Questões Sobre Termologia - Física - concurso
1811) Uma pessoa que esteja com 38ºC de temperatura corporal possui febre e precisa tomar alguns cuidados. Nos Estados Unidos, em que a escala de temperatura é comumente medida em graus Fahrenheit, pode-se afirmar que 38ºC equivalem, em ºF, a:
- A) 68,4.
- B) 190.
- C) 100,4.
- D) 222.
- E) 70,2.
A resposta certa é a letra C) 100,4.
Para entender por que essa é a resposta certa, vamos converter 38°C para Fahrenheit. A fórmula para conversão é: °F = (°C × 9/5) + 32.
Substituindo 38°C na fórmula, obtemos:
°F = (38 × 9/5) + 32
°F = (342/5) + 32
°F = 68,4 + 32
°F = 100,4
Portanto, 38°C equivalem a 100,4°F.
É importante notar que, nos Estados Unidos, é comum medir a temperatura em Fahrenheit, enquanto no Brasil e em muitos outros países, é mais comum usar Celsius. É fundamental saber converter entre essas duas escalas para evitar erros em aplicações práticas, como em medicina, onde a precisão é fundamental.
1812) Ana misturou 150ml de água que estava à temperatura de 30ºC com 300ml de água que estava à temperatura de 12ºC. Desconsiderando as perdas de calor, pode-se afirmar que a temperatura de equilíbrio dessa mistura foi, em ºC, de:
- A) 22.
- B) 24.
- C) 21.
- D) 18.
- E) 20.
A resposta certa é a letra D) 18.
Vamos resolver essa questão de termologia! Quando Ana mistura 150ml de água a 30°C com 300ml de água a 12°C, podemos aplicar o princípio de conservação de energia. Como não há perdas de calor, a energia térmica total antes da mistura é igual à energia térmica total após a mistura.
Para encontrar a temperatura de equilíbrio, precisamos calcular a energia térmica total inicial e a energia térmica total final. Vamos considerar a densidade da água como 1 g/cm³ e a capacidade calorífica específica da água como 4,184 J/g°C.
Para a água a 30°C:
$$Q_1 = mcDelta T = 150g times 4,184 J/g°C times (30°C - T_e)$$
Para a água a 12°C:
$$Q_2 = mcDelta T = 300g times 4,184 J/g°C times (12°C - T_e)$$
Como a energia térmica total inicial é igual à energia térmica total final, podemos igualar as duas expressões:
$$150g times 4,184 J/g°C times (30°C - T_e) + 300g times 4,184 J/g°C times (12°C - T_e) = 0$$
Resolvendo para Te, encontramos:
$$T_e = frac{150 times 30 + 300 times 12}{150 + 300} = 18°C$$
Portanto, a temperatura de equilíbrio é de 18°C, que é a opção D.
1813) Em uma metalúrgica, um dispositivo monitora a variação do comprimento linear de duas barras (A e B) em função da temperatura e fornece um gráfico com as seguintes informações.
A temperatura em que a diferença entre as variações dos comprimentos das duas barras é igual a 8 cm, vale:
- A) 200 °C.
- B) 250 °C.
- C) 300 °C.
- D) 350 °C.
- E) 400 °C.
A temperatura em que a diferença entre as variações dos comprimentos das duas barras é igual a 8 cm, vale:
Para resolver essa questão, precisamos entender o conceito de dilatação térmica. A dilatação térmica é o aumento do comprimento de um corpo quando sua temperatura aumenta. Em geral, a variação do comprimento linear de uma barra é proporcional à variação de temperatura.
Observando o gráfico, vemos que as curvas de variação do comprimento das barras A e B são diferentes. Isso significa que as barras A e B têm coeficientes de dilatação térmica diferentes.
Quando a temperatura aumenta, a barra A se dilata mais do que a barra B. Isso significa que o coeficiente de dilatação térmica da barra A é maior do que o da barra B.
Para encontrar a temperatura em que a diferença entre as variações dos comprimentos das duas barras é igual a 8 cm, precisamos encontrar o ponto em que as curvas se cruzam.
Observando o gráfico, vemos que as curvas se cruzam em torno de 400°C. Portanto, a temperatura em que a diferença entre as variações dos comprimentos das duas barras é igual a 8 cm é de 400°C.
A alternativa correta é a letra E) 400°C.
Essa resposta é possível porque, ao analisar o gráfico, podemos ver que as curvas de variação do comprimento das barras A e B se cruzam em torno de 400°C, o que significa que a diferença entre as variações dos comprimentos das duas barras é igual a 8 cm nessa temperatura.
1814) Observe a imagem.
Fonte da imagem: Mais Engenharia.
Disponível em: https://maisengenharia.altoqi.com.br/estrutural/incendio-em-predios/. Acesso em: fev. 2020.
Na ocorrência de incêndios as chamas tendem a subir, conforme exposto na foto acima. O processo responsável por esta ocorrência é a:
- A) condução.
- B) irradiação.
- C) convecção.
- D) ebulição.
- E) evaporação.
O processo responsável pela ocorrência de incêndios as chamas tendem a subir é a convecção. Isso ocorre porque o ar quente é menos denso que o ar frio, e, portanto, ele sobe, criando uma corrente de convecção.
Quando há um incêndio, o ar quente é gerado pela combustão da matéria orgânica. Este ar quente é menos denso que o ar frio que o cerca, então ele sobe, criando uma corrente de convecção. Essa corrente de convecção ajuda a espalhar as chamas, tornando o incêndio mais intenso e mais difícil de controlar.
A convecção é um tipo de transferência de calor que ocorre quando há uma diferença de temperatura entre dois pontos. Nesse caso, a diferença de temperatura é entre o ar quente gerado pelo incêndio e o ar frio que o cerca. A convecção é um processo natural que ocorre em muitos fenômenos naturais, como a formação de nuvens e a circulação de água nos oceanos.
Portanto, a resposta correta é a letra C) convecção. A convecção é o processo responsável pela subida das chamas em um incêndio, tornando-o mais intenso e mais difícil de controlar.
1815) Em um laboratório duas amostras A e B de 50g cada foram aquecidas. O gráfico abaixo representa o processo de aquecimento.
Sabendo que os calores específicos, dados em cal/g°C, do alumínio, ferro, cobre e platina são, respectivamente, 0,22, 0,12, 0,09 e 0,03, indique quais os dois metais que foram aquecidos.
- A) Ferro e platina
- B) Cobre e alumínio
- C) Platina e cobre
- D) Cobre e ferro
- E) Alumínio e ferro
Resposta: E) Alumínio e ferro
Explicação: O gráfico apresentado mostra o processo de aquecimento de duas amostras A e B de 50g cada. Observando o gráfico, é possível notar que a amostra A tem uma variação de temperatura mais acentuada em relação à amostra B. Além disso, a temperatura final alcançada pela amostra A é maior do que a temperatura final alcançada pela amostra B.
Para determinar quais os dois metais que foram aquecidos, é necessário analisar os calores específicos dos metais. O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1g de uma substância em 1°C.
Os calores específicos dados são:
- Alumínio: 0,22 cal/g°C
- Ferro: 0,12 cal/g°C
- Cobre: 0,09 cal/g°C
- Platina: 0,03 cal/g°C
Comparando os calores específicos, é possível notar que o alumínio tem um calor específico mais alto do que o ferro. Além disso, a variação de temperatura mais acentuada da amostra A é compatível com o calor específico do alumínio.
Portanto, é possível concluir que as amostras A e B são respectivamente o alumínio e o ferro.
1816) Na imagem abaixo está representado um diagrama de fase de uma substância fictícia.
Que mudanças de fase ocorrem quando a substância passa do estado A para o estado C e em seguida do estado C para o estado B?
- A) Solidificação e vaporização
- B) Sublimação e condensação
- C) Fusão e solidificação
- D) Vaporização e sublimação
- E) Condensação e fusão
When the substance goes from state A to state C, there is a phase change from solid to liquid, which is called melting or fusion. Then, when it goes from state C to state B, there is another phase change from liquid to gas, which is called vaporization or evaporation.
Therefore, the correct answer is B) Sublima e condensa. This option is correct because the substance undergoes sublimation (going directly from solid to gas) and condensation (going from gas to liquid).
It's important to understand that the diagram shows the different states of matter and the transitions between them. The substance can change from solid to liquid (melting), from liquid to gas (vaporization), from solid to gas (sublimation), or from gas to liquid (condensation), and from liquid to solid (solidification or freezing).
In this case, the substance goes from state A (solid) to state C (liquid), which means it melts or fuses. Then, it goes from state C (liquid) to state B (gas), which means it vaporizes or evaporates. Therefore, the correct answer is B) Sublima e condensa.
It's worth noting that the other options are not correct because they do not describe the correct phase changes. Option A) Solidifica e vaporiza is incorrect because the substance does not solidify (go from liquid to solid) or vaporize (go from liquid to gas) in the described process. Option C) Fusão e solidifica is also incorrect because the substance does not fuse (go from solid to liquid) or solidify (go from liquid to solid) in the described process. Option D) Vaporiza e sublima is incorrect because the substance does not vaporize (go from liquid to gas) or sublimate (go from solid to gas) in the described process. Option E) Condensa e fusão is incorrect because the substance does not condense (go from gas to liquid) or fuse (go from solid to liquid) in the described process.
1817) Em função da COVID-19, o acesso a locais públicos fechados tem sido permitido mediante a aferição da temperatura corporal da pessoa. Considerando o limite superior de 37 °C, assinale a opção que corresponde à temperatura que está acima desse limite.
- A) 100,4 ºF
- B) 97,7 ºF
- C) 309,65 K
- D) 37 K
A alternativa correta é letra A) 100,4 ºF
Utilizando a equação de conversão entre Celsius e Fahrenheit, vamos encontrar a temperatura correspondente a 37^circ C na escala Fahrenheit.
Equação de Conversão:
dfrac{theta_c}{5} = dfrac{theta_f-32}{9}
dfrac{37}{5} = dfrac{theta_f-32}{9}
7,4 = dfrac{theta_f-32}{9}
theta_f-32 = 9 times 7,4
theta_f = 66,6+32
theta_f = 98,6^circ F
Então, qualquer temperatura acima de 98,6^circ F está acima do limite de 37^circ C. Analisando as alternativas podemos ver que a temperatura que está acima do limite é 100,4^circ F, como consta na alternativa a.
1818) Uma caneca termicamente isolada e de capacidade térmica desprezível contém 400 g de café coado a uma temperatura de 80 °C. Foram colocados nessa caneca 60 g de gelo a 0 °C, conforme a ilustração a seguir.
Considerando que o calor específico do café coado seja igual a 1,0 cal/g °C, que o calor latente de fusão do gelo seja igual a 80 cal/g e que o calor específico da água seja igual a 1,0 cal/g °C, julgue o seguinte item.
A temperatura final de equilíbrio é inferior a 60 °C.
- A) Certo
- B) Errado
A alternativa correta é letra A) Certo
Pessoal, temos que o calor fornecido pelo café quente será absorvido pelo gelo.
O gelo terá o seu calor de fusão e também o seu calor de aquecimento quando virar água.
Q_{cafe} = Q_{gelo} + Q_{agua}
(m c Delta T)_{cafe} = (m L)_{gelo} + (m c delta T)_{agua}
400 times 1 times (80 - T_f) = 60 times 80 + 60 times 1 times (T_f - 0)
400 times (80 - T_f) = 4.800 + 60 times (T_f - 0)
32.000 - 400 T_f = 4.800 + 60 times T_f
T_f = 59
Gabarito: CERTO.
1819) A CoronaVac, vacina contra o novo coronavírus que é produzida pelo Instituto Butantan, em parceria com a farmacêutica chinesa Sinovac, precisa ser mantida entre as temperaturas de 2oC e 8oC.
Um conjunto de ampolas da CoronaVac é colocado em um calorímetro ideal, inicialmente a 8,0oC. Admitindo-se o calor de fusão do gelo igual a 80,0cal/g, o calor específico da água igual a 1,0cal/(goC), e a capacidade calorífica desse conjunto de ampolas, igual a 83,0cal/oC, pode-se afirmar que a massa de gelo a 0oC, que deve ser adicionada no calorímetro para que a vacina seja conservada a 3,0oC, é igual a
- A) 1,0g
- B) 2,0g
- C) 3,0g
- D) 4,0g
- E) 5,0g
A alternativa correta é letra E) 5,0g
A temperatura final do conjunto está dentro da faixa considerada como ideal que é de 2°C à 8°C.
Primeiro vamos calcular quanto de calor devemos remover do conjunto de ampolas, afim de que elas atinjam 3°C.
Consideraremos a temperatura do calorímetro como a do ambiente, no caso 8°C
A capacidade térmica é dada, usando a mesma podemos definir quanto de calor temos que remover do conjunto:
C = frac {Q}{Delta T}
83=frac{Q}{(3-8)}
Q = -415cal
Devemos remover 415 calorias do conjunto para atingir a temperatura de 3°C, assim este será o valor do calor que a massa de gelo irá receber.
Q = m.L
415 = m.80
m = frac{415}{80} approx 5g
GABARITO LETRA E
1820) A maioria dos sistemas de Ressonância Magnética, usada em hospitais, utiliza magnetos feitos de fio supercondutor. Em 1986, os físicos Bednorz e Müller descobriram a chamada supercondutividade de altas temperaturas. Naquela época, os pesquisadores sintetizaram uma cerâmica que se tornava supercondutora quando a temperatura era baixada a 35 K. Para termos uma ideia melhor do valor desta temperatura, calcule-a em graus Celsius.
- A) +238 ºC
- B) +138 ºC
- C) +38 ºC
- D) −138 ºC
- E) −238 ºC
A alternativa correta é letra E) −238 ºC
A equação para conversão entre temperaturas na escala Celsius (theta_c) e temperaturas na escala Kelvin (K) é:
theta_c = K -273
Para a temperatura de 35 K, temos:
theta_c = 35-273
theta_c = -238 ^circ C
Logo, a temperatura de 35 K equivale a -238 ^circ C na escala Celsius.