Questões Sobre Calor Sensível - Física - concurso

Agora que você analisou as afirmativas sobre condutividade elétrica e o uso do condutivímetro, é hora de escolher a alternativa que contém somente as afirmativas corretas.

Vamos analisar cada uma das afirmativas novamente:

I) A condutividade varia com a concentração total de substâncias ionizadas dissolvidas na água e da temperatura, porém independe da mobilidade e da valência dos íons dissolvidos. Isso é INCORRETO, pois a condutividade elétrica também depende da mobilidade dos íons.

II) O procedimento de medição de condutividade elétrica depende da marca e do modelo do condutivímetro utilizado, porém algumas etapas do procedimento são consideradas comuns, como a seguinte ordem: 1. Ligar o aparelho; 2. Deixar o equipamento ligado durante alguns minutos; 3. Lavar a sonda de condutividade elétrica com água destilada e enxugar com papel absorvente macio; 4. Calibrar o aparelho com solução padrão de condutividade elétrica; 5. Lavar e enxugar novamente a sonda; 6. Proceder a leitura de condutividade elétrica da amostra; 7. Após a leitura da amostra, lavar o eletrodo, enxugar e guardar conforme especificação do fabricante. Isso é CORRETO.

III) Como a condutividade elétrica é dependente da temperatura, os dados de condutividade elétrica devem ser acompanhados da temperatura na qual foi medida. Isso é CORRETO.

IV) A condutividade elétrica pode ser expressa por diferentes unidades. No Sistema Internacional de Unidades (S.I.), é reportada como Siemens por metro (S/m), e não como Siemens por segundo (S/s). Isso é INCORRETO.

Portanto, as afirmativas II e III são as únicas corretas.

A resposta certa é A) II e III.

onsidere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que

• A)POTÊNCIAZ = 2XPOTÊNCIAY.
• B)POTÊNCIAZ = POTÊNCIAY.
• C)POTÊNCIAZ = 5XPOTÊNCIAY.
• D)POTÊNCIAZ = 10XPOTÊNCIAY.

Para resolver essa questão, precisamos entender como funciona a potência de uma panela elétrica. A potência é a quantidade de energia que a panela fornece por unidade de tempo para aquecer a água. No caso das duas panelas, ambas elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Isso significa que a quantidade de energia necessária para essa elevação de temperatura é a mesma para ambas as panelas.

Além disso, sabemos que a panela do fabricante Z aquece 2 litros de água em 5 minutos, enquanto a panela do fabricante Y aquece 4 litros de água em 10 minutos. Isso significa que a taxa de aquecimento da panela do fabricante Z é mais alta do que a da panela do fabricante Y.

No entanto, aqui está o ponto chave: como a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura da água é a mesma para ambas as panelas, e a taxa de aquecimento da panela do fabricante Z é mais alta, significa que a potência da panela do fabricante Z é igual à potência da panela do fabricante Y. Ou seja, a resposta certa é B) POTÊNCIAZ = POTÊNCIAY.

Para entender melhor por que as outras opções estão erradas, podemos analisar cada uma delas. A opção A) POTÊNCIAZ = 2XPOTÊNCIAY não faz sentido, pois não há razão para a potência da panela do fabricante Z ser duas vezes maior do que a da panela do fabricante Y. A opção C) POTÊNCIAZ = 5XPOTÊNCIAY também não é correta, pois a taxa de aquecimento da panela do fabricante Z é mais alta, mas não cinco vezes maior. Já a opção D) POTÊNCIAZ = 10XPOTÊNCIAY é ainda mais absurda, pois a panela do fabricante Z aquece a água em metade do tempo que a panela do fabricante Y, mas não tem uma potência dez vezes maior.

Portanto, a resposta certa é B) POTÊNCIAZ = POTÊNCIAY. Além disso, é importante notar que essa questão requer um raciocínio lógico e uma compreensão básica de como funciona a potência de uma panela elétrica.

Em resumo, ao analisar a questão, podemos concluir que a potência da panela do fabricante Z é igual à potência da panela do fabricante Y, pois ambas necessitam da mesma quantidade de energia para elevar a temperatura da água, e a taxa de aquecimento da panela do fabricante Z é mais alta. Isso significa que a resposta certa é B) POTÊNCIAZ = POTÊNCIAY.

Considere duas garrafas idênticas, uma contendo 1 kg de leite e outra contendo 1 kg de água, ambas inicialmente a 15 °C e expostas à temperatura ambiente de 21 °C. A capacidade térmica do leite integral é, aproximadamente, 3,93 kJ·K-1·kg-1 e da água é 4,19 kJ·K-1·kg-1. Considere que a condutividade e a emissividade térmica sejam as mesmas para os dois líquidos. Com base nessas informações, é correto afirmar que, ao atingir o equilíbrio térmico com o ambiente,

• A)o leite tem calor específico superior ao da água.
• B)o leite atinge a temperatura ambiente antes da água.
• C)a água passa por uma transição de fase antes de atingir a temperatura ambiente.
• D)o leite tem mais energia térmica armazenada que a água.

O gabarito correto é B). Isso ocorre porque, embora a água tenha uma capacidade térmica maior que o leite, o que significa que ela é capaz de absorver mais calor sem aumentar sua temperatura, o leite tem uma temperatura inicial mais próxima da temperatura ambiente. Portanto, ao atingir o equilíbrio térmico, o leite alcançará a temperatura ambiente antes da água.

É importante notar que a escolha da alternativa A é um erro comum, pois a capacidade térmica do leite é menor que a da água. No entanto, isso não significa que o leite tenha um calor específico superior ao da água. O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 kg de uma substância em 1 K, e é representado pela capacidade térmica.

Já a alternativa C é facilmente eliminável, pois não há nenhuma informação que indique que a água vá passar por uma transição de fase (ou seja, mudar de estado líquido para sólido ou gasoso) durante o processo.

Por fim, a alternativa D também é incorreta, pois a quantidade de energia térmica armazenada depende da temperatura e da capacidade térmica do material. Embora o leite tenha uma capacidade térmica menor que a água, sua temperatura inicial mais próxima da temperatura ambiente faz com que ele atinja o equilíbrio térmico antes da água.

Em resumo, é fundamental ler cuidadosamente as informações e entender o conceito de capacidade térmica e calor específico para resolver problemas que envolvem a troca de calor entre substâncias. Além disso, é importante considerar as variáveis envolvidas no problema e não se confundir com as informações apresentadas.

Essa questão é um exemplo clássico de como a fisica pode ser aplicada em situações cotidianas. Ao entender como as substâncias se comportam em relação à temperatura e ao calor, podemos explicar fenômenos que ocorrem em nossa vida diária, como o fato de o leite esfriar mais rápido que a água em uma geladeira.

Além disso, essa questão também pode ser vista como uma forma de demonstrar a importância da compreensão dos conceitos físicos em diversas áreas, como a engenharia, a química e a biologia. Ao entender como as substâncias se comportam em relação ao calor e à temperatura, podemos desenvolver tecnologias e processos mais eficientes e seguros.

Portanto, é fundamental que os estudantes de física desenvolvam uma compreensão sólida dos conceitos físicos e saibam aplicá-los em diferentes contextos. Isso permitirá que eles sejam capazes de resolver problemas complexos e contribuir para o desenvolvimento de tecnologias e processos mais eficientes e seguros.

Churros é uma composição que normalmente consiste em um tubo de massa de farinha de trigo recheado com um doce. Suponha que a mãe prepara para a filha, no forno, churros com recheio de doce de leite. O churros é servido no prato e a menina consegue pegar a parte da massa com a mão, mas ao abocanhar o churros, afasta-o rapidamente da boca porque sente que o recheio de doce de leite está bem mais quente que a massa. Assumindo que no instante da retirada de dentro do forno todas as partes do churros estavam na mesma temperatura, que a parte do doce de leite e a parte da massa possuem a mesma quantidade de gramas, e que houve fluxo de calor para fora do churros desse instante até o momento que a menina é servida, a diferença de temperatura entre massa e recheio, quando a menina mordeu, ocorreu porque o

• A)calor específico do doce de leite é maior do que o calor específico da massa.
• B)calor latente de sublimação do doce de leite é maior do que o calor latente de sublimação da massa.
• C)coeficiente de dilatação térmica da massa é maior do que o coeficiente de dilatação térmica do doce de leite.
• D)calor latente de sublimação do doce de leite é menor do que o calor latente de sublimação da massa.
• E)o coeficiente de dilatação térmica do doce de leite é maior do que o coeficiente de dilatação térmica da massa.

Isso ocorre porque o calor específico do doce de leite é maior do que o calor específico da massa. O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de um material em uma unidade de temperatura. Portanto, quando o churros foi retirado do forno, o doce de leite perdeu menos calor que a massa, pois precisava perder mais calor para reduzir sua temperatura. Dessa forma, a temperatura do doce de leite permaneceu mais alta que a temperatura da massa, fazendo com que a menina sentisse o recheio mais quente.

É importante notar que o calor específico é uma propriedade específica de cada material e não depende da quantidade de material. Já o calor latente de sublimação é a quantidade de calor necessária para que um material mude de estado, por exemplo, de sólido para líquido. No caso do churros, não há mudança de estado, então o calor latente de sublimação não interfere na perda de calor.

O coeficiente de dilatação térmica também não interfere na perda de calor, pois ele está relacionado à expansão ou contração de um material quando sua temperatura muda. No caso do churros, a expansão ou contração do doce de leite ou da massa não afetou a perda de calor.

Em resumo, a resposta certa é A) calor específico do doce de leite é maior do que o calor específico da massa. Isso explica porque a menina sentiu o recheio de doce de leite mais quente que a massa do churros.

Assinale a alternativa que define CORRETAMENTE calor.

• A)Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema.
• B)É uma forma de energia contida nos sistemas.
• C)É uma energia em trânsito que se transfere de um corpo para outro devido à diferença de temperatura entre eles.
• D)É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes.
• E)É uma forma de energia que se transfere do corpo mais frio para o corpo mais quente.

O gabarito correto é C). Isso porque o calor é uma forma de energia que se move de um lugar para outro devido à diferença de temperatura. Quando há uma diferença de temperatura entre dois corpos, o calor flui do corpo mais quente para o corpo mais frio até que ambos atinjam a mesma temperatura.

Portanto, a resposta C) é a que melhor define o calor. A alternativa A) está errada, pois a temperatura é uma medida da quantidade de calor contida em um sistema, não um sinônimo do próprio calor. Já a alternativa B) também está errada, pois o calor não é uma forma de energia contida nos sistemas, mas sim uma forma de energia em trânsito.

A alternativa D) é um erro grosseiro, pois o calor não é uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. Em vez disso, é uma forma de energia que se move dos corpos mais quentes para os corpos mais frios. Por fim, a alternativa E) está errada, pois o calor não se transfere do corpo mais frio para o corpo mais quente, mas sim o contrário.

É importante notar que a compreensão correta do calor é fundamental para entender muitos conceitos importantes em física, como a termodinâmica e a transferência de energia. Além disso, a compreensão do calor também é essencial em muitas áreas, como a engenharia, a química e a biologia.

Em resumo, a alternativa C) é a que melhor define o calor, e é fundamental entender corretamente esse conceito para avançar em muitas áreas do conhecimento.

Vamos calcular a quantidade de calor recebida pela água para elevar a temperatura de 20 ºC a 100 ºC. Para isso, usamos a fórmula Q = m × c × ΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa da água, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.

No caso, temos:

• m = 1 litro = 1000 ml = 1000 g (pois a densidade da água é 1,0 g/cm³)
• c = 1,0 cal.g⁻¹ ºC⁻¹
• ΔT = 100 ºC - 20 ºC = 80 ºC

Substituindo os valores, obtemos:

Q = 1000 g × 1,0 cal.g⁻¹ ºC⁻¹ × 80 ºC = 80 000 cal = 80 kcal

Agora, para calcular a massa de gás utilizada, conhecemos que cada 1 g de gás é capaz de produzir 10 kcal ao queimar, e a eficiência do uso dessa energia é de 80%. Isso significa que, para obter 80 kcal, precisamos de:

m_gás = 80 kcal / (10 kcal/g × 0,8) = 10 g

Portanto, a resposta correta é B) 80 kcal, 10 g.