r equer 6,4 HP, HP, portanto, a proposta é inviável. (UNIFOR/CE-2018.1) - ALTERNATIVA: C Praticamente todos os veículos automotivos são movidos por alguma versão de motor de combustão interna de quatro tempos, patenteado por Nikolaus Otto em 1876. O motor de quatro tempos é uma máquina com a função de transformar a energia de uma reação química em energia mecânica, comprimindo uma mistura de ar combustível que explode na presença de uma faísca criando uma fonte de calor intensa, mas transitória.
À medida que aumenta a consciência consciência sobre os impactos ambientais ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar politicas de incentivo ao uso de combustíveis mais ecientes, ecientes, o que vem sendo intensicado desde o nal do século passado. Esta comcom bustão de uma mistura ar-vapor de gasolina ainda é a reação mais utilizada para mover os veículos em todo mundo. Com base nos aspectos envolvidos no funcionamento de motores de quatro tempos, analise as seguintes armações. I.
O motor motor de de combu combustã stão o inter interna na de de quatro quatro temp tempos os opera opera sesegundo o ciclo de Carnot, no qual um uido de trabalho sofre duas transformações adiabáticas alternadas de duas transtrans formações isotérmicas, proporcionando rendimento máximo igual a um.
II.
O calor calor de combu combustã stão o da reação reação que que ocorr ocorre e nos motor motores es é fornecido pela faísca elétrica que provoca a explosão da mistura combustível.
III. A queima queima de combu combustíve stíveis is derivado derivadoss do petróleo petróleo libera libera enerenergia, que é proveniente da biomassa construída em processos energéticos e preservada ao longo do tempo geológico. IV.. O conteúdo IV conteúdo energé energético tico dos dos reagente reagentess é maior maior que o dos dos produtos nas reações que ocorrem nas câmaras de combustão dos motores. É correto apenas o que se arma em a) I e II. d) I, II e IV. b) I e III. e) II, III e IV IV.. *c) III e IV. 46
(PUC/GO-2018.1) - ALTERNATIVA: C No Texto 1, temos a passagem “Eu ia a trote inglês ardendo em chama”. Tomada Tomada em seu sentido literal, a palavra “chama” pode nos remeter ao conceito de calor. Para a Física, o estudo do calor e de suas transformações em didi ferentes formas de energia é realizado por meio da Termodinâmica. Com relação às leis da Termodinâmica, analise as armações a seguir: I - De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna sofrida por um gás ideal pode ser obtida pelo cálculo da diferença entre a quantidade de calor fornecida a ele e o trabalho realizado nesse processo. II - Durante a expansão adiabática de um gás ideal, todo o trabalho realizado pelo sistema resultará em aumento da energia interna desse sistema. III - Se um gás ideal ocupa um volume de 4 × 10 –3 m3 sob pressão de 1 × 106 N/m2 e, ao receber 500 J de calor, aumenta seu volume para 1 × 10 –2 m 3, ao passo que sua pressão é mantida constante, então a variação da energia interna desse gás é de −5500 J. IV - A Segunda Lei da Termodinâmica identica o sentido da transtransformação de energia em processos naturais; ou seja, o calor jamais uirá espontaneamente de um objeto frio para um objeto quente. Assinale a alternativa alternativa que apresenta apresenta todos os itens corretos: corretos: a) I e II. b) I, II e III. *c) I, III e IV. d) II, III e IV. (UNISC/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: A Uma empresa de engenharia projetou uma máquina térmica, a qual opera entre dois reservatórios térmicos. A temperatura dos reservatórios quente e frio são, respectivamente, 327°C e 27°C. Nesse pro jeto, a cada ciclo, ciclo, a máquina receberia receberia 750 J de calor do reservatório quente, produziria 500 J de trabalho e cederia 250 J ao reservatório frio. Considerando os limites impostos pela segunda lei da termodinâmica para o funcionamento das máquinas térmicas, analise as armaarma tivas apresentadas a seguir e assinale a alternativa correta. *a) A máquina referida não poderia existir, pois sua eciência é maior que a eciência de uma máquina de Carnot, trabalhando entre os mesmos reservatórios de calor. b) A máquina referida poderia existir e tem eciência aproximadaaproximadamente igual a 67%. c) A máquina referida poderia existir e sua eciência é igual à da máquina de Carnot, trabalhando entre os mesmos reservatórios de calor, ou seja, 50%. d) A máquina referida não poderia existir, pois viola o princípio de conservação de energia. e) A máquina referida poderia existir, pois obedece à primeira e à segunda lei da termodinâmica. (UNESP-2018.1) - RESPOSTA: a) h = 25% b) r = = 0,4 A gura mostra uma máquina térmica em que a caldeira funciona como a fonte quente e o condensador como a fonte fria.
(UEMG-2018.1) - ALTERNATIVA: C Ao conceber conceber um ser cujas faculdades são tão aguçadas que ele consegue acompanhar cada molécula em seu curso, esse ser, cujos atributos são ainda essencialmente tão nitos quanto os nossos, seria capaz de fazer o que atualmente nos é impossível fazer. fazer. Consideramos que as moléculas em um recipiente cheio de ar, a uma temperatura uniforme, movem-se com velocidades que não são de modo algum uniformes. Suponhamos agora que tal recipiente é separado em duas porções, A e B, por meio de uma divisória na qual há um pequeno orifício, e que um ser, que pode ver as moléculas individuais, abre e fecha esse orifício, de forma a permitir que somente as moléculas mais rápidas passem de A para B, e somente as mais lentas passem de B para A. Ele irá, portanto, sem nenhum trabalho, elevar a temperatura de B e baixar a de A, contradizendo a 2ª lei da termodinâmica. Fonte: https://www.scientiaplena.org.br/sp/article/download/635/296 (Adaptado).
O enunciado refere-se ao experimento mental intitulado a) Gato de Schrödinger Schrödinger.. b) Matéria e energia escuras. *c) Demônio de Maxwell. d) Paradoxo de Olbers. (UEPG/PR-2018.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04) Em relação às máquinas térmicas, assinale o que for correto. 01) Máquinas térmicas são dispositivos que convertem parte da energia térmica recebida em trabalho mecânico. 02) O motor à combustão de um automóvel é um exemplo de máquina térmica. 04) De acordo com a primeira lei da termodinâmica, o calor adicionado a um sistema é numericamente igual à variação da energia interna do sistema mais o trabalho externo realizado pelo sistema. 08) As máquinas térmicas mais ecientes transformam todo o calor recebido de um reservatório quente em trabalho mecânico. 16) O rendimento de uma máquina térmica é numericamente igual à razão entre a temperatura da fonte quente pela temperatura da fonte fria. (UFRGS/RS-2018.1) - ALTERNATIVA: B A velocidade máxima do vento no furacão Irma em setembro/2017 chegou a 346 km/h, o que o classica como um furacão de categoria 5. Segundo um modelo teórico desenvolvido no MIT (Massachuttes rnstitute of Thecnology), um furacão pode ser tratado como uma máquina de calor de Carnot. A tempestade extrai calor do oceano tropical quente (água como fonte de calor) e converte parte do calor em energia cinética (vento). Nesse modelo, a velocidade máxima Vmáx pode ser obtida da equação Toce – T Tatm E Vmáx = Tatm Nessa equação, Toce e Tatm são, respectivamente, a temperatura da superfície do oceano e a temperatura no nível do topo da nuvem a cerca de 12 a 18 km, ambas em K, e E corresponde à taxa de transferência de calor do oceano para a atmosfera. Considere, no modelo, os seguintes processos. I - Dimi Diminuiç nuição ão da da tempera temperatura tura na superf superfície ície do oceano oceano.. II - Aume Aumento nto na diferen diferença ça de tempera temperatura tura entre entre a superfíc superfície ie do oceoceano e o topo da nuvem na atmosfera. III - Dimi Diminuiç nuição ão na taxa de de transferên transferência cia de calor calor..
(http://elcalor.wordpress.com. Adaptado.)
a) Considerando que, a cada minuto, a caldeira fornece, por meio do vapor, uma quantidade de calor igual a 1,6×109 J e que o condensador recebe uma quantidade de calor igual a 1,2×109 J, calcule o rendimentodessa máquina térmica. b) Considerando que 6,0×103 kg de água de refrigeração uem pelo condensador a cada minuto, que essa água sai do condensador com temperatura 20 ºC acima da temperatura de entrada e que o calor especíco da água é igual a 4,0×103 J/(kg·ºC), calcule a razão entre a quantidade de calor retirada pela água de refrigeração e a quantidade de calor recebida pelo condensador condensador.. [email protected]
Quais processos contribuem para o aumento da velocidade máxima do vento em um furacão? a) Apenas I. *b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e lI. e) I, II e III.
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VESTIBULARES 2018.2 (SENAI/SP-2018.2) - ALTERNATIVA: D Máquina térmica é qualquer dispositivo que, trabalhando em ciclos, transforme uma quantidade de calor em trabalho. Ela recebe uma quantidade de calor de alguma fonte, pode-se dizer “quente”, r ealiza um trabalho e dispensa uma quantidade de calor para uma fonte “fria”, geralmente o meio ambiente. Os gases são usualmente empregados em máquinas térmicas. Isso se deve ao fato de suas moléculas encontrarem-se a) em estado estático, devido à força de atração. b) em estado de ionização elevado e constante. *c) fracamente unidas, o que permite manter o calor recebido. d) fracamente unidas, o que permite contração e expansão. e) no estado expandido, mantendo o calor recebido. (UNIFENAS/MG-2018.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: C O motor de um avião, quando em funcionamento, atinge uma temperatura de 227°C, enquanto que a temperatura externa, ou seja, da fonte fria é de 27°C. Podendo ser considerado uma máquina térmica, obtenha o seu rendimento?
(UEM/PR-2018.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Um mol de gás hélio (gás ideal) é usado em uma máquina térmica que opera em um ciclo representado por um retângulo ABCD (no sentido horário) em um diagrama pressão versus volume. No ponto A, o volume e a pressão do gás assumem assumem seus valores valores mínimos: V0 e P 0 . Em C a pressão e o volume são máximos: 2V 0 e 2P0 . Sobre o gás hélio e o sistema descrito acima, assinale o que for correto. 01) À temperatura ambiente, o hélio encontra-se na forma de um gás diatômico, incolor, inodoro e mais denso que o ar atmosférico. 02) O rendimento do ciclo ABCD é igual a 2 /13. 04) Uma máquina de Carnot, operando entre as temperaturas mais alta e mais baixa alcançadas no ciclo ABCD, tem rendimento igual a 3/ 4. 08) Um processo isotérmico, de temperatura igual a 3 / 2 da maior temperatura alcançada no ciclo ABCD, passa por B e D. 16) Em uma expansão adiabática passando pelo estado B, a pressão do gás é maior que P 0 quando o volume é igual a 2V0 .
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a) 10%. b) 30%. *c) 40%.
d) 50%. e) 60%.
(UEPG/PR-2018.2) - RESPOSTA: SOMA = 22 (02+04+16) Uma máquina térmica ideal opera de acordo com o ciclo de Carnot realizando um ciclo a cada 2 segundos e possui uma eciência de 20%. Ela recebe 1000 cal de uma fonte de calor a uma temperatura de 127 °C, realiza trabalho e rejeita calor para uma fonte fria. Em relação ao enunciado, assinale o que for correto. 01) A eciência da máquina térmica operando no ciclo de Carnot é inversamente proporcional à diferença de temperatura entre as fontes quente e fria. 02) A quantidade quantidade de calor rejeitada para a fonte fria é 800 cal. 04) A potência da máquina térmica é 400 W. 08) O trabalho realizado pela máquina térmica a cada ciclo é 400 J. 16) A temperatura temperatura da fonte fria é 47 °C. (UEM/PR-2018.2) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16) Em relação às máquinas térmicas, assinale o que for correto. 01) É impossível realizar um processo cujo único resultado seja remover uma certa quantidade de energia na forma de calor de uma fonte quente e transformá-la em trabalho. 02) O rendimento de uma máquina térmica é sempre não negativo e não maior do que 1. 04) O ciclo reversível de máximo rendimento operando entre duas fontes térmicas (a temperaturas diferentes) deve necessariamente ser formado por duas isotermas ligadas por duas transformações isobáricas. 08) Em uma máquina de Carnot, os trechos do ciclo em que há variação da temperatura do sistema devem ocorrer sem trocas de calor, ou seja, através de processos adiabáticos reversíveis. 16) O ciclo de Carnot é um ciclo reversível de máximo rendimento operando entre duas fontes térmicas (a temperaturas diferentes). (IFF/RJ-2018.2) - ALTERNATIVA: B Uma das características da revolução industrial foi o aumento da produção. Isso foi possível graças às máquinas térmicas, que usam o uxo natural de calor entre uma região quente e uma região mais fria para realizar trabalho. O físico e engenheiro Nicolas Léonard Sadi Carnot estabeleceu um limite para o rendimento de máquinas térmicas que operem entre dois r eservatórios de calor. Esse limite é alcançado, no ciclo de Carnot, que é composto por a) duas transformações adiabáticas e duas isobáricas. *b) duas transformações adiabáticas e duas isotérmicas. c) duas transformações isotérmicas e duas isobáricas. d) uma transformação isotérmica, uma isobárica e uma adiabática. e) duas transformações adiabáticas e uma isobárica. [email protected]
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