Questões Sobre Termologia - Física - concurso
2041) Considere um processo reversível isobárico na pressão (constante) P em que n mols de um gás ideal tem sua temperatura modificada de T_i para T_f . Então, sendo R a constante universal dos gases, o trabalho realizado por este sistema é dado por
- A) nR(T_F-T_i)
- B) nR(V_f-V_i)
- C) 2nR(T_f-T_i)
- D) 2nR(T_i-T_f)
- E) 3nR(V_f-V_i)
A alternativa correta é letra A) nR(T_F-T_i)
Questões de termodinâmica dos gases envolvem relações simples pessoal. As mais comuns são
P V = n R T
(PV/T)_i = (PV/T)_f
Em questões literais assim, olhe primeiro as alternativas para que elas guiem você a resposta correta. Ela pede o trabalho pelo gás descrito. Como temos n e R, sabemos qual caminho seguir,
W = p Delta V
W = dfrac{nR Delta T}{Delta V} times Delta V
Reparem que temos variações de temperatura e volume, de forma que a fórmula PV = nRT foi ajustada com delta para volume e temperatura.
W = nR(T_f - T_i)
Gabarito: LETRA A.
2042) Um bloco de gelo contendo uma esfera de aço em seu interior está totalmente imerso numa amostra de água líquida em um recipiente. Todo o sistema se encontra a 0ºC sob pressão atmosférica normal. A água possui um comportamento anômalo entre 0ºC e 4ºC de modo que, em particular, o gelo fica mais denso ao derreter a 0o ao invés de se dilatar. Após o derretimento do gelo:
- A) O nível da água sobe.
- B) O nível da água desce.
- C) O nível da água não se altera.
- D) A esfera de aço sofre dilatação.
- E) A esfera de aço sofre contração.
A alternativa correta é letra B) O nível da água desce.
Pessoal, ao falar que o gelo fica mais denso, ele quer dizer que o seu volume reduz.
rho_{ag} = dfrac{m}{V}
A massa do gelo não se altera. Logo para ele ficar mais denso significa que ele se comprimiu (reduziu volume).
Com essa redução no derretimento, menos volume implica em menos altura de água (nível da água decresce).
No caso dessa prova o elaborador descreveu esse comportamento peculiar da água. Em algumas outras ele não descreve e pergunta o que acontece com o nível da água quando o gelo derrete na faixa de temperatura citada. É bom guardar esse fenômeno diferenciado que a água possui a depender da sua prova.
Gabarito: LETRA B.
2043) Sob pressão atmosférica padrão, uma esfera metálica maciça com 12cm de diâmetro e aquecida a 100ºC é colocada sobre uma barra de gelo suficientemente grande a 0ºC. Supondo que não haja regelo nem perdas de calor para o ambiente, marque a opção que fornece aproximadamente a massa de água correspondente ao gelo que derreteu. Suponha que a esfera metálica atinge a temperatura final de aproximadamente 0ºC (tendo em vista que a barra de gelo é suficientemente grande para isso) e considere os seguintes dados: calor de fusão da água L = 80cal/g, densidade do metal da esfera d = 7; 87g/cm3, constante calorífica do metal c = 0; 11cal/(gºC).
- A) 979g.
- B) 1200g.
- C) 200g.
- D) 500g.
- E) 120g.
A alternativa correta é letra A) 979g.
Pessoal, primeiramente vamos descobrir a massa da esfera metálica. Para isso, precisamos de seu volume
V = dfrac{4 pi r^3}{3}
V = dfrac{4 times pi times 6^3}{3} = 288 pi , cm^3
rho = dfrac{m}{V}
m = 7,87 times 288 pi = 2266,56 pi , g
Logo,
Q = m_ag L + m c Delta T
0 = 80 m_ag + 2256,66 pi times 0,11 times (0 - 100)
m_{ag} = dfrac{2256,66 pi times 0,11 times 100}{80} = 974,80 , g
Esse valor é aproximadamente o valor da alternativa A.
Gabarito: LETRA A.
2044) Um mol de um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, mantendo-se a uma temperatura T constante. Sabe-se que Vi é o volume inicial do gás, Vf é o volume final do gás e que R é a constante geral dos gases ideais. Assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor Q recebida pelo gás durante essa expansão.
- A) Q=RT(V_f-V_i)
- B) Q=RT{large{V_f over V_i}}
- C) Q=RTleft({large{V_f over V_i}}right)^2
- D) Q=RTInleft({large{V_f over V_i}}right)
- E) Q=RTInleft({large{V_f over V_i}}right)^2
A alternativa correta é letra D) Q=RTInleft({large{V_f over V_i}}right)
Pessoal, precisamos partir de
Delta U = Q - W
Com uma transformação isotérmica, a variação de energia interna é nula. Logo,
0 = Q - W
Q = W
Sabemos que
W = R T ln dfrac{V_f}{V_i}
Logo,
Q = R T ln dfrac{V_f}{V_i}
Gabarito: LETRA D.
2045) Um estudante que assiste a uma aula dissipa 100 W de calor através de seu corpo para o ambiente que o circunda. Considere uma turma de 20 alunos em uma sala, assistindo a uma aula cuja duração é de 50 minutos. Suponha que todo calor produzido pelos estudantes seja transferido para os 250 m3 de ar da sala de aula e que não há perdas de calor para o meio exterior. Considere o calor específico do ar igual a 1,0 J/g.ºC e a densidade do ar igual a 1,2 kg/m3. Determine a variação da temperatura do ar dentro da sala após o término da aula.
- A) Delta T=10℃
- B) Delta T=20℃
- C) Delta T=30℃
- D) Delta T=40℃
- E) Delta T=50℃
A alternativa correta é letra B) Delta T=20℃
Pessoal, vamos calcular a energia toda.
P = dfrac{Q}{Delta t}
Q = P Delta t
Q = 20 times 100 times (50 times 60)
Q = 6.000.000 , J
Agora, vamos aplicar,
Q = m c Delta T
Q = (rho V) times c Delta T
6.000.000 = (1,2 times 250) times 1.000 times Delta T
Delta T = 20 , ℃
Gabarito: LETRA B.
2046) A temperatura T de um sistema pode ser definida por meio de uma função logarítmica de determinada propriedade X desse sistema, na forma T=AlnX+B. Sabe-se que A e B são constantes e InX é o logaritmo neperiano da propriedade X. Seja X o comprimento da coluna líquida de um termômetro de mercúrio associado à temperatura T. Se X1 e X2 correspondem a T1 e T2, respectivamente, e considerando h=X2−X1, determine o valor de h.
- A) h=e^{{large{T_2 over A}}}-e^{{large{T_1 over A}}}
- B) h=e^{{large{T_2 over B}}}-e^{{large{T_1 over B}}}
- C) h=e^{{large{T_2-B over A}}}-e^{{large{T_1-B over A}}}
- D) h=e^{{large{T_2-A over B}}}-e^{{large{T_1-A over B}}}
- E) h=e^{{large{T_2 over T_1}}}-e^{{large{A over B}}}
A alternativa correta é letra C) h=e^{{large{T_2-B over A}}}-e^{{large{T_1-B over A}}}
Pessoal, basta a gente "jogar" com as informações dadas pela questão.
Reparem que temos ln no enunciado, e exponencial nas respostas. Logo, teremos que elevar em algum momento a exponencial.
Temos que isolar os X em ambas as equações, pois só assim acharemos a diferença entre eles que equivale a h.
Agora aplicando a função exponencial para resolver X1 e X2.
Finalmente, aplicando a diferença,
Gabarito: LETRA C.
2047) Termistores são termômetros baseados na variação da resistência elétrica com a temperatura e são utilizados em diversos equipamentos, como termômetros digitais domésticos, automóveis, refrigeradores e fornos.
A curva de calibração de um termistor é mostrada na figura:
Considere que o termistor se rompa quando percorrido por uma corrente maior do que 10 mA. Supondo que o termistor seja conectado a uma bateria de 5 V, assinale a alternativa que contém uma faixa de temperaturas em que o dispositivo sempre funcionará adequadamente:
- A) 10℃ < T < 35℃
- B) 20℃ < T < 45℃
- C) 30℃ < T < 55℃
- D) 40℃ < T < 65℃
- E) 50℃ < T < 75ºC
A alternativa correta é letra A) 10℃ < T < 35℃
Pessoal, precisamos aplicar
U = R i
5 = R times 10 times 10^{-3}
R = 500 , Omega = 0,5 , k Omega
Pessoal, agora a parte de maior cuidado: a análise do gráfico.
Olhando para a fórmula de tensão, reparem que quanto menor a resistência, maior a corrente. A questão cravou que a corrente máxima é a de 10 mA.
Logo, o MÍNIMO que a resistência pode chegar é 0,5 k Omega. Tal valor corresponde a temperatura de 40 graus. Acima dessa temperatura, a resistência estará abaixo do necessário.
Logo, eliminamos todas as alternativas menos a A.
Gabarito: LETRA A.
2048) Uma tecnologia foi desenvolvida para facilitar a vida do usuário doméstico ao abrir vidros ou latas de conserva baseada em um princípio da hidrostática. Com essa tecnologia, os recipientes não possuem roscas e as tampas possuem um furinho, que é vedado por uma tampinha de borracha. O sistema é fechado numa condição de baixa pressão. Quando a tampinha de borracha é retirada, desobstruindo o furinho, a tampa do frasco pode ser facilmente removida.
A alternativa que explica por que a tampa fica fechada e por que é facilmente aberta é:
- A) A pressão no exterior é muito maior que a atmosférica; as pressões são anuladas.
- B) A pressão no interior do frasco é maior que a atmosférica no exterior da tampa; as pressões são equalizadas.
- C) O vácuo no interior do frasco puxa a tampa mantendo-a presa; as pressões externas puxam para fora.
- D) A pressão no interior do frasco é menor que a atmosférica no exterior da tampa; as pressões são equalizadas.
- E) A pressão no interior do frasco é muito baixa; fácil de tirar a cola.
A alternativa correta é letra D) A pressão no interior do frasco é menor que a atmosférica no exterior da tampa; as pressões são equalizadas.
Vamos analisar uma a uma,
a) A pressão no exterior é muito maior que a atmosférica; as pressões são anuladas.
ERRADA. A pressão exterior equivale a atmosférica.
b) A pressão no interior do frasco é maior que a atmosférica no exterior da tampa; as pressões são equalizadas.
ERRADA. Se assim fosse, a tampa abriria naturalmente.
c) O vácuo no interior do frasco puxa a tampa mantendo-a presa; as pressões externas puxam para fora.
ERRADA. O mais correto seria que o vácuo faz com que a pressão atmosférica seja maior que a interna. Após o furo, as duas se igualam e qualquer força do agente externo abre a tampa.
d) A pressão no interior do frasco é menor que a atmosférica no exterior da tampa; as pressões são equalizadas.
CORRETA. Isso faz com que inicialmente a pressão atmosférica mantenha a tampa pressionada. Após o furo, as duas ficam iguais, e qualquer aplicação de força mínima do agente abre o recipiente.
e) A pressão no interior do frasco é muito baixa; fácil de tirar a cola.
ERRADA. Realmente a pressão no interior é menor (podemos arriscar dizer muito baixa). Mas não tem a ver com tirar a cola (o efeito colante permanece o mesmo).
Gabarito: LETRA D.
2049) Um dos temas propostos pelo Currículo da Educação Básica do Sistema Municipal de Ensino de Blumenau ao professor na docência dos anos iniciais – 2° ano é: Os estados físicos da matéria (troca de calor, temperatura, termômetro). Sobre esse assunto, verifique dentre as alternativas e marque aquela que estiver CORRETA:
- A) Calor é a quantidade de energia transferida de um corpo mais frio (temperatura mais baixa) para um corpo mais quente (temperatura mais alta).
- B) No corpo humano, quem regula e processa as informações referentes às variações de temperatura é a glândula pineal.
- C) Dois sistemas A e B estão em equilíbrio quando há transferência de energia térmica de um para outro.
- D) A temperatura, assim como as demais grandezas, precisa ser representada por valores numéricos e o sistema mais usado para medir temperatura é o Kelvin em que os pontos de ebulição e congelamento são, respectivamente, 0 e 100.
- E) O funcionamento do termômetro digital se baseia no fato de que a resistência elétrica dos materiais varia com a temperatura, assim, um dispositivo eletrônico lê as variações de resistência e exibe no display a temperatura correspondente ao valor de resistência.
A resposta certa é a letra E) O funcionamento do termômetro digital se baseia no fato de que a resistência elétrica dos materiais varia com a temperatura, assim, um dispositivo eletrônico lê as variações de resistência e exibe no display a temperatura correspondente ao valor de resistência.
Isso ocorre porque a resistência elétrica dos materiais é afetada pela temperatura. Quando a temperatura de um material aumenta ou diminui, sua resistência elétrica também muda. Os termômetros digitais utilizam essa propriedade para medir a temperatura. Eles possuem um sensor que detecta as variações de resistência elétrica em um material, geralmente um termistor, e convertem essas variações em uma temperatura correspondente.
O dispositivo eletrônico do termômetro digital é projetado para ler as variações de resistência elétrica do sensor e exibir a temperatura correspondente no display. Isso é feito por meio de um circuito eletrônico que converte a variação de resistência em uma temperatura, utilizando uma fórmula ou uma tabela de conversão.
Essa é a razão pela qual os termômetros digitais são precisos e confiáveis para medir a temperatura. Eles não são afetados por fatores externos, como a pressão ou a umidade, e podem medir a temperatura em uma ampla faixa de valores.
2050) Observe a imagem abaixo.
Disponível em: https://2.bp.blogspot.com/-bxEXd9O4oys/VTReKRLPBPI/AAAAAAAABtA/Te1bhVAxAwY/s1600/esquema….png
O nome dado aos processos da mudança dos Estados Físicos da água, é:
- A) 1 - Solidificação, 2 - Vaporização, 3 - Fusão, 4 - Sublimação.
- B) 1 - Fusão, 2 - Vaporização, 3 - Solidificação, 4 - Liquefação.
- C) 1 - Solidificação, 2 - Liquefação, 3 - Fusão, 4 - Vaporização.
- D) 1 - Fusão, 2 - Liquefação, 3 - Solidificação, 4 - Sublimação.
- E) 1 - Solidificação, 2 - Liquefação, 3 - Sublimação, 4 - Fusão.
A resposta correta é a letra E) 1 - Solidificação, 2 - Liquefação, 3 - Sublimação, 4 - Fusão.
Essa resposta está correta pois os processos de mudança de estado físico da água, em ordem, são:
Solidificação: é o processo de mudança do estado líquido para o estado sólido, ou seja, a água se transforma em gelo.
Liquefação: é o processo de mudança do estado sólido para o estado líquido, ou seja, o gelo se transforma em água.
Sublimação: é o processo de mudança do estado sólido para o estado gasoso, ou seja, o gelo se transforma diretamente em vapor de água.
Fusão: é o processo de mudança do estado sólido para o estado líquido, ou seja, o gelo se transforma em água.
Portanto, a ordem correta dos processos de mudança de estado físico da água é: solidificação, liquefação, sublimação e fusão.