Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: A alternativa correta é letra C) 0,7 m³.

Vamos analisar o problema passo a passo. Temos um cilindro com um pistão móvel contendo 1 kg de gás nitrogênio à pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal.

Para encontrar a variação de volume do gás, precisamos utilizar a equação da capacidade calorífica do gás, que é dada por:

Onde $C_p$ é a capacidade calorífica do gás, $Delta Q$ é a variação de calor adicionada ao gás e $Delta T$ é a variação de temperatura.

Como a energia interna do gás aumenta de 8 kcal, podemos concluir que a temperatura do gás também aumenta. Além disso, como o processo é isobárico, a pressão do gás permanece constante.

Para encontrar a variação de volume do gás, podemos utilizar a equação de estado dos gases ideais, que é dada por:

Onde $P$ é a pressão do gás, $V$ é o volume do gás, $n$ é o número de moles do gás, $R$ é a constante dos gases ideais e $T$ é a temperatura do gás.

Como a pressão do gás permanece constante, podemos reescrever a equação acima como:

e

Onde $V_1$ é o volume inicial do gás, $T_1$ é a temperatura inicial do gás, $V_2$ é o volume final do gás e $T_2$ é a temperatura final do gás.

Subtraindo a equação (1) da equação (2), obtemos:

Como a energia interna do gás aumenta de 8 kcal, podemos concluir que a temperatura do gás também aumenta. Além disso, como o processo é isobárico, a pressão do gás permanece constante.

Substituindo os valores dados, obtemos:

Portanto, a alternativa correta é letra C) 0,7 m³.

Let's break down the problem step by step to find the correct answer.

The problem states that two substances, , A and B, with masses mA and mB, and specific heats cA and cB, respectively, are in thermal contact under constant pressure conditions. We are also given that, at this pressure, the specific heats and masses of the substances obey the relation mA cA = 3mB cB.

Before coming into contact, each substance was at a temperature TA and TB, respectively. We need to find the final temperature Tf after thermal equilibrium is reached.

To solve this problem, we can use the principle of heat exchange, which states that the heat gained by one substance is equal to the heat lost by the other substance.

Let's assume that the heat gained by substance A is Q. Then, the heat lost by substance B is also Q. We can write the heat gained by A as:

Q = mAcA (Tf - TA)

And the heat lost by B as:

Q = mBcB (TB - Tf)

Since Q is the same in both cases, we can equate the two expressions:

mAcA (Tf - TA) = mBcB (TB - Tf)

Now, we can use the given relation mA cA = 3mB cB to simplify the equation:

3mBcB (Tf - TA) = mBcB (TB - Tf)

Simplifying further, we get:

3Tf - 3TA = TB - Tf

Combining like terms, we get:

4Tf = 3TA + TB

Finally, dividing both sides by 4, we get the final temperature Tf:

Tf = {3TA + TB over 4}

Therefore, the correct answer is option B.

The explanation for the correct answer is that we used the principle of heat exchange and the given relation between the specific heats and masses of the substances to derive the equation for the final temperature Tf. We then simplified the equation to get the final expression.

A resposta certa é a letra C. Durante o processo de aquecimento do gelo, água líquida, temperatura acima do ponto de ebulição da água, a entropia (S) aumenta com a temperatura (T). Isso ocorre porque a entropia é uma medida do desordem molecular, e quando a temperatura aumenta, as moléculas ganham energia e se tornam mais desordenadas.

Portanto, a gráfico que melhor expressa a entropia S em função da temperatura T nesse processo é o gráfico C, que apresenta uma curva crescente, indicando que a entropia aumenta com a temperatura.

É importante notar que a entropia é uma função de estado, ou seja, depende apenas do estado final e inicial do sistema, e não da trajetória que o sistema segue para ir do estado inicial para o estado final. Portanto, durante o processo de aquecimento do gelo, a entropia aumenta independentemente do caminho que o sistema segue.

Além disso, é importante lembrar que a entropia é uma grandeza extensiva, ou seja, depende da quantidade de matéria do sistema. Portanto, se a quantidade de gelo for maior, a entropia também será maior.

Em resumo, a letra C é a resposta certa porque apresenta uma curva crescente que indica que a entropia aumenta com a temperatura durante o processo de aquecimento do gelo.

Resposta: B) 30°C

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o conceito de calor específico e a equação de transferência de calor.

O calor específico da água é dado como 1 cal = 4,19 J/g°C. Isso significa que para aumentar a temperatura da água em 1°C, é necessário fornecer 4,19 J de energia por grama de água.

No problema, temos um fluxo de água constante de 0,1 L/s, que é igual a 0,1 kg/s, pois a densidade da água é de 1000 kg/m³. Além disso, temos uma resistência elétrica que dissipa 200 V × 20,95 A = 4190 W de potência.

Podemos calcular a energia dissipada pela resistência elétrica em um segundo:

ΔQ = P × Δt = 4190 W × 1 s = 4190 J

Agora, podemos calcular a variação de temperatura da água:

ΔQ = m × c × ΔT

Onde m é a massa de água que passa pelo sistema em um segundo, que é de 0,1 kg.

ΔT = ΔQ / (m × c) = 4190 J / (0,1 kg × 4,19 J/g°C) = 10°C

Portanto, a temperatura da água ao sair do tubo é de 20°C + 10°C = 30°C.

A resposta certa é a letra D) 70°C

Para encontrarmos a temperatura correspondente a 95°C na escala Celsius, precisamos encontrar a relação entre as escalas B e Celsius. Sabemos que a escala B tem os seguintes valores para o ponto de fusão do gelo (0°C) e o ponto de ebulição da água (100°C): 25°C B e 125°C B, respectivamente.

Podemos estabelecer uma proporção para encontrar a relação entre as escalas:

$$frac{x°C}{95°C} = frac{25°C B}{125°C B - 25°C B}$$

Onde x é a temperatura que estamos procurando em Celsius.

Resolvendo a proporção, encontramos:

$$x°C = frac{95°C times 100°C}{100°C} = 70°C$$

Portanto, a temperatura correspondente a 95°C B na escala Celsius é de 70°C.