FÍSICA II -TERMOLOGIA-
-TERMOLOGIAREVISÃO
TERMOLOGIA
REVISÃO
QUESTÕES EEAR 2000 A 2012 01. (EEAR – 2000) Considere uma chapa quadrada, metálica, de material homogêneo, contendo um orifício circular em seu centro. Se a chapa for aquecida de modo uniforme e o seu lado aumentar em 2%, então a área do orifício: (A)diminuirá em 2% (B)diminuirá em 4% (C)aumentará em 2% (D)aumentará em 4% 02. (EEAR – 2000) Certa escala termométrica adota os valores –30ºG e 370ºG, respectivamente, para os pontos de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão de 1atm. A fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius é: (A)tG = tC – 30 (B)tG = tC + 370 (C)tG = 4tC – 30 (D)tG = 3,4tC + 30 03.(EEAR - 2000) Oito mols de um gás ideal monoatômico sofrem o processo termodinâmico AB indicado no gráfico. A quantidade de calor, em kJ, trocada pelo gás na transformação de A para B, é (dado: R = 8,31 J/molK) (A)6 (B)12 (C)15 (D)48 04.(EEAR – 2000) A variação aproximada do volume, em cm3, de uma esfera de alumínio de raio 10cm, quando aquecida de 20ºF a 110ºF, é: (dado o coeficiente de dilatação linear do alumínio a =23x10-6 /ºC) (A)1,45 (B)14,50 (C)18,50 (D)29,00 05. (EEAR - 2000) Certa massa de metano, cuja molécula grama é 16 gramas, ocupa volume de 120 litros sob pressão de 2,5 atm e à temperatura de 427 oC. A massa do metano, em gramas, é dado: R = 0,082 atm.l/mol K (A)3,06
(B)5,22 (C)19,06 (D)83,60 06. (EEAR – 2000) No interior de um cilindro, encontram-se 30cm3 de um gás perfeito, sob pressão de 3atm e temperatura de 50ºC. Inicialmente, o gás sofre expansão isotérmica e seu volume passa a ser 70cm 3. A seguir, sofre transformação isocórica e a pressão torna-se 2,5atm. No final, a temperatura do gás, em ºC, vale: (A)323 (B)355 (C)430 (D)628 07. (EEAR – 2000) Dois líquidos A e B, com a massa de A valendo 5/4 da massa de B, são misturados no interior de um calorímetro. Verifica-se que não há mudanças de estado e que a temperatura inicial de B e a temperatura de equilíbrio correspondem ao quádruplo e ao triplo, respectivamente, da temperatura inicial de A. Desprezando-se as trocas de calor com o calorímetro e com o ambiente, a relação entre os calores específicos dos líquidos A e B é: (A)1,25 (B)0,80 (C)0,75 (D)0,40 08. (EEAR – 2000) Uma máquina térmica trabalha entre as temperaturas de 300K e 600K. Em cada ciclo, a máquina retira 221J de calor da fonte quente e rejeita 170J de calor para a fonte fria. O rendimento da máquina e o rendimento máximo, em porcentagem, que ela poderia ter com as temperaturas entre as quais opera são, respectivamente: (A)44 e 56 (B)23 e 50 (C)50 e 77 (D)23 e 77 09. (EEAR – 2002) No alto de uma montanha, a temperatura de ebulição da água se dá: a) abaixo de 100º C. b) acima de 100º C. c) a 100º C. d) a 0º C. 10. . (EEAR – 2002) Flávio, um brilhante estudante de Física, comprou um termômetro clínico graduado. Junto ao termômetro veio um manual de instrução, onde se lia “deixe o termômetro sob as axilas ou na boca por aproximadamente 3
TERMOLOGIA minutos. Após esse tempo, faça a leitura da temperatura”. O estudante pode concluir, corretamente, que: a) o tempo não altera a leitura da temperatura. b) este tempo poderia ser aumentado para 5 minutos sem afetar a medição. c) a leitura deve ser feita somente com 3 minutos, não podendo ultrapassar esse tempo. d) a correta leitura deve ser feita imediatamente após o contato do bulbo do termômetro com o corpo. 11. (EEAR – 2002) “Água que o Sol evapora Pro céu vai embora Virar nuvem de algodão” O trecho acima, retirado da música “Planeta Água”, de Guilherme Arantes, faz referência à mudança de estado físico da água a partir da energia térmica do Sol que é transferida para esta última, principalmente, pelo processo de a) convecção. c) condução. b) irradiação. d) difração.
12. (EEAR – 2002) Uma garrafa de alumínio (coeficiente de dilatação linear = 22 x 10 -6 ºC-1 ), com volume de 808,1 cm3, contém 800 cm3 de glicerina (coeficiente de dilatação volumétrica =147 x 10-6 ºC-1) à temperatura de 0ºC. A temperatura, em ºC, a que deve ser aquecido o conjunto para que o frasco fique completamente cheio, sem haver transbordamento de glicerina, é de aproximadamente, a) 100. b) 125. c) 225. d) 375. 13. (EEAR – 2001) Em uma transformação isobárica, 12,5 mols de um gás perfeito variam sua temperatura de 100 K para 300 K. O trabalho realizado pelo gás, em atm.l, vale: 2 b) 2,05 x 103 a) 2,05 x 10 4 c) 2,05 x 105 b) 2,05 x 10
a) temperatura somente. b) temperatura e manter a pressão. c) pressão e manter a temperatura. temperatura e aumentar a pressão 17. . (EEAR – 2001) Uma escala “ W ” foi criada atribuindo-se os valores de – 20ºW e 30ºW aos pontos de gelo e de vapor, respectivamente. Portanto, 50ºC corresponde em ºW a c) 15 d) 5 a) 50 b) 45 18. (EEAR – 2001) A variação do comprimento de uma barra homogênea corresponde a 1 % de seu comprimento inicial, ao ser aquecida de 23ºC a 423ºC. O coeficiente de dilatação linear do material de que é feita a barra vale, em 10- 5 º C – 1, a)
1,0
b) 1,5
c) 2,5
19. (EEAR – 2001) A razão das variações entre os pontos de gelo e vapor na escala centígrada e em uma escala R é 2:7. Sabendo que o ponto de vapor na escala R vale 400ºR, podemos afirmar que o ponto de gelo nesta escala, em ºR, vale c) 350 a) 50 d) 400 b) 100 20. (EEAR – 2001)O diagrama representa a dilatação do comprimento l de uma barra metálica em função da temperatura. Se o coeficiente de dilatação da barra é 2 x 10 – 5 o – 1 o C , o comprimento da barra a 50 C é , em metros, l (mm)
a) b) c) d)
50,05 50,50 55,00 500,5
l 0
0
Dado: Constante universal dos gases, R= 0,082 atm.l / (mol K) 14. (EEAR – 2001) Um copo de vidro está completamente cheio com 250 cm3 de óleo a 20ºC. O volume transbordado, em cm3, quando a temperatura do conjunto passa a 120ºC, vale: a) 11,6 b) 23,2 c) 24,4 d) 48,8 Dados: Coeficiente de dilatação linear ( ) do vidro = 12 x 10- 6 ºC- 1 Coeficiente de dilatação volumétrico ( ) do óleo = 500 x 10 - 6 ºC1 15. (EEAR – 2001) O produto da pressão pelo volume de um gás é constante numa transformação: a) isotérmica. b) adiabática. c) isométrica. d) isobárica. 16. (EEAR – 2001) Um vaso contém água pura a temperatura e pressão ambientes. Para que esta água entre em ebulição deve-se reduzir a
d) 4,0
45o
t (O C)
Dado : l 0 = comprimento inicial 21. (EEAR – 2002) Quando um sistema realiza um trabalho sobre o meio externo a ele, sem ceder ou receber energia sob a forma de calor, a) a evolução deste é dita isométrica. b) sua energia interna diminui. c) sua energia interna aumenta. d) a evolução não é adiabática. 22. (EEAR – 2002) O antimônio e o bismuto apresentam, durante o processo de fusão, comportamento inverso ao da maioria das substâncias conhecidas, pois seu volume ____________ com o aumento da pressão atuante no meio onde se encontra a substância. a) aumenta c) diminui b) oscila infinitamente d) permanece constante 23. (EEAR – 2002) Um sistema recebeu do meio externo a ele uma quantidade de calor igual a 8.000 cal e realizou, sobre esse meio, um trabalho de 20.000 J. Em joules, qual a variação da energia interna desse sistema? ( considere 1 cal = 4,2 J)
TERMOLOGIA a) 13.600 b) 12000
c) – 12.000 d) – 13600
24. (EEAR – 2002) Em alguns países, usa-se a escala Fahrenheit, que adota os valores 32 para o ponto de gelo e 212 para o ponto de vapor. O intervalo entre essas duas medidas é dividida em ______ partes. a) 32 b) 100 c) 180 d) 212
31. .( EEAR – 2003) Considere os corpos A, B, C e D, indicados na figura abaixo, colocados no vácuo. Sendo T A, TB, TC e TD as temperaturas dos corpos A, B, C e D, respectivamente, onde TA TB, TD TC e TC TB. Indique a alternativa que informa o modo de propagação de calor a) somente irradiação. A B b) somente condução. c) condução e convecção. C D d) irradiação e convecção.
25(EEAR – 2002) . A coluna de mercúrio de um termômetro apresenta uma altura de
2h 3
, quando a 0ºC, e
11h 4
, quando a
100ºC, sob pressão normal. A temperatura correspondente à altura “h” da coluna vale, em ºC, a) 16. b) 18. c) 22. d) 33. 26. (EEAR – 2003) A temperatura de um gás que sofre uma compressão adiabática: a) aumenta. c) é invariável. b) diminui. d) pode aumentar ou diminuir. 27.( EEAR – 2003) A temperatura, a uma dada pressão, acima da qual uma substância é considerada um gás, é denominada a) fundamental. c) de fusão. b) principal. d) crítica. 28. .( EEAR – 2003)Dez mols de um gás perfeito evoluem isobaricamente, passando de uma temperatura de 300 K para uma de 400 K. Nessas condições o trabalho realizado na evolução, em atm . litro, vale (dado: constante geral dos gases = R = 0,082 atm . litro / K . mol) a) 41 b) 82 c) 123 d) 164 29. .( EEAR – 2003) É FALSO afirmar que a) os gases possuem grande expansibilidade. b) os líquidos oferecem grande resistência à compressão. c) somente os líquidos podem ser considerados fluidos perfeitos. D) a viscosidade não influi no estudo dos líquidos em equilíbrio 30. .( EEAR – 2003) Numa antiga propaganda de uma grande loja X de departamentos, existia o seguinte refrão: “ – Quem bate? – É o frio! – Não adianta bater, pois eu não deixo você entrar, os cobertores da loja X é que vão aquecer o meu lar!” Do ponto de vista da Física, o apelo publicitário é a) correto pois, dependendo da espessura do cobertor, este pode impedir a entrada do frio. b) correto pois, independente da espessura do cobertor, este é um excelente isolante térmico, impedindo a entrada do frio. c) incorreto pois não foi definida a espessura do cobertor. d) incorreto pois não tem sentido falar em frio entrando ou saindo já que este é uma sensação que ocorre quando há trocas de calor entre corpos de diferentes temperaturas.
32.( EEAR – 2003)Uma barra metálica de comprimento L 0 a 0ºC sofreu um aumento de comprimento de
1 200
do seu
comprimento inicial, quando aquecida a 125ºC. Pode-se dizer que o coeficiente de dilatação linear do metal, em ºC -1, é a) 2 x 10-10. b) 4 x 10-5. c) 6 x 10-4. d) 1 x 103. 33. .( EEAR – 2003) – O gráfico abaixo mostra uma expansão isotérmica de um gás ideal, de uma situação 1 para uma final 2. Supondo que a área sob o gráfico p x V (onde p é a pressão e V é o volume) possa ser aproximada para a área de um trapézio retângulo, o calor envolvido no processo, em módulo, vale a) 0,75 pV b) pV c) 0,5 pV d) 1,3 pV 34. .( EEAR – 2003) A formação das nuvens e a precipitação da chuva, entre outros fenômenos, exige que haja a) evaporação das águas dos oceanos, rios, lagos e mares e a condensação do vapor d’água existente no ar. b) a evaporação das águas dos oceanos, rios, lagos e mares e a fusão do vapor d’água existente no ar. c) a condensação das águas dos oceanos, rios, lagos e mares e a condensação do vapor d’água existente no ar. d) a solidificação das águas dos oceanos, rios, lagos e mares e a condensação do vapor d’água existente no ar. 35. .( EEAR – 2003) Calcular a quantidade de calor, em calorias, que atravessa uma placa de ferro de 3 cm de espessura em uma hora, sendo de 1 cm 2 a superfície da mesma e de 150ºC a diferença de temperatura entre as faces. Dado: coeficiente de condutibilidade K 0,12 cal .m
a) 216
1
. s
1
1
C
b) 432
c) 648
d) 1.800
36. .( EEAR – 2003) Aquece-se uma certa massa de gás ideal a volume constante de 27ºC até 127ºC. Pode-se afirmar que a razão entre as energias cinéticas médias das moléculas, depois e antes do aquecimento, é de a)
3 4
.
b)
4
.
c)
3
12 7
.
27
d)
27
.
127
37. .( EEAR – 2003) No gráfico a seguir, o trabalho, em atm.cm3, executado pelo gás entre os estados A e B vale a) 4. b) 8. P A B c) 16. 4 d) 32.
4
8
v cm3
TERMOLOGIA 38. .( EEAR – 2003) Automóveis que ficam ao "relento" da noite para o dia, amanhecem com suas superfícies "molhadas". Esse fenômeno ocorre devido à a) condensação do vapor de água que existe no ar. b) condensação do vapor de água e do gás carbônico que existem no ar. c) solidificação do vapor de água e do gás carbônico que existem no ar. d) solidificação do vapor de água e condensação do gás carbônico que existem no ar. 39. .( EEAR – 2004) Uma variação de temperatura de 100 0C eqüivale a uma variação, em 0F, de a) 212. b) 180. C) 132. d) 80 40. (EEAR- 2004) Seja um líquido quente colocado numa garrafa térmica. O líquido "perde pouco" calor por _________, pois ___________. a) condução – o vácuo entre as paredes e a tampa isolante evitam a transmissão de calor b) radiação – as paredes espelhadas não refletem as ondas eletromagnéticas c) convecção – as paredes espelhadas não refletem as ondas eletromagnéticas d) radiação – o vácuo entre as paredes evita a transmissão de calor
44. (EEAR – 2006) É impossível construir uma máquina operando em ciclos cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.” Esse enunciado, que se refere à Segunda Lei da Termodinâmica, deve-se a a) Clausius. b) Ampère. c) Clapeyron. d) Kelvin. 45. (EEAR – 2007) Numa máquina de Carnot, de rendimento 25%, o trabalho realizado em cada ciclo é de 400 J. O calor, em joules, rejeitado para fonte fria vale: a) 400 b) 600 c) 1200 d) 1600 46. (EEAR – 2007) Para diminuir a variação de temperatura devido a _____ de calor, do alimento em uma embalagem descartável de folha de alumínio, a face espelhada da tampa deve estar voltada para ______ Obs: A temperatura do ambiente é maior que a temperatura do alimento.
41. (eear – 2004) O volume ocupado por um 1 kg de água a o 100 C e à pressão atmosférica constante varia de 1 litro na fase líquida para 1700 litros na fase de vapor. A variação da energia interna, em 103 joules, de 1 kg de vapor de água e 1 kg de água no estado líquido no ponto normal de ebulição, vale 5 Aproximadamente Dados: Pressão atmosférica: 10 pascal Calor latente de vaporização da água: 2260 . 10 3 joules/kg a) 1290. b) 2090. c) 2504. d) 5302.
a) radiação; dentro b) condução; fora c) convecção; fora d) radiação; fora
42. (EEAR – 2006) Se, em um calorímetro ideal, dois ou mais corpos trocam calor entre si, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos, até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é: a) nula. b) maior que zero. c) menor que zero. d) igual à quantidade de calor do corpo de maior temperatura.
48. (EEAR – 2008) Um sistema termodinâmico realiza o ciclo indicado no gráfico P x V a seguir
43. (EEAR – 2006) Se considerarmos que um ciclo ou uma transformação cíclica de uma dada massa gasosa é um conjunto de transformações após as quais o gás volta às mesmas condições que possuía inicialmente, podemos afirmar que quando um ciclo termodinâmico é completado, a) o trabalho realizado pela massa gasosa é nulo. b) a variação da energia interna da massa gasosa é igual ao calor cedido pela fonte quente. c) a massa gasosa realiza um trabalho igual à variação de sua energia interna. d) a variação de energia interna da massa gasosa é nula.
O trabalho resultante e a variação de energia interna do gás, ao completar o ciclo, valem, em joules, respectivamente, _________________. a) zero e zero b) 10x105 e zero c) zero e 10x105 d) 20 x 105 e zero
47. (EEAR – 2008) A convecção é um processo de transferência de calor que ocorre a) somente nos gases. b) somente nos fluidos. c) também nos sólidos. d) nos sólidos e líquidos.
49. (EEAR – 2009) O coeficiente de dilatação linear (α) é uma constante característica do material. Na tabela a seguir mostra-se o valor de α de duas substâncias.
TERMOLOGIA
Considere duas barras separadas, sendo uma de aço e outra de alumínio, ambas medindo 0,5 m a 0 ºC. Aquecendo as barras ao mesmo tempo, até que temperatura, em ºC, essas devem ser submetidas para que a diferença de comprimento entre elas seja exatamente de 6.10-3 cm? a) 1 b) 10 c) 20 d) 50 50. (EEAR – 2009) Um equipamento eletrônico foi entregue na Sala de Física da Escola de Especialistas de Aeronáutica, porém, na etiqueta da caixa estava escrito que o equipamento deveria funcionar sob uma temperatura de 59 ºF. Logo, os professores providenciaram um sistema de refrigeração, que deveria ser ajustado em valores na escala Celsius. Portanto, a temperatura correta que o sistema deve ser ajustado, em ºC, é de: a) 15,0 b) 32,8 c) 42,8 d) 59,0 51. (EEAR – 2009) Uma certa massa de um gás ideal ocupa um volume de 3 L, quando está sob uma pressão de 2 atm e à temperatura de 27 ºC. A que temperatura, em ºC, esse gás deverá ser submetido para que o mesmo passe a ocupar um volume de 3,5 L e fique sujeito a uma pressão de 3 atm? a) 47,25 b) 100,00 c) 252,00 d) 525,00 52. (EEAR – 2010) A maioria das substâncias tende a diminuir de volume (contração) com a diminuição da temperatura e tendem a aumentar de volume (dilatação) com o aumento da temperatura. Assim, desconsiderando as exceções , quando diminuímos a temperatura de uma substância, sua densidade tende a: Obs.: Considere a pressão constante. a) diminuir. b) aumentar. c) manter-se invariável. d) aumentar ou a diminuir dependendo do intervalo de temperatura considerado. 53. (EEAR – 2010) Uma certa amostra de gás ideal recebe 20 J de energia na forma de calor realizando a transformação AB indicada no gráfico Pressão (P) X Volume (V) a seguir. O trabalho realizado pelo gás na transformação AB, em J, vale
a) 20 b) 10 c) 5 d) 0 54. (EEAR – 2010) As trocas de energia térmica envolvem processos de transferências de calor. Das alternativas a seguir, assinale a única que não se trata de um processo de transferência de calor. a) ebulição. b) radiação. c) condução. d) convecção. 55. (EEAR – 2011) Uma certa amostra de um gás monoatômico ideal sofre as transformações que são representadas no gráfico Pressão X Volume (PXV), seguindo a sequência ABCDA. O trabalho realizado pelo gás na transformação AB e a variação de energia interna do gás no ciclo todo , em joules, valem, respectivamente: a) zero e zero. b) 4x106 e zero. c) zero e 3,2 x 106. d) 3,2 x 106 e zero.
56. (EEAR – 2011) Uma certa amostra de gás monoatômico ideal, sob pressão de 5 x 10 5 Pa, ocupa um volume de 0,002 m3. Se o gás realizar m trabalho de 6000 joules, ao sofrer uma transformação isobárica, então irá ocupar o volume de ___ m3. a) 0,014 b) 0,012 c) 0,008 d) 0,006 57. (EEAR – 2011) Os satélites artificiais, em geral, utilizam a energia solar para recarregar suas baterias. Porém, a energia solar também produz aquecimento no satélite. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase: “Considerando um satélite em órbita, acima da atmosfera, o Sol aquece este satélite por meio do processo de transmissão de calor chamado de ______________.” a) condução b) irradiação c) convecção d) evaporação 58. (EEAR – 2011) Um elemento dissipador de calor tem a função de manter a temperatura de um componente, com o qual esteja em contato, constante. Considerando apenas a temperatura do componente (TC), do dissipador (TD) e do
TERMOLOGIA meio (TM), assinale a alternativa correta quanto aos valores de temperatura TC, TD e TM ideais para que o fluxo de calor sempre ocorra do componente, passando pelo dissipador até o meio. OBS: Considere que o calor específico não muda com a temperatura e que o componente esteja envolto totalmente pelo dissipador e este totalmente pelo meio. a) TD
