Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: A alternativa correta é a letra C) 171°F e 95K.

Para entendermos por que essa é a resposta correta, vamos analisar as escalas de temperatura envolvidas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

A temperatura inicial do óleo é de 25°C. Para calcular a variação de temperatura, precisamos converter essa temperatura para as outras escalas. A temperatura em Fahrenheit pode ser calculada pela fórmula: °F = (°C × 9/5) + 32. Substituindo o valor de 25°C, obtemos:

°F = (25 × 9/5) + 32 = 77°F

Agora, para calcular a variação de temperatura em Fahrenheit, basta subtrair a temperatura inicial de 77°F da temperatura final de 120°C. Primeiramente, vamos converter 120°C para Fahrenheit:

°F = (120 × 9/5) + 32 = 248°F

A variação de temperatura em Fahrenheit é então:

Δ°F = 248°F - 77°F = 171°F

Já a temperatura em Kelvin pode ser calculada pela fórmula: K = °C + 273. Substituindo o valor de 120°C, obtemos:

K = 120 + 273 = 393K

A variação de temperatura em Kelvin é então:

ΔK = 393K - 298K = 95K

Portanto, a variação de temperatura sofrida pelo óleo é de 171°F e 95K, respectivamente.

A alternativa correta é a letra A) A cidade A está localizada em uma região de maior altitude em comparação com a localização da cidade B.

Para entender por que a água começa a ferver primeiro na cidade A, é preciso considerar a influência da altitude sobre a pressão atmosférica e, consequentemente, sobre o ponto de ebulição da água.

Quando se aumenta a altitude, a pressão atmosférica diminui. Isso ocorre porque a atmosfera é mais rarefeita em altitudes mais elevadas, exercendo menos pressão sobre a superfície. Como resultado, o ponto de ebulição da água também diminui com o aumento da altitude.

Em uma cidade de maior altitude, como a cidade A, a pressão atmosférica é menor, o que significa que a água começa a ferver mais cedo. Já na cidade B, que está em uma região de menor altitude, a pressão atmosférica é maior, o que impede que a água comece a ferver tão cedo.

Portanto, é correto afirmar que a cidade A está localizada em uma região de maior altitude em comparação com a localização da cidade B.

A resposta correta é letra A) 0,59 cm.

Para encontrar o espaçamento mínimo necessário para a instalação sequencial de dois trilhos, precisamos calcular a variação de comprimento dos trilhos devido à variação de temperatura ambiente.

O coeficiente de dilatação linear do aço é de 1,4 × 10^-5 °C^-1. Isso significa que, para cada grau Celsius de variação de temperatura, o trilho se expandirá em 1,4 × 10^-5 metros.

No caso específico, a temperatura ambiente varia de 0 °C para 35 °C, o que significa uma variação de 35 °C. Portanto, o comprimento do trilho aumentará em:

$Delta\; L\; =\; alpha\; times\; L\_0\; times\; Delta\; T\; =\; 1,4\; times\; 10^\{-5\}\; times\; 12\; times\; 35\; =\; 0,59\; :\; cm$

Isso significa que, para evitar o envergamento dos trilhos, é necessário um espaçamento mínimo de 0,59 cm entre os trilhos.

Portanto, a resposta correta é letra A) 0,59 cm.

A resposta correta é letra D) 450 kcal

Para resolver essa questão, precisamos considerar as seguintes etapas:

• Primeiramente, é necessário fornecer calor ao gelo para elevar sua temperatura de -20°C até 0°C, que é o ponto de fusão do gelo. Para isso, é necessário fornecer uma quantidade de calor igual ao produto do calor específico do gelo (0,5 cal/g°C) pela variação de temperatura (20°C) e pela massa do gelo (5,0 kg). Isso resulta em uma quantidade de calor de:
$$Q_1 = m times c times Delta T = 5,0 kg times 0,5 frac{cal}{g°C} times 20°C = 50 kcal$$
• Em seguida, é necessário fornecer calor latente de fusão ao gelo para que ele se transforme em água líquida. Para isso, é necessário fornecer uma quantidade de calor igual ao produto do calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) pela massa do gelo (5,0 kg). Isso resulta em uma quantidade de calor de:
$$Q_2 = m times L = 5,0 kg times 80 frac{cal}{g} = 400 kcal$$
• Por fim, é necessário fornecer calor à água líquida para elevar sua temperatura de 0°C até 20°C. Para isso, é necessário fornecer uma quantidade de calor igual ao produto do calor específico da água (1,0 cal/g°C) pela variação de temperatura (20°C) e pela massa da água (5,0 kg). Isso resulta em uma quantidade de calor de:
$$Q_3 = m times c times Delta T = 5,0 kg times 1,0 frac{cal}{g°C} times 20°C = 100 kcal$$

A soma das quantidades de calor fornecidas em cada etapa resulta na resposta final:

$$Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 50 kcal + 400 kcal + 100 kcal = 450 kcal$$

Portanto, a alternativa correta é letra D) 450 kcal.

A resposta correta é a letra C) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.

Vamos analisar cada uma das afirmativas:

I. Em uma transformação isobárica, a pressão é constante e ocorre variação exclusivamente do volume e da temperatura.

Essa afirmativa é verdadeira. Em uma transformação isobárica, a pressão é mantida constante, enquanto o volume e a temperatura variam.

II. Em uma transformação isotérmica, a temperatura é constante e ocorre variação exclusivamente da pressão e do volume.

Essa afirmativa é verdadeira. Em uma transformação isotérmica, a temperatura é mantida constante, enquanto a pressão e o volume variam.

III. Em uma transformação isocórica, somente o volume permanece constante.

Essa afirmativa é verdadeira. Em uma transformação isocórica, o volume é mantido constante, enquanto a pressão e a temperatura variam.

IV. Em uma transformação adiabática, não há troca de calor com o ambiente externo. Logo, o volume, a pressão e a temperatura permanecem constantes.

Essa afirmativa é falsa. Em uma transformação adiabática, não há troca de calor com o ambiente externo, mas o volume, a pressão e a temperatura não permanecem constantes. Em uma transformação adiabática, a temperatura e a pressão variam, enquanto o volume também pode variar.

Portanto, somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras, o que faz da letra C) a resposta correta.

A alternativa correta é a letra C) Motor a álcool

Essa alternativa é considerada uma máquina térmica porque transforma calor em trabalho de forma contínua. Isso ocorre porque o motor a álcool queima combustível para produzir calor, que por sua vez é utilizado para gerar força mecânica.

No caso do motor a álcool, existem duas fontes de calor: a fonte quente, que é o calor produzido pela queima do combustível, e a fonte fria, que é o meio ambiente. A diferença de temperatura entre essas duas fontes permite que o motor transforme o calor em trabalho.

Além disso, o motor a álcool é um exemplo clássico de máquina térmica, pois ele opera seguindo o princípio de funcionamento desenvolvido por Nicolas Sadi Carnot, que estabeleceu as bases para a segunda lei da termodinâmica.

Já as outras alternativas não são consideradas máquinas térmicas. O chuveiro (A) é um dispositivo que utiliza água quente para fornecer calor, mas não transforma esse calor em trabalho. A panela de pressão (B) é um dispositivo que utiliza calor para cozinhar alimentos, mas também não transforma o calor em trabalho. O ferro de passar roupa (D) é um dispositivo que utiliza calor para remover rugas de roupas, mas novamente não transforma o calor em trabalho.

Portanto, a alternativa correta é o motor a álcool (C), que é um exemplo de máquina térmica que transforma calor em trabalho de forma contínua.