Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: A alternativa correta é D) Elevar-se de 1°C a temperatura de uma unidade de massa desta substância.

Para entender por que essa é a resposta correta, é preciso compreender o que é calor específico. O calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa dessa substância em 1°C. Ou seja, é a quantidade de calor que uma substância absorve ou libera quando sua temperatura aumenta ou diminui em 1°C.

Portanto, a resposta D) está correta porque o calor específico é justamente a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa da substância em 1°C.

Já as outras alternativas estão incorretas porque:

• A) Elevar-se de 1°C a temperatura de toda a massa do corpo feito desta substância é uma afirmação genérica que não define o que é calor específico.
• B) Efetuar a fusão de uma unidade de massa desta substância é uma mudança de estado de agregação que não tem relação direta com o calor específico.
• C) Efetuar a fusão de toda a massa desta substância é uma mudança de estado de agregação que também não tem relação direta com o calor específico.
• E) Elevar de 100°C a temperatura de 1 kg de água pura é uma afirmação que não define o que é calor específico e, além disso, apresenta uma unidade de massa específica (1 kg) que não é característica do calor específico.

Em resumo, o calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa da substância em 1°C, o que é exatamente a resposta D).

A resposta certa é a letra A) Certo.

Essa afirmação está relacionada à variação da entropia em um sistema durante um processo físico. A entropia é uma grandeza termodinâmica que mede o grau de desordem ou aleatoriedade de um sistema. Durante um processo reversível, a variação da entropia (ΔS) está relacionada à quantidade de calor adicionado ao sistema (ΔQ) e à temperatura (T) em que ocorre o processo, segundo a fórmula:

$$Delta S = frac{Delta Q}{T}$$

No caso do problema, temos 30 g de gelo que se transformam em água a 0°C. Para isso, é necessário fornecer ao sistema uma quantidade de calor igual ao calor latente de fusão do gelo, que é de 80 cal/g. Logo, a quantidade total de calor fornecida é de:

$$Delta Q = 30 times 80 = 2400 text{ cal}$$

Como a temperatura é constante e igual a 0°C (ou 273 K), podemos calcular a variação da entropia:

$$Delta S = frac{Delta Q}{T} = frac{2400}{273} approx 8,79 frac{text{cal}}{text{K}}$$

Portanto, a afirmativa está correta, pois a informação mais importante sobre o processo é a variação da entropia, e não o seu valor absoluto.

A resposta certa é a letra C) Kelvin.

Para entender porque, vamos analisar a fórmula dada: °C = "X" - 273,15. Nessa fórmula, "X" representa a temperatura em uma unidade de medida específica.

O grau Celsius (°C) é a unidade padrão de medida de temperatura no Brasil, mas existem outras unidades que também podem ser utilizadas. As opções apresentadas são:

• A) Rankine: é uma unidade de medida de temperatura utilizada em alguns países, especialmente nos Estados Unidos, mas não é a mais comum no Brasil.
• B) Grau Celsius: é a unidade padrão de medida de temperatura no Brasil, mas não é a resposta certa nesse caso, pois a fórmula dada não é uma definição de grau Celsius.
• C) Kelvin: é a unidade de medida de temperatura no Sistema Internacional de Unidades (SI) e é relacionada ao grau Celsius pela fórmula dada: °C = K - 273,15. Portanto, "X" na fórmula representa a temperatura em Kelvin.
• D) Grau Fahrenheit: é uma unidade de medida de temperatura utilizada em alguns países, especialmente nos Estados Unidos, mas não é a mais comum no Brasil e não é relacionada à fórmula dada.
• E) Réaumur: é uma unidade de medida de temperatura obsoleta, que não é mais utilizada.

Portanto, a resposta certa é a letra C) Kelvin, pois a fórmula dada é uma definição da temperatura em Kelvin em relação ao grau Celsius.

Resposta: B) 202,5.

Para encontrar o valor do calor específico do metal em cal/(lb.°F), precisamos converter as unidades de massa e temperatura.

Primeiramente, vamos converter a unidade de massa de gramas (g) para libras (lb). Sabemos que 1 lb é igual a 450 g, então:

$$1 frac{g}{cal} times frac{1 lb}{450 g} = 0,0022 frac{lb}{cal}$$

Agora, vamos converter a unidade de temperatura de graus Celsius (°C) para graus Fahrenheit (°F). A fórmula de conversão é:

$$°F = °C times frac{9}{5} + 32$$

Portanto, o calor específico do metal em cal/(g.°C) é de 0,25. Para convertê-lo para cal/(lb.°F), multiplicamos pela razão de conversão de massa e temperatura:

$$0,25 frac{cal}{g.°C} times frac{1}{0,0022 frac{lb}{cal}} times frac{5}{9} = 202,5 frac{cal}{lb.°F}$$

Portanto, a resposta correta é B) 202,5.

A resposta correta é a letra C) 15 000.

Para explicar essa resposta, vamos analisar o problema passo a passo. Temos 300 mL de água à temperatura de 35°F que precisam ser aquecidos até 125°F. A capacidade térmica do calorímetro é desprezível, o que significa que não absorve calor significativo. Além disso, o sistema está isolado do meio ambiente, o que significa que não há perda de calor.

Podemos aplicar a fórmula de calor específico para calcular a quantidade de calor necessário para elevar a temperatura da água:

$$Q = m cdot c cdot Delta T$$

Onde $Q$ é a quantidade de calor, $m$ é a massa da água, $c$ é o calor específico da água e $Delta T$ é a variação de temperatura.

Primeiramente, precisamos converter a temperatura inicial e final de Fahrenheit para Celsius:

$$T_i = 35°F = 1,67°C$$

$$T_f = 125°F = 51,67°C$$

Agora, podemos calcular a variação de temperatura:

$$Delta T = T_f - T_i = 51,67°C - 1,67°C = 50°C$$

A massa da água é de 300 mL, que é igual a 300 g, pois a densidade da água é de 1 g/mL. Substituindo os valores na fórmula de calor específico, temos:

$$Q = 300 g cdot 1,0 frac{cal}{g°C} cdot 50°C = 15 000 cal$$

Portanto, a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água de 35°F para 125°F é de 15 000 cal.

A resposta certa é a letra C)

Vamos analisar a situação apresentada. Temos uma chapa metálica com dimensões 10 cm × 20 cm × 0,5 cm, com um furo no centro de diâmetro 1,00 cm. A temperatura da chapa é de 20°C. O coeficiente linear de dilatação da chapa é de 20 × 10^(-6) °C^(-1).

Queremos saber como varia a área do furo se a temperatura da chapa aumenta para 520°C. Para isso, precisamos calcular a variação do diâmetro do furo em função da temperatura.

A fórmula para calcular a variação do comprimento de um material em função da temperatura é:

ΔL = α × L × ΔT

Onde ΔL é a variação do comprimento, α é o coeficiente linear de dilatação, L é o comprimento inicial e ΔT é a variação de temperatura.

No nosso caso, queremos calcular a variação do diâmetro do furo, então:

Δd = α × d × ΔT

Onde d é o diâmetro inicial do furo.

Substituindo os valores, temos:

Δd = 20 × 10^(-6) °C^(-1) × 1,00 cm × (520°C - 20°C)

Δd ≈ 0,198 cm

O diâmetro do furo aumentou em aproximadamente 0,198 cm.

Agora, podemos calcular a área do furo em função do diâmetro:

A = π × (d/2)^2

Substituindo o novo diâmetro do furo, temos:

A ≈ π × (1,198 cm / 2)^2

A ≈ 1,26 cm^2

A área do furo aumentou em aproximadamente 26% em relação à temperatura de 20°C.

Portanto, a alternativa correta é a letra C) 2 .."i: maior que a 20°C.