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Questões Sobre Termologia - Física - concurso

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1101) O coletor solar, um dispositivo que transforma energia solar em energia térmica, constitui-se de uma caixa isolada termicamente com uma janela de vidro transparente à luz visível (comprimento de onda entre 4 e 8 décimos de mícrons) e opaco a parte da radiação infravermelha (comprimento de onda entre 2 e 100 mícrons) e com uma placa absorvedora de luz solar soldada a um encanamento por onde passa a água a ser aquecida, conforme ilustrado na figura abaixo, que esquematiza um típico coletor solar e seus componentes.

  • A) Certo
  • B) Errado
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A alternativa correta é letra A) Certo

Quando a temperatura de um corpo cai, o comportamento comum é que seu volume diminua. Porém, a água se comporta de modo diferente no intervalo de 0 à 4ºC. Neste intervalo, a queda na temperatura provoca um aumento do volume, como a água esta presa nos canos a pressão aumentará.

 

Resposta: O item está CERTO

1102) Na termodinâmica, a parte do universo selecionada para a análise das mudanças de energia é denominada sistema, sendo a vizinhança o restante do universo. Alguns tipos particulares de transformações são considerados no estudo da termodinâmica, assim como o processo.

  • A) fusotérmico
  • B) ecotérmico
  • C) coloritérmico
  • D) exotérmico
  • E) endotérmico

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A alternativa correta é letra E) endotérmico

Resposta: Alternativa E


Processos exotérmicos são aqueles que liberam calor. O principal exemplo é a combustão.

 

Processos endotérmicos são aqueles que absorvem calor. Para que o gelo se funda é necessário que ele absorva calor, portanto, a fusão é um processo endotérmico.

1103) Uma chaleira contendo um litro de água à temperatura de 20 ºC é colocada no fogão para ferver. A temperatura de ebulição da água no local é de 100 ºC.

  • A) 8 cal, 8 g
  • B) 80 kcal, 10 g
  • C) 100 kcal, 10 g
  • D) 80 kcal, 8 g
  • E) 80 kcal, 80 g

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A alternativa correta é letra B) 80 kcal, 10 g

Pessoal, reparem nas alternativas que o erro estará nas casas decimais.

 

Um litro de água equivale a 1.000 g.

 

Logo,

 

Q = m c Delta T = 1.000 times 1 times (100-20) = 80 , kcal

 

A quantidade de massa requerida de gás é de 8 g para uma eficiência de 100%. 

 

Para uma eficiência de 80, precisamos corrigir

 

m_{gas} = dfrac{8}{0,8} = 10 , g

 

Gabarito: LETRA B.

1104) Sobre um sistema termodinâmico realiza-se um trabalho de 100 J. Em seguida, o sistema perde 50 J de calor. Ao final desses processos, a variação de energia interna do sistema, em joules, é igual a:

  • A) 50

  • B) 150

  • C) -50

  • D) -150

  • E) 100

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A alternativa correta é letra A) 50

A primeira lei da termodinâmica diz que:

 

Q = W + Delta U,

 

sendo Q o calor, W o trabalho realizado e Delta U a variação da energia interna.

 

Notemos que foi realizado um trabalho sobre o sistema. Isso significa que W é negativo. 

Além disso, o sistema perdeu calor. Portanto, Q é negativo.

 

Assim, substituindo os valores na equação, obtemos

 

-50 = Delta U + (-100)

 

100 - 50 = Delta U

 

Delta U = 50

1105) Em um laboratório aquece-se, uniformemente, uma chapa metálica com um furo no meio. Assinale a opção que representa o que acontece com o furo e a chapa após o aquecimento.

  • A) O furo contrai e a chapa dilata.

  • B) Nada acontece.

  • C) O furo dilata e a chapa contrai.

  • D) Furo e chapa contraem.

  • E) O furo e a chapa dilatam.

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A alternativa correta é letra E) O furo e a chapa dilatam.

Quando um corpo é aquecido, suas dimensões aumentam proporcionalmente à variação de temperatura. 

Por essa razão, uma confusão comum é achar que o buraco no meio da placa diminuirá.  Entretanto, é fundamental lembrar que a expansão provocada pelo aumento de temperatura mantém todas as proporções do corpo. Então, o raio do circulo interno deve aumentar. Vejamos em uma figura como a expansão ocorre:

 

 

Colocando as figuras antes e depois da expansão teremos:

 

 

Assim, concluímos que a chapa e o furo dilatam

1106) Uma escala arbitrária X adota os valores -20 e 200 para os pontos do gelo e vapor de água. A temperatura na escala X que corresponde a 30°C é:

  • A) 46

  • B) 80

  • C) 54

  • D) 68

  • E) 90

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A alternativa correta é letra A) 46

(NOTA: a temperatura de 300^oC está ERRADA, deveria ser 30^oC)

Para estabelecermos a relação entre duas escalas de temperatura, devemos estabelecer a proporção entre os seguimentos em duas retas numeradas:

 

 

Então fazemos a proporção entre os segmentos:

 

frac{t -(-20)}{200 - (-20)} = frac{30 - 0}{100 - 0}

 

frac{t +20}{220} = frac{30}{100}

 

t +20 = frac{30.220}{100}

 

t +20 = 3.22

 

t = 66 - 46

 

t = 46^o X

1107) Uma certa quantidade de água encontra-se numa vasilha a 1ºC à pressão atmosférica quando é aquecida até atingir a temperatura de 6ºC. Nesta situação podemos afirmar, em relação ao volume, que ele:

  • A) diminui.
  • B) aumenta.
  • C) aumenta e a seguir diminui.
  • D) diminui e a seguir aumenta.
  • E) aumenta, a seguir diminui e finalmente aumenta.

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Resposta: D) diminui e a seguir aumenta.

Quando a água é aquecida, sua temperatura aumenta e, consequentemente, sua energia cinética também aumenta. Isso faz com que as moléculas de água sejam mais agitadas e ocupem mais espaço, fazendo com que o volume da água aumente.

Porém, há um fator que influencia nesse processo: a pressão atmosférica. Quando a água é aquecida, sua expansão é limitada pela pressão atmosférica, que não permite que o volume aumente indefinidamente. Isso faz com que, inicialmente, o volume da água diminua devido à compressão exercida pela pressão atmosférica.

À medida que a temperatura da água continua a aumentar, a expansão térmica se torna mais intensa e o volume da água começa a aumentar novamente. Portanto, a alternativa correta é D) diminui e a seguir aumenta.

Explicação:

A expansão térmica é um fenômeno comum em muitos materiais, incluindo a água. Quando um material é aquecido, as suas moléculas ganham energia cinética e se movimentam mais rapidamente, ocupando mais espaço. Isso faz com que o volume do material aumente.

No entanto, quando se trata de um líquido como a água, a pressão atmosférica também desempenha um papel importante. A pressão atmosférica é a força exercida pela atmosfera sobre a superfície da Terra e, consequentemente, sobre o líquido. Quando a água é aquecida, a pressão atmosférica tenta comprimir o líquido, reduzindo seu volume.

Portanto, ao analisar a questão, é importante considerar tanto a expansão térmica quanto a pressão atmosférica. Isso explica por que a alternativa correta é D) diminui e a seguir aumenta.

1108) Sabendo que o calor de fusão do gelo é 80 cal/g, que o calor específico do gelo é 0,5 cal/gºC e que o calor específico da água líquida é 1,0 cal/gºC, calcular a energia necessária para transformar 100 gramas de gelo a – 10 ºC em água a 10 ºC.

  • A) 7500 cal
  • B) 6000 cal
  • C) 6500 cal
  • D) 8500 cal
  • E) 9500 cal

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Resposta: 9500 cal

Para calcular a energia necessária para transformar 100 gramas de gelo a –10°C em água a 10°C, precisamos considerar as seguintes etapas:

1. Aumento de temperatura do gelo de –10°C para 0°C:

Q₁ = m × c × ΔT

Q₁ = 100 g × 0,5 cal/g°C × 10°C = 500 cal

2. Fusão do gelo a 0°C:

Q₂ = m × L

Q₂ = 100 g × 80 cal/g = 8000 cal

3. Aumento de temperatura da água de 0°C para 10°C:

Q₃ = m × c × ΔT

Q₃ = 100 g × 1,0 cal/g°C × 10°C = 1000 cal

A energia total necessária é a soma das energias necessárias para cada etapa:

Q-total = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 500 cal + 8000 cal + 1000 cal = 9500 cal

Portanto, a alternativa correta é a letra E) 9500 cal.

1109) Um turista estrangeiro em visita a Cidade do Natal observou um termômetro em via pública que marcava uma temperatura de 35 °C. Sabendo se que em seu país de origem as temperaturas são medidas na escala Fahrenheit (F), o valor marcado no termômetro corresponde à

  • A) 98 F.
  • B) 95 F.
  • C) 100 F.
  • D) 102 F.

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A alternativa correta é letra B) 95 F.

Para converter temperaturas da escala Celsius para Fahrenheit (e vice-versa) utilizamos a seguinte equação:

 

frac{C}{5} = frac{F - 32}{9}

 

A questão nos pergunta qual será a temperatura em Fahrenheit dado que em Celsius o termômetro marcada 35 °C. Vamos então substituir esse valor na equação e determinar sua equivalente em Fahrenheit.

 

frac{35}{5} = frac{F - 32}{9}

 

7 cdot 9 = F - 32

 

F = 95

 

Portanto, 35 °C equivalem a 95 F.

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1110) Dois pedaços de cano de cobre estão encaixados conforme figura abaixo. Um técnico de laboratório deseja separá-los utilizando o conceito da dilatação térmica dos materiais. Dados os procedimentos para separar os canos,

  • A) I.

  • B) I e III.

  • C) I e IV.

  • D) II e III.

  • E) II e IV.

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Agora, vamos analisar a questão sobre termologia e encontrar a resposta correta.

A questão apresenta quatro opções para separar os canos de cobre encaixados. As opções são:

  • I. Passar água fria na superfície interna do cano de dentro e água quente na superfície externa do cano de fora.
  • II. Passar água fria tanto na superfície interna do cano de dentro quanto na superfície externa do cano de fora.
  • III. Passar água quente na superfície interna do cano de dentro e água fria na superfície externa do cano de fora.
  • IV. Passar água quente tanto na superfície interna do cano de dentro quanto na superfície externa do cano de fora.

Agora, vamos analisar cada opção e entender por que apenas uma delas é correta.

A opção I é a única que apresenta uma variação de temperatura entre a superfície interna e externa dos canos. Isso faz com que o cano de dentro se contraia e o cano de fora se expanda, o que possibilita a separação dos canos.

As outras opções não apresentam essa variação de temperatura, portanto, não possibilitam a separação dos canos.

Portanto, a resposta correta é a letra A, que corresponde à opção I.

Em resumo, a dilatação térmica dos materiais é a chave para separar os canos de cobre encaixados. A opção I é a única que explora essa propriedade, fazendo com que os canos se separem.

1 109 110 111 112 113 218