Questões Sobre Calorimetria - Física - concurso

Um conhecimento preciso das propriedades físicas dos líquidos por vezes é essencial para a sua comercialização. Considere, por exemplo, que certo volume de hidrocarbonetos líquidos tenha sido adquirido e que será entregue por meio de caminhões tanque. Em relação a essa situação, julgue se os itens a seguir.

No recebimento de hidrocarbonetos, a octanagem não é uma propriedade física que está diretamente relacionada à capacidade térmica dos líquidos. A octanagem é uma medida da resistência à detonação de um combustível, enquanto a capacidade térmica é uma medida da quantidade de calor necessário para elevar a temperatura de um líquido em um determinado valor.

• C) CERTO
• E) ERRADO

Portanto, a afirmação de que a octanagem deve ser checada no ato da recepção por meio de uma medida da sua capacidade térmica é incorreta. A octanagem é uma propriedade importante para a comercialização de hidrocarbonetos, mas sua verificação não está relacionada à capacidade térmica.

Em resumo, o conhecimento das propriedades físicas dos líquidos é fundamental para a sua comercialização. No entanto, é importante distinguir entre as diferentes propriedades físicas e químicas dos líquidos, como a octanagem e a capacidade térmica, para evitar erros na avaliação e no manuseio desses produtos.

Além disso, é importante lembrar que a comercialização de hidrocarbonetos envolve uma série de etapas, desde a produção até a entrega ao consumidor final. Em cada uma dessas etapas, é necessário verificar se os produtos atendem aos padrões de qualidade e segurança estabelecidos.

Por exemplo, no recebimento de hidrocarbonetos líquidos, é necessário verificar se os produtos estão dentro dos padrões de qualidade estabelecidos, como a densidade, a viscosidade e a pureza. Além disso, é importante verificar se os caminhões tanque estão em boas condições de conservação e se os produtos estão sendo transportados de acordo com as normas de segurança.

Também é importante lembrar que a comercialização de hidrocarbonetos envolve uma série de responsabilidades, como a garantia da qualidade dos produtos, a segurança no transporte e a proteção ao meio ambiente. Portanto, é fundamental que os profissionais envolvidos nesse processo tenham conhecimento das propriedades físicas e químicas dos líquidos, bem como das normas e regulamentações aplicáveis.

Em conclusão, o conhecimento das propriedades físicas dos líquidos é essencial para a sua comercialização. No entanto, é importante ir além do conhecimento das propriedades físicas e considerar toda a cadeia de suprimento, desde a produção até a entrega ao consumidor final, para garantir a qualidade e a segurança dos produtos.

Um conhecimento preciso das propriedades físicas dos líquidos por vezes é essencial para a sua comercialização. Considere, por exemplo, que certo volume de hidrocarbonetos líquidos tenha sido adquirido e que será entregue por meio de caminhões tanque. Em relação a essa situação, julgue se os itens a seguir.

A temperatura do hidrocarboneto é uma grandeza física importante a ser checada no seu recebimento para avaliar o volume de líquido que foi entregue. Isso ocorre porque a temperatura pode afetar a densidade do líquido, o que, por sua vez, influencia no volume total do produto entregue. Além disso, a temperatura também pode impactar na segurança do transporte e armazenamento do produto.

Por exemplo, se o hidrocarboneto estiver muito quente, ele pode se expandir e ocupar mais espaço no tanque, o que poderia levar a uma entrega menor do que a quantidade contratada. Já se o produto estiver muito frio, ele pode se contrair e ocupar menos espaço, o que resultaria em uma entrega maior do que a quantidade contratada.

Portanto, é fundamental verificar a temperatura do hidrocarboneto no momento do recebimento para garantir que a quantidade entregue seja a mesma quantidade contratada. Além disso, a verificação da temperatura também pode ajudar a evitar problemas de segurança durante o transporte e armazenamento do produto.

Outro exemplo de propriedade física importante a ser verificada é a densidade do líquido. A densidade é uma medida da massa do líquido por unidade de volume e pode variar dependendo da composição química do produto. Se a densidade do hidrocarboneto for maior do que a esperada, isso pode indicar que o produto contém impurezas ou contaminantes que podem afetar sua qualidade ou segurança.

Além disso, a verificação da densidade também pode ajudar a identificar possíveis problemas de adulteração do produto. Se a densidade do líquido for menor do que a esperada, isso pode indicar que o produto foi diluído com um solvente mais leve, o que pode afetar sua qualidade ou segurança.

Portanto, é fundamental verificar a densidade do hidrocarboneto no momento do recebimento para garantir que o produto seja de qualidade e seguro para uso. Além disso, a verificação da densidade também pode ajudar a evitar problemas de segurança durante o transporte e armazenamento do produto.

• C) CERTO
• E) ERRADO

Vamos resolver esse problema de física step by step! Para encontrar a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria, precisamos primeiro aplicar o princípio de mistura de temperaturas.

Considere que você tem x quilos de água quente a 70°C e y quilos de água fria a 25°C. Ao misturar as duas, você obtém uma temperatura final de 30°C.

A equação de mistura de temperaturas é dada por:

(x × 70) + (y × 25) = (x + y) × 30

Agora, vamos rearranjar a equação para isolar y:

y = x × (70 - 30) / (30 - 25)

y = x × 40 / 5

y = 8x

Agora, a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria é x : y, que é igual a 1 : 8. Portanto, a razão é 1/8 = 0,125.

A resposta certa é, portanto, a opção B) 0,125.

Um projétil, de massa m = 10 g, feito de metal de calor específico c = 0,10 cal/(g.ºC), atinge um colete à prova de bala com velocidade v = 600 m/s, parando antes de atravessá-lo. O equivalente mecânico do calor é admitido com o valor 4,2 J/cal e o colete é tido como adiabático. A quantidade de calor dissipada integralmente no projétil deve elevar a temperatura dele, em ºC, de aproximadamente

Para resolver essa questão, precisamos calcular a variação de energia cinética do projétil e, em seguida, converter essa energia em calor. A variação de energia cinética é dada pela equação ΔE = (m × v²) / 2. Substituindo os valores dados, temos ΔE = (10 g × 600 m/s²) / 2 = 1800 J. Agora, para converter essa energia em calor, dividimos a variação de energia cinética pelo equivalente mecânico do calor (4,2 J/cal): Q = ΔE / 4,2 = 1800 J / 4,2 J/cal = 429 cal.Finalmente, para encontrar a variação de temperatura do projétil, dividimos a quantidade de calor dissipada pela massa do projétil e pelo calor específico do metal: ΔT = Q / (m × c) = 429 cal / (10 g × 0,10 cal/(g.ºC)) = 429 cal / 1 cal/ºC = 429 ºC. Portanto, a temperatura do projétil aumenta em aproximadamente 430 ºC.

• A)360.
• B)430.
• C)480.
• D)300.
• E)390.

Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 °C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima.

O forno mais eficiente foi aquele que

• A)forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
• B)cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
• C)forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
• D)cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.
• E)forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.

É importante lembrar que a eficiência de um forno de micro-ondas se mede pela capacidade de fornecer a quantidade necessária de energia às amostras em um determinado período de tempo. Nesse sentido, o forno mais eficiente é aquele que consegue fornecer a maior quantidade de energia em menos tempo, pois isso significa que ele está utilizando a energia de forma mais eficaz.

Além disso, é fundamental considerar que a massa das amostras e o calor específico de cada substância também influenciam no desempenho dos fornos. No entanto, no contexto dessa questão, a variável mais relevante é o tempo de aquecimento, pois é ele que define a eficiência do forno.

Portanto, a resposta correta é a opção C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo, pois essa é a característica que define o forno mais eficiente.

É interessante notar que os demais itens não são condizentes com a definição de eficiência de um forno de micro-ondas. A opção A, por exemplo, não leva em conta o tempo de aquecimento, apenas a quantidade de energia fornecida. Já a opção B considera a massa da amostra, o que não é o fator mais relevante nesse contexto. As opções D e E também são inconsistentes com a definição de eficiência, pois não consideram a relação entre a quantidade de energia fornecida e o tempo de aquecimento.

Em resumo, a eficiência de um forno de micro-ondas se mede pela capacidade de fornecer a quantidade necessária de energia às amostras em um determinado período de tempo. Nesse sentido, o forno mais eficiente é aquele que consegue fornecer a maior quantidade de energia em menos tempo.

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.

Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

• A)A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.
• B)Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.
• C)A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.
• D)A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.
• E)Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele.

A resposta certa é A) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. Isso ocorre porque a temperatura de um corpo em equilíbrio térmico é constante, independentemente da quantidade de calor que ele contenha. Nesse caso, a água em ebulição mantém uma temperatura constante, cerca de 100°C, até que toda a água seja evaporada.

Já as outras opções não demonstram a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura. A opção B) é um exemplo de como as pessoas usam a temperatura para verificar se a água está quente ou fria, o que é correto. A opção C) é um exemplo de como o calor pode ser transferido de um corpo para outro, aumentando a temperatura da água. A opção D) é um exemplo de como a temperatura da água pode ser reduzida pela transferência de calor para outro corpo. E a opção E) é um exemplo de como o calor pode ser transferido de um corpo para outro, aumentando a temperatura da água.

Portanto, é fundamental entender a diferença entre calor e temperatura para evitar confusões e erros em diversas áreas, como a física, a química e a engenharia. Além disso, é importante reconhecer que os conceitos corriqueiros de calor e temperatura são limitados e não podem explicar todas as situações que ocorrem na prática.

Em resumo, a compreensão da diferença entre calor e temperatura é essencial para uma boa compreensão da física e de outros campos relacionados. É importante não confundir esses dois conceitos e reconhecer suas limitações para evitar erros e confusões.

Vamos analisar a situação: a chapa metálica quadrada se aquece de forma uniforme e aumenta 2,00% em seu lado. Isso significa que a área da chapa também aumentará. Para encontrar o aumento percentual da área do orifício circular, precisamos considerar como a área da chapa varia em relação ao aumento do lado.

Seja L o lado da chapa e A a área da chapa. A área da chapa é dada por A = L². Quando o lado aumenta 2,00%, o novo lado é L' = L + (2,00% de L) = L + 0,02L = 1,02L. A área da chapa aumentada é então A' = (L')² = (1,02L)² = 1,0404L².

Como a área inicial é A = L², o aumento percentual da área é dado por:

(A' - A) / A = (1,0404L² - L²) / L² = (1,0404 - 1)L² / L² = 0,0404 = 4,04%

Isso significa que a área da chapa aumenta 4,04%. Agora, vamos analisar como isso afeta a área do orifício circular. Como o orifício é circular, sua área é proporcional ao quadrado do raio. Se a chapa aumenta 2,00% em seu lado, o raio do orifício também aumenta 2,00%. Portanto, a área do orifício circular aumenta 4,04%, pois é proporcional ao quadrado do raio.

Portanto, a resposta certa é B) a área do orifício circular aumentará 4,04%.

• A)aumentará 4,00%
• B)aumentará 4,04%
• C)permanecerá constante
• D)diminuirá 4,04%
• E)diminuirá 4,00%

Resposta: B) aumentará 4,04%

Para que a transferência de calor por condução seja possível, é necessário um meio material condutor sólido, sujeito a um gradiente de temperatura.

• C) CERTO
• E) ERRADO

O gabarito correto é E). Isso porque a transferência de calor por condução ocorre quando há contato direto entre moléculas de um corpo com diferentes temperaturas. Nesse processo, as moléculas mais energizadas (aquelas com maior temperatura) transferem sua energia para as moléculas menos energizadas (aquelas com menor temperatura), igualando as temperaturas dos corpos.

Além disso, é importante notar que a condução de calor é mais eficiente em materiais com alta condutividade térmica, como os metais. Já em materiais com baixa condutividade térmica, como os isolantes, a transferência de calor por condução é muito menor.

Em resumo, a condução de calor é um processo importante que ocorre em muitos fenômenos naturais e é fundamental para o funcionamento de muitos dispositivos e sistemas. Sua compreensão é essencial para a análise e o projeto de sistemas que envolvem transferência de calor.

Outro fator importante que influencia na transferência de calor por condução é a geometria dos corpos envolvidos. A área de contato entre os corpos e a distância entre eles também afetam a taxa de transferência de calor.

Além disso, a condução de calor também é influenciada pelas propriedades térmicas dos materiais, como a capacidade térmica e a condutividade térmica. A capacidade térmica de um material é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grau Celsius, enquanto a condutividade térmica é a habilidade do material em conduzir calor.

Em muitos casos, a condução de calor é acompanhada por outros processos de transferência de calor, como a convecção e a radiação. A convecção é o processo de transferência de calor através do movimento de fluidos, enquanto a radiação é o processo de transferência de calor através de ondas eletromagnéticas.

Em resumo, a condução de calor é um processo complexo que envolve a transferência de energia térmica entre corpos em contato, influenciado por fatores como a geometria, as propriedades térmicas dos materiais e a presença de outros processos de transferência de calor.

A transferência de calor por radiação ocorre exclusivamente em meios em que há ausência de matéria.

• C) CERTO
• E) ERRADO

Isso ocorre porque a radiação eletromagnética, como a luz e as ondas de rádio, pode se propagar no vácuo, onde não há partículas materiais para transmitir o calor. Nesse sentido, a transferência de calor por radiação não depende da presença de um meio material para ocorrer.

Já em meios materiais, como sólidos, líquidos e gases, a transferência de calor pode ocorrer por condução e convecção, além da radiação. A condução é o processo de transferência de calor entre partículas em contato direto, enquanto a convecção é a transferência de calor entre partículas em movimento.

Um exemplo de transferência de calor por radiação é a forma como a Terra recebe calor do Sol. A energia solar é transmitida pela radiação eletromagnética, que viaja pelo espaço vazio até chegar à superfície terrestre. Outro exemplo é a forma como os objetos esquentam quando estão expostos ao fogo, pois a radiação infravermelha emitida pelas chamas é absorvida pela superfície dos objetos.

Portanto, como a transferência de calor por radiação pode ocorrer em meios com presença de matéria, além do vácuo, a afirmação inicial está errada.

Além disso, é importante destacar que a convecção natural pode ocorrer devido à expansão térmica dos fluidos, que consequentemente mudam de densidade. É o caso, por exemplo, de uma panela de água em ebulição, onde as moléculas de água mais quentes se expandem e sobem, criando um movimento de convecção natural. Já na convecção forçada, o movimento do fluido é causado por um agente externo, como um ventilador ou uma bomba, que ajuda a acelerar o processo de transferência de calor.

Outro exemplo de convecção forçada é o sistema de refrigeração de um computador, onde um ventilador é usado para dissipar o calor gerado pelo processador e outros componentes. Nesse caso, o movimento do ar forçado pelo ventilador ajuda a aumentar a taxa de transferência de calor, mantendo o computador em uma temperatura segura.

Já a condução é o mecanismo de transferência de calor que ocorre entre partículas em contato direto, como entre uma panela de metal e o fogão. Nesse caso, as moléculas da panela recebem energia térmica diretamente das moléculas do fogão, transferindo o calor de uma para outra.

A radiação, por sua vez, é o mecanismo de transferência de calor que ocorre através da emissão e absorção de ondas eletromagnéticas, como luz e radiação infravermelha. É o caso, por exemplo, do sol que irradia calor para a Terra, ou de um fogão elétrico que irradia calor para a comida.

Em resumo, a convecção é um mecanismo importante de transferência de calor que ocorre em meios fluidos, e pode ser natural ou forçada. Além disso, a condução e a radiação são outros dois mecanismos importantes de transferência de calor que ocorrem de maneira diferente.

• C) CERTO
• E) ERRADO