Questões Sobre Termologia - Física - concurso
1011) A dilatação dos líquidos, medida indiretamente, obedece, quando o intervalo da temperatura não é muito grande, às mesmas leis de dilatação dos sólidos. Qualquer líquido assume a forma do recipiente que o contém e ambos dilatam conforme as mesmas leis. Sendo assim, considere, em um automóvel, o coeficiente de dilatação linear do material que constitui o tanque é 21.10−6 °C−1 e o coeficiente de dilatação real da gasolina é 9,6.10−4 °C−1.
Com base nessas informações, é correto afirmar:
- A) O coeficiente de dilação aparente da gasolina é 7,26.10−5 °C−1.
- B) Para uma variação de 10ºC na temperatura de 100 litros de gasolina, há um aumento de volume igual 0,063 litros.
- C) Enchendo-se o tanque em um dia extremamente quente, essa pessoa terá um lucro considerável porque o combustível estará dilatado.
- D) O volume extravasado de um tanque de gasolina totalmente cheio com 200 litros é, aproximadamente, de 4,5 litros, quando há um aumento de temperatura de 25ºC.
- E) Se uma pessoa enche o tanque de combustível do seu carro em um dia quente, à noite haverá derramamento de combustível devido à redução do volume do tanque.
A alternativa correta é letra D) O volume extravasado de um tanque de gasolina totalmente cheio com 200 litros é, aproximadamente, de 4,5 litros, quando há um aumento de temperatura de 25ºC.
Vamos analisar cada uma das alternativas:
a) O coeficiente de dilação aparente da gasolina é 7,26.10−5 °C−1. INCORRETA.
O coeficiente de dilatação aparente de um fluído é dado por:
gamma_{aparente} = gamma_{líquido} - gamma_{recipiente}
Lembrando que gamma_{recipiente} = 3 cdot alpha_{recipiente}, temos:
gamma_{aparente} = gamma_{líquido} - 3 cdot alpha_{recipiente}
gamma_{aparente} = 9,6 cdot 10^{−4} - 3 cdot 21,0 cdot 10^{−6}
gamma_{aparente} = 8,97 cdot 10^{-4} °C^{-1}
Portanto, a alternativa está incorreta.
b) Para uma variação de 10ºC na temperatura de 100 litros de gasolina, há um aumento de volume igual 0,063 litros. INCORRETA.
O aumento de volume de gasolina é dado por:
Delta V = V_0 cdot gamma cdot Delta theta
Delta V = 100 cdot 9,6 cdot 10^{−4} cdot 10
Delta V = 0,96 l
Portanto, a alternativa está incorreta.
c) Enchendo-se o tanque em um dia extremamente quente, essa pessoa terá um lucro considerável porque o combustível estará dilatado. INCORRETA.
Em um dia extremamente quente o combustível estará dilatado, portanto terá volume maior. Entretanto, a reação de combustão no motor é controlada pelo motor do carro levando em consideração a massa. Como o combustível é comprado por volume, em um dia quente, a pessoa estaria comprando uma quantidade menor de massa de combustível, portanto teria prejuízo. Alternativa incorreta.
d) O volume extravasado de um tanque de gasolina totalmente cheio com 200 litros é, aproximadamente, de 4,5 litros, quando há um aumento de temperatura de 25ºC. CORRETA.
Como já encontramos o coeficiente de dilatação aparente da gasolina, podemos encontrar o volume extravasado da seguinte maneira:
Delta V_{extravasado} = V_0 cdot gamma_{aparente} cdot Delta theta
Delta V_{extravasado} = 200 cdot 8,97 cdot 10^{-4} cdot 25
Delta V_{extravasado} = 4,48 l
Portanto, a alternativa está correta e é o gabarito da questão.
e) Se uma pessoa enche o tanque de combustível do seu carro em um dia quente, à noite haverá derramamento de combustível devido à redução do volume do tanque. INCORRETA.
Assim como há redução do volume do tanque, há redução do volume do fluído. Portanto, não há derramamento de combustível. Alternativa incorreta.
1012) Complete a lacuna a seguir com a alternativa correta. __________ é a unidade que mede a quantidade de calor presente em um ambiente fechado e que precisa ser retirada ou adicionada para atingir um conforto térmico. Esta unidade tem como referência a necessidade da quantidade de calor necessária para reduzir a temperatura de uma libra de água (0,4536 litros) em um grau Fahrenheit (0,53 graus Celsius).
- A) Joule.
- B) Mol.
- C) Kcal.
- D) BTU.
A resposta correta é a opção D) BTU.
A unidade que mede a quantidade de calor presente em um ambiente fechado e que precisa ser retirada ou adicionada para atingir um conforto térmico é o BTU (British Thermal Unit). Esta unidade tem como referência a necessidade da quantidade de calor necessária para reduzir a temperatura de uma libra de água (0,4536 litros) em um grau Fahrenheit (0,53 graus Celsius).
O BTU é uma unidade de energia térmica utilizada para medir a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma determinada quantidade de água em um grau Fahrenheit. É comummente utilizado em aplicações de climatização, como em sistemas de aquecimento e resfriamento de edifícios, e em processos industriais que envolvem transferência de calor.
As outras opções não são corretas porque:
- A opção A) Joule é uma unidade de energia, mas não é específica para medir a quantidade de calor.
- A opção B) Mol é uma unidade de quantidade de substância química, não relacionada à quantidade de calor.
- A opção C) Kcal é uma unidade de energia, mas é mais comummente utilizada em contexto de nutrição, como uma medida da energia contida nos alimentos.
Portanto, a resposta correta é a opção D) BTU, que é a unidade mais apropriada para medir a quantidade de calor necessária para atingir um conforto térmico em um ambiente fechado.
1013) Numa dada experiência é recomendada a utilização de água aquecida a 10 ºC acima da temperatura ambiente. Sabendo que a ambiente é de 27 ºC, qual a quantidade de calor que deve ser fornecida a 300 g de água à temperatura ambiente para fazer a experiência?
- A) 5100 cal
- B) 8100 cal
- C) 3000 cal
- D) 3000 J
- E) 5100 J
Gateway time-out Error code 504
What happened?
The web server reported a gateway time-out error.
What can I do?
Please try again in a few minutes.
1014) Na questão em que for necessário, adote g =10m s² para a aceleração da gravidade.
Responda V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir:
I. A dilatação linear de um sólido é proporcional apenas à diferença de temperatura.
II. Um termômetro faz uso da variação de alguma propriedade física com a temperatura.
III. Um termopar gera uma voltagem que depende da diferença de temperatura entre as duas junções.
IV. Um calorímetro perfeito não permite o fluxo de calor para dentro ou para fora do recipiente.
- A) I – F; II – F; III –V; IV - V
- B) I – V; II – V; III –F; IV - V
- C) I – V; II – F; III –V; IV - F
- D) I – F; II – V; III –F; IV - V
- E) I – F; II – V; III – V; IV – V
Resposta: E) I - F,,<|begin_of_text|>2013; II - V; III - V; IV - V
A resposta correta é a letra E. Vamos analisar cada uma das afirmativas para entender por quê.
I. A dilatação linear de um sólido é proporcional apenas à diferença de temperatura. Falso. A dilatação linear de um sólido é proporcional ao coeficiente de dilatação linear do material e à diferença de temperatura.
II. Um termômetro faz uso da variação de alguma propriedade física com a temperatura. Verdadeiro. Os termômetros fazem uso de propriedades físicas como a expansão dos líquidos, a variação de resistência elétrica ou a emissão de radiação para medir a temperatura.
III. Um termopar gera uma voltagem que depende da diferença de temperatura entre as duas junções. Verdadeiro. Os termopares geram uma voltagem que é proporcional à diferença de temperatura entre as duas junções.
IV. Um calorímetro perfeito não permite o fluxo de calor para dentro ou para fora do recipiente. Falso. Um calorímetro perfeito é um recipiente isolado que permite o fluxo de calor entre o sistema e o ambiente, mas é projetado para minimizar a perda de calor.
Portanto, a resposta correta é a letra E, que apresenta as afirmativas I como Falso, II como Verdadeiro, III como Verdadeiro e IV como Falso.
1015) Na questão em que for necessário, adote g =10m s² para a aceleração da gravidade.
Em 18/11/2011, no site do IBGE, foram disponibilizadas as altitudes de 21.340 localidades brasileiras. Pelo Cadastro de Localidades, é possível saber que o município paulista de Campos do Jordão é o mais alto do País. Sua sede está localizada a 1.639,2 metros de altitude em relação ao nível do mar, enquanto Grossos, no Rio Grande do Norte, tem sua sede localizada exatamente no nível do mar, a 0 metro de altitude. Baseado na tabela e no gráfico a seguir, encontre o tempo, aproximado, de cozimento do feijão em Campos do Jordão.
- A) 40min
- B) 60 min
- C) 70 min
- D) 90 min
- E) 140 min
A resposta correta é a letra D) 90 min.
Para encontrarmos o tempo de cozimento do feijão em Campos do Jordão, precisamos saber como a altitude afeta o ponto de ebulição da água. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica, o que faz com que o ponto de ebulição da água seja mais baixo.
Como a sede de Campos do Jordão está a 1.639,2 metros de altitude em relação ao nível do mar, o ponto de ebulição da água é mais baixo do que ao nível do mar. Isso significa que o feijão cozinhará mais rápido em Campos do Jordão do que ao nível do mar.
Observando o gráfico, vemos que o ponto de ebulição da água diminui à medida que a altitude aumenta. Em altitudes próximas a 1.600 metros, o ponto de ebulição da água é de aproximadamente 98°C. Isso significa que o feijão cozinhará mais rápido em Campos do Jordão do que ao nível do mar.
Comparando o gráfico com a tabela, vemos que o tempo de cozimento do feijão aumenta à medida que a altitude diminui. Em altitudes próximas a 1.600 metros, o tempo de cozimento do feijão é de aproximadamente 90 minutos.
Portanto, a resposta correta é a letra D) 90 min.
É importante notar que a altitude afeta significativamente o tempo de cozimento do feijão, e é fundamental considerar essa variável quando se cozinha em locais de diferentes altitudes.
1016) Considere três cubos maciços de 2 cm de aresta, constituídos, respectivamente, de Cr, Ni ,e, Ti puros. Os três cubos são aquecidos até 80 ºC e cada cubo é introduzido em um béquer contendo 50 g de água a 10 ºC. Com base nas informações constantes da tabela abaixo, assinale a opção que apresenta a relação CORRETA entre as temperaturas dos cubos, quando o conteúdo de cada béquer atingir o equilíbrio térmico.
- A) T_{Cr}>T_{Ni}>T_{Ti}
- B) T_{Ni}=T_{Ti}>T_{Cr}
- C) T_{Ni}>T_{Cr}>T_{Ti}
- D) T_{Ti}>T_{Cr}>T_{Ni}
- E) T_{Ti}>T_{Cr}=T_{Ni}
A alternativa correta é letra C) T_{Ni}>T_{Cr}>T_{Ti}
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA C
Calcularemos a massa de cada substância, pois temos o valor da massa específica de cada uma e sabendo que o volume é o mesmo e vale:
V=a^3=(2cm)^3=8~{cm}^3
m=V.rho
m_{Cr}=8.7,18=57,44g
m_{Ni}=8.8,90=71,20g
m_{Ti}=8.36,32g
A soma dos calores ao atingir o equilíbrio é igual a zero, e as temperaturas finas das substâncias e da água deverá ser a mesma, faremos o cálculo da temperatura final de cada substância e em seguidas as compararemos:
Para o Cr, temos:
m_{Cr}.C_{p_{Cr}}.Delta T_{Cr} + m_{H_2O}.C_{p_{H_2O}}.Delta T_{H_2O} = 0
57,44.0,45.(T_F-80) + 50.4,18.(T_F-0)=0
25,85.(T_F-80) + 209.(T_F-0)=0
25.85.T_F-2068+209.T_F-2090=0
234,85.T_F-4158=0
T_F=frac{4158}{234,85}=17,70°C=T_{Cr}
Para o Ni, temos:
m_{Ni}.C_{p_{Ni}}.Delta T_{Ni} + m_{H_20}.C_{p_{H_20}}.Delta T_{H_20} = 0
71,20.0,44.(T_F-80) + 50.4,18.(T_F-0)=0
31,33.(T_F-80) + 209.(T_F-0)=0
33,33.T_F-2506+209.T_F-2090=0
240,33.T_F-4596=0
T_F=frac{4596}{240,33}=19,12°C=T_{Ni}
Para o Ti, temos:
m_{Ti}.C_{p_{Ti}}.Delta T_{Ti} + m_{H_20}.C_{p_{H_20}}.Delta T_{H_20} = 0
36,32.0,52.(T_F-80) + 50.4,18.(T_F-0)=0
18,89.(T_F-80) + 209.(T_F-0)=0
18,89.T_F-1511+209.T_F-2090=0
227,89.T_F-3601=0
T_F=frac{3601}{227,89}=15,80°C=T_{Ti}
Com os valores das temperaturas de cada substância, faremos a comparação entre eles:
T_{Ni}~>~T_{Cr}~>~T_{Ti}
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA C
1017) São feitas as seguintes afirmações sobre o que Joule demonstrou em seus experimentos do século XIX:
I. A relação entre calor e trabalho é fixa.
II. Existe um equivalente mecânico do calor.
III. O calor pode ser medido.
Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas
- A) I.
- B) I, II e III.
- C) I e III.
- D) II.
- E) II e III.
A alternativa correta é letra B) I, II e III.
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA B
I. A relação entre calor e trabalho é fixa.
Correta:
- Joule estabeleceu que entre calor e trabalho a relação é fixa e é inteiramente independente dos materiais ou dos processos empregados.
II. Existe um equivalente mecânico do calor.
Correta:
- Joule em seu experimento obteve um equivalente mecânico do calor, onde 1cal = 4,184 joules.
III. O calor pode ser medido.
Correta:
- O calor é uma grandeza física logo pode ser medido.
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA B
1018) Considerando os fenômenos térmicos e os conceitos a eles relacionados, julgue o item subsequente.
A quantidade de calor trocado no contato entre um material a uma dada temperatura e diferentes materiais a uma mesma temperatura é invariável.
- A) Certo
- B) Errado
ESTA QUESTÃO FOI ANULADA, NÃO POSSUI ALTERNATIVA CORRETA
Durante o processo de transferência de calor, a energia térmica transita entre os corpos até que haja equilíbrio térmico. Assim, quando dois corpos que estão a diferentes temperaturas entram em contato, a quantidade de calor que é cedida por um corpo é igual à quantidade de calor recebida pelo outro, onde o sinal do calor recebido é positivo e do calor cedido é negativo, ou seja:
Q_1 = - Q_2
Vamos supor que a quantidade de cedido Q_2 seja calor sensível. Assim, temos que:
Q_1 = - m_2 c_2 Delta theta
Como Q_1 depende de c_2, que é o calor específico do material que cede calor, mesmo que diferentes materiais que estejam a uma mesma temperatura (ou seja, Delta theta não varie), a quantidade de calor é variável e depende de m_2 e c_2. Com isso, o gabarito seria a opção errado.
Entretanto, a banca decidiu anular a questão, pois o termo "mesma temperatura" poderia causar ambiguidade. Seria possível dizer que os materiais que cedem calor estão à mesma temperatura entre si ou que estão à mesma temperatura do objeto que recebe calor. Portanto, a questão foi corretamente ANULADA.
Resposta: ANULADA.
1019) Acerca das propriedades térmicas de um dado sistema, julgue o item subsecutivo.
As propriedades que são funções do estado de equilíbrio termodinâmico de um dado sistema não dependem da maneira pela qual tal equilíbrio é atingido.
- A) Certo
- B) Errado
A alternativa correta é letra A) Certo
Funções de estado são equações que descrevem a relação entre duas ou mais variáveis de estado que descrevem o estado de um sistema termodinâmico. Essas variáveis, ou propriedades, podem ser a massa, quantidade de matéria, pressão, volume e temperatura, entre outras. Além disso, devemos lembrar que o equilíbrio termodinâmico é um estado em que um sistema apresente equilíbrio térmico, mecânico radiativo e térmico, ou seja, todas as partes do sistema deve ter a mesma temperatura, todas as reações químicas devem ter sido completadas, todo o sistema deve estar à mesma pressão e não deve haver emissão de energia na forma de radiação.
Por definição, o estado de equilíbrio termodinâmico é um postulado fundamental da termodinâmica, que é caracterizado por não depender da maneira como são atingidos. Portanto, as propriedades que são funções do estado de equilíbrio termodinâmico de um dado sistema não dependem da maneira pela qual tal equilíbrio é atingido.
Resposta: CERTO.
1020) Considere um sistema composto por um fluido confinado em um recipiente cilíndrico, que, inicialmente, esteja em determinado estado de equilíbrio termodinâmico. Considere, ainda, que o fluido sofra um processo termodinâmico e volte ao estado inicial e que o processo cíclico seja tal que, ao voltar ao estado inicial, ele realize certo trabalho W > 0. A partir dessas informações, julgue o item que se segue.
Como o fluido volta ao estado inicial, a variação da energia interna é maior que zero.
- A) Certo
- B) Errado
A alternativa correta é letra B) Errado
A variação da energia interna do gás depende dos estados inicial e final, ou seja:
Delta E_{int} = E_{int}^{final} - E_{int}^{inicial}
Ao voltar ao estado inicial, temos que E_{int}^{final} = E_{int}^{inicial}. Logo,
Delta E_{int} = 0
Portanto, como o fluido volta ao estado inicial, a variação da energia interna é IGUAL que zero.
Resposta: ERRADO.