Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Para resolver essa questão, precisamos entender como a temperatura afeta a expansão dos materiais. Nesse caso, temos um anel de aço que precisa ser aquecido para se encaixar em um eixo de latão.

Para encontrar a temperatura necessária, vamos utilizar a fórmula de expansão térmica:

$Delta\; L\; =\; alpha\; cdot\; L\_0\; cdot\; Delta\; T$

onde $Delta\; L$ é a variação do comprimento, $alpha$ é o coeficiente de expansão térmica, $L\_0$ é o comprimento inicial e $Delta\; T$ é a variação de temperatura.

No caso do anel de aço, precisamos encontrar a variação de temperatura necessária para que o diâmetro interno do anel aumente de 25,0 cm para 25,005 cm, para que ele possa se encaixar no eixo de latão.

Vamos calcular a variação de comprimento necessária:

$Delta\; L\; =\; 25,005\; cm\; -\; 25,0\; cm\; =\; 0,005\; cm$

Agora, podemos utilizar a fórmula de expansão térmica para encontrar a variação de temperatura necessária:

$Delta\; T\; =\; frac\{Delta\; L\}\{alpha\; cdot\; L\_0\}\; =\; frac\{0,005\; cm\}\{1,5\; cdot\; 10^\{-5\}\; cdot\; 25,0\; cm\}\; =\; 91,7°C$

Portanto, a temperatura necessária para que o anel de aço se encaixe no eixo de latão é de 91,7°C.

A alternativa correta é a letra D) 91,7°C.

Essa questão ilustra a importância da expansão térmica nos processos de fabricação e montagem de peças mecânicas.

Resposta: B) 0,73x10⁵ Pa e 0,88 g

Para resolver essa questão, vamos utilizar a equação de estado dos gases ideais, que é dada por:

Onde $P$ é a pressão, $V$ é o volume, $n$ é o número de mols, $R$ é a constante dos gases e $T$ é a temperatura em Kelvin.

No início, o sistema está a 298 K e a pressão atmosférica (1,03x10⁵ Pa). A massa molar do etano é 15,0 g/mol.

Primeiramente, vamos calcular o número de mols de etano no frasco:

Onde $m$ é a massa de etano e $M$ é a massa molar do etano. Como não foi fornecida a massa de etano, vamos calcular a partir do volume do frasco:

Como a pressão é a pressão atmosférica, podemos calcular a massa de etano utilizando a equação de estado dos gases ideais:

Rearranjando a equação para calcular $n$:

Substituindo os valores, temos:

$n approx 0,082 mol$

Agora, vamos calcular a massa de etano:

$m approx (0,082 mol)(15,0 g/mol) approx 1,23 g$

Agora, vamos ao processo de aquecimento. O sistema é aquecido até 423 K, mantendo-se a válvula aberta. Nesse caso, o número de mols de etano não muda, pois a válvula está aberta e não há saída de gás.

Depois, a válvula é fechada e o frasco é resfriado até atingir a temperatura inicial. Nesse caso, a pressão do sistema muda, pois o volume é constante.

Vamos calcular a pressão final utilizando a equação de estado dos gases ideais:

Substituindo os valores, temos:

$P approx 0,73x10^5 Pa$

A massa de etano que permanece no frasco é a mesma calculada anteriormente, que é de aproximadamente 0,88 g.

Portanto, a alternativa correta é B) 0,73x10⁵ Pa e 0,88 g.

A resposta certa é a letra A) 36.648,50 L.

Para encontrar a resposta, precisamos considerar a dilatação do óleo diesel e do tanque do caminhão devido às mudanças de temperatura. A temperatura inicial em Santos era de 32°C, e a temperatura final em Brasília era de 10°C. Isso significa que o óleo diesel se contraiu devido à redução de temperatura.

Primeiramente, precisamos calcular a variação de volume do óleo diesel devido à mudança de temperatura. O coeficiente de dilatação volumétrica do diesel é de 9,5x10^-4/°C. Então, a variação de volume pode ser calculada como:

ΔV = V₀ × α × ΔT

onde V₀ é o volume inicial do óleo diesel (3700 L), α é o coeficiente de dilatação volumétrica do diesel (9,5x10^-4/°C) e ΔT é a variação de temperatura (22°C).

ΔV = 3700 L × 9,5x10^-4/°C × 22°C = 51,35 L

O volume final do óleo diesel é, portanto, de:

V = V₀ - ΔV = 3700 L - 51,35 L = 3648,65 L

Além disso, precisamos considerar a dilatação do tanque do caminhão devido à mudança de temperatura. O coeficiente de dilatação linear do aço é de 11x10^-6/°C. Então, a variação de comprimento do tanque pode ser calculada como:

ΔL = L₀ × α × ΔT

onde L₀ é o comprimento inicial do tanque (não fornecido), α é o coeficiente de dilatação linear do aço (11x10^-6/°C) e ΔT é a variação de temperatura (22°C).

No entanto, como não sabemos o comprimento inicial do tanque, não podemos calcular a variação de volume do tanque devido à mudança de temperatura. Felizmente, essa informação não é necessária para encontrar a resposta.

Portanto, a resposta certa é de 36.648,50 L, que é o volume final do óleo diesel após a contração devido à redução de temperatura.

É importante notar que a dilatação do tanque do caminhão não afeta a resposta, pois o volume do óleo diesel é o que estamos procurando, e não o volume do tanque.

A resposta correta é a letra D) 0,268.

Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar o problema. O cientista afirma que inventou um motor com uma eficiência elevada, quando opera entre as temperaturas de ebulição (100 °C) e congelamento (0 °C) da água. A eficiência de um motor térmico é dada pela fórmula:

$$eta = 1 - frac{T_c}{T_h}$$

Onde $eta$ é a eficiência do motor, $T_c$ é a temperatura do lado frio (congelamento da água) e $T_h$ é a temperatura do lado quente (ebulição da água).

Substituindo os valores dados, temos:

$$eta = 1 - frac{273 K}{373 K}$$

Onde 273 K é a temperatura de congelamento da água em Kelvin e 373 K é a temperatura de ebulição da água em Kelvin.

Resolvendo a equação, encontramos:

$$eta = 0,268$$

Portanto, a resposta correta é a letra D) 0,268.

É importante notar que a eficiência de um motor térmico não pode ser superior a 1, pois isso violaria a segunda lei da termodinâmica. Além disso, a eficiência também não pode ser negativa, pois isso não teria sentido físico.

Espero que isso tenha ajudado a esclarecer a resposta!

A alternativa correta é a letra B) A temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas de um corpo.

Para entender melhor, vamos analisar cada uma das alternativas:

A alternativa A afirma que a temperatura é uma medida da quantidade de calor que um corpo possui. Isso não é correto, pois a temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas de um corpo, e não da quantidade de calor.

A alternativa C afirma que calor e temperatura representam a mesma grandeza em Física. Isso também não é correto, pois o calor é uma forma de energia que é transferida de um corpo para outro, enquanto a temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas de um corpo.

A alternativa D afirma que quando um corpo recebe certa quantidade de calor, a sua temperatura sempre aumenta. Isso não é necessariamente verdade, pois a temperatura de um corpo pode aumentar ou diminuir dependendo de como o calor é transferido e de como o corpo reage a essa transferência de calor.

A alternativa E afirma que os números que expressam os valores do calor e da temperatura são sempre iguais. Isso não é correto, pois os valores do calor e da temperatura são expressos em unidades diferentes (joules para o calor e kelvin ou graus Celsius para a temperatura).

Portanto, a alternativa B é a única que apresenta uma afirmação correta sobre a relação entre calor e temperatura.

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a fórmula de variação de temperatura em função do calor recebido por uma substância. A fórmula é dada por:

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

Onde $Q$ é o calor recebido em calorias, $m$ é a massa da substância em gramas, $c$ é o calor específico da substância em calorias por grama por grau Celsius e $Delta T$ é a variação de temperatura em graus Celsius.

No nosso caso, temos:

• $Q = 40$ calorias
• $m = 200$ g
• $c = 0,8$ cal/g°C

Substituindo esses valores na fórmula, obtemos:

$$40 = 200 cdot 0,8 cdot Delta T$$

$$Delta T = frac{40}{200 cdot 0,8}$$

$$Delta T = 0,25°C$$

Portanto, a elevação de temperatura sofrida pela substância é de 0,25°C. A alternativa correta é a letra A) 0,25°C.

Essa resposta é correta porque a fórmula de variação de temperatura é aplicada de forma correta, considerando a massa e o calor específico da substância, além do calor recebido.

A resposta correta é a letra E.

O gráfico que melhor representa a dilatação irregular da água é o gráfico E. Isso ocorre porque a dilatação da água não é linear, ou seja, não segue uma regra simples de variação do volume com a temperatura.

No gráfico E, observamos que a água se expande rapidamente quando a temperatura aumenta de 0°C para 4°C, o que é conhecido como anomalia da água. Além disso, o volume da água também aumenta quando a temperatura aumenta de 4°C para 10°C, embora de forma menos intensa.

Essa anomalia ocorre porque a água tem uma estrutura molecular específica que a faz se comportar de forma diferente das outras substâncias. Em temperaturas baixas, as moléculas de água se organizam de forma a ocupar mais espaço, o que faz com que o volume aumente. Já em temperaturas mais altas, as moléculas se movem mais rapidamente e se aproximam umas das outras, ocupando menos espaço e fazendo com que o volume diminua.

Os outros gráficos não representam a dilatação irregular da água. O gráfico A é uma linha reta, o que não é compatível com a dilatação irregular da água. Os gráficos B, C e D apresentam uma curva que não é compatível com a anomalia da água.

Portanto, o gráfico E é o que melhor representa a dilatação irregular da água.

A resposta certa é a letra B) 3200 K.

A temperatura de cor de uma lâmpada é uma medida da sua cor aparente, que é influenciada pela temperatura de seu filament. Quanto mais alta a temperatura, mais azulada é a luz emitida. No caso das lâmpadas de tungstênio, a temperatura de cor é muito alta, o que explica sua cor branca-azulada.

A resposta certa é 3200 K, pois esta é a temperatura de cor típica de uma lâmpada de tungstênio. Isso significa que a luz emitida pela lâmpada tem uma cor branca-azulada, com uma temperatura de cor de aproximadamente 3200 K.

É importante notar que a temperatura de cor não é a mesma coisa que a temperatura de trabalho do filament. A temperatura de trabalho é muito mais alta, geralmente em torno de 2500°C a 3000°C.

No caso das lâmpadas de tungstênio, a temperatura de cor é uma medida importante, pois ela influencia a cor e a intensidade da luz emitida. Além disso, a temperatura de cor também é influenciada pela composição química do filament e pelo tipo de gás utilizado no interior da lâmpada.

Em resumo, a resposta certa é a letra B) 3200 K, pois esta é a temperatura de cor típica de uma lâmpada de tungstênio, e é influenciada pela temperatura de trabalho do filament, pela composição química do filament e pelo tipo de gás utilizado no interior da lâmpada.

Resposta: A) Certo

O problema pede para julgar se um mol de um gás ideal na temperatura de 0 °C ocuparia, volume superior a 2,7 × 10³ L em Marte. Para resolver esse problema, precisamos considerar a equação de estado dos gases ideais, que é dada por:

$$PV = nRT$$

onde $P$ é a pressão, $V$ é o volume, $n$ é o número de mols, $R$ é a constante universal dos gases e $T$ é a temperatura em Kelvin.

Para calcular o volume, precisamos rearranjar a equação para:

$$V = frac{nRT}{P}$$

Substituindo os valores dados, temos:

$$V = frac{1 times 0,082 times 273}{0,008} = 2,73 times 10^3 L$$

Como o volume é maior que 2,7 × 10³ L, a afirmativa está correta.

Explicação: A equação de estado dos gases ideais é uma ferramenta fundamental para resolver problemas envolvendo gases. Nesse caso, utilizamos a equação para calcular o volume do gás em Marte. A temperatura de 0 °C é igual a 273 K, e a pressão atmosférica em Marte é de aproximadamente 0,008 atm. Substituindo esses valores, encontramos o volume do gás, que é maior que 2,7 × 10³ L, tornando a afirmativa correta.

A resposta correta é a letra D) -5,2 °F.

Vamos entender por que isso é verdade. A questão afirma que a temperatura em graus Fahrenheit é igual a quarta parte do valor correspondente em graus Celsius. Isso significa que, se chamarmos a temperatura em graus Celsius de x, a temperatura em graus Fahrenheit é igual a x/4.

Podemos utilizar a fórmula de conversão de temperatura entre Celsius e Fahrenheit, que é:

Onde F é a temperatura em graus Fahrenheit e C é a temperatura em graus Celsius.

Substituindo F por x/4, temos:

Agora, precisamos encontrar o valor de x que satisfaz essa equação. Podemos começar rearranjando a equação para isolar x:

Em seguida, podemos encontrar o valor de x que torna F igual a -5,2 °F:

Subtraindo 32 de ambos os lados e multiplicando por 5/9, obtemos:

Portanto, o valor de x é:

Isso significa que a temperatura em graus Celsius é de -37,2 °C, e a temperatura em graus Fahrenheit é de -5,2 °F, que é a resposta correta.