Questões Sobre Termologia - Física - concurso
2101) Considere as seguintes afirmativas sobre processos termodinâmicos envolvendo transferência de energia de um corpo para outro:
I. A radiação é um processo de transferência de energia que não ocorre se os corpos estiverem no vácuo.
II. A convecção é um processo de transferência de energia que ocorre em meios fluidos.
III. A condução é um processo de transferência de energia que não ocorre se os corpos estiverem à mesma temperatura.
Assinale a alternativa CORRETA:
- A) Somente a afirmativa I é verdadeira.
- B) Somente a afirmativa II é verdadeira.
- C) Somente a afirmativa III é verdadeira.
- D) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
- E) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
A alternativa correta é letra E) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
Pessoal, vamos verificar afirmativa por afirmativa.
ERRADA. A característica da radiação é justamente se propagar em qualquer meio (ou na ausência dele).
Condução e convecção que dependem de meio para ocorrer.
II. A convecção é um processo de transferência de energia que ocorre em meios fluidos.
CORRETA. Realmente. Ela ocorre principalmente devido a movimentação do fluido conforme o aquecimento vai ocorrendo (partes mais quentes sobem, e mais frias descem).
III. A condução é um processo de transferência de energia que não ocorre se os corpos estiverem à mesma temperatura.
CORRETA. Realmente pessoal. A transferência de calor só ocorre se tivermos diferença de temperatura
Q = dfrac{k A Delta T}{d}
Gabarito: LETRA E.
2102) Em algumas situações, para unir duas placas metálicas, são utilizados rebites, uma peça cilíndrica que é inserida em um orifício que perpassa as duas placas. É aconselhável que o diâmetro do furo seja um pouco menor que o do rebite, para que esse fique sempre ajustado ao orifício que une as duas peças quando ocorrer uma variação de temperatura. Qual das afirmações abaixo seria a mais CORRETA?
- A) O rebite deve possuir coeficiente de dilatação volumétrica menor que o das peças a serem unidas.
- B) O rebite deve possuir coeficiente de dilatação volumétrica maior que o das peças a serem unidas.
- C) O rebite deve ser feito de um material que não sofre dilatação.
- D) Deve ser colocado um anel de vedação entre as partes.
- E) Não depende do coeficiente de dilatação dos materiais.
A alternativa correta é letra B) O rebite deve possuir coeficiente de dilatação volumétrica maior que o das peças a serem unidas.
Vamos analisar uma a uma pessoal,
a) O rebite deve possuir coeficiente de dilatação volumétrica menor que o das peças a serem unidas.
ERRADA. Se assim for, o rebite vai dilatar menos e a peça vai dilatar mais, fazendo o ajuste ficar "frouxo" e a estrutura ceder.
b) O rebite deve possuir coeficiente de dilatação volumétrica maior que o das peças a serem unidas.
CORRETA. Vide explicação anterior.
c) O rebite deve ser feito de um material que não sofre dilatação.
ERRADA. Todo material dilata (embora uns mais e outros menos). Quando falamos de metais então, temos os materiais que comumente mais sofrem dilatação.
d) Deve ser colocado um anel de vedação entre as partes.
ERRADA. Isso não vai ser necessário. Mesmo com o anel se o rebite dilatar menos vai ter espaço entre ele a vedação e a peça se os coeficientes de dilatação não forem respeitados.
e) Não depende do coeficiente de dilatação dos materiais.
ERRADA. Conforme visto.
Gabarito: LETRA B.
2103) A propagação do calor é um fenômeno físico essencial que ocorre em diversas situações do nosso dia a dia. Quando um fogão é ligado e a chama aquece a base da panela à medida que a água próxima à base da panela é aquecida, suas moléculas se tornam mais energéticas e se movimentam de forma mais rápida. Essas moléculas mais energéticas e aquecidas tornam-se menos densas e, portanto, sobem, enquanto as moléculas mais frias e densas descem para ocupar o espaço deixado pelas moléculas ascendentes. Essa descrição corresponde a qual forma de propagação de calor?
- A) Convecção.
- B) Condução.
- C) Radiação.
- D) Sublimação.
- E) Fusão.
A alternativa correta é letra A) Convecção.
Pessoal, falou de transferência de calor em fluidos (líquido ou gasoso) fiquem atentos a convecção.
Ela ocorre devido ao aquecimento e movimentação constante das partículas que compõem o gás/líquido.
Logo, a reposta é a LETRA A.
b) Condução.
ERRADA. Ocorre em meios sólidos.
c) Radiação.
ERRADA. Transferência de calor que acontece no vácuo. A luz solar, por exemplo, chega até nós por meio da Radiação.
d) Sublimação.
ERRADA. Fenômeno no qual um material sólido vai direto pro estado gasoso sem passar pela fase líquida.
e) Fusão.
ERRADA. Quando um sólido passa para o estado líquido.
Gabarito: LETRA A.
2104) O equilíbrio termodinâmico é um conceito fundamental na termodinâmica, relacionado ao estado de equilíbrio de um sistema em termos de temperatura, pressão e outras variáveis termodinâmicas. Logo, é CORRETO afirmar que:
- A) um sistema está em equilíbrio termodinâmico quando todas as suas partes estão à mesma temperatura.
- B) o equilíbrio termodinâmico ocorre apenas em sistemas isolados do ambiente externo.
- C) o equilíbrio termodinâmico implica que não ocorre transferência de calor entre o sistema e o ambiente.
- D) um sistema em equilíbrio termodinâmico não pode sofrer mudanças espontâneas em suas propriedades.
- E) o equilíbrio termodinâmico é um estado estático, sem movimento ou transformações internas no sistema.
A alternativa correta é letra D) um sistema em equilíbrio termodinâmico não pode sofrer mudanças espontâneas em suas propriedades.
Vamos verificar assertiva por assertiva, pessoal.
a) um sistema está em equilíbrio termodinâmico quando todas as suas partes estão à mesma temperatura.
ERRADA. Pessoal, não é esta a definição. Estar em uma mesma temperatura significa que não temos troca de calor entre as partes do sistema. Não é o mesmo que equilíbrio termodinâmico.
b) o equilíbrio termodinâmico ocorre apenas em sistemas isolados do ambiente externo.
ERRADA. Pode ocorrer em sistema aberto.
c) o equilíbrio termodinâmico implica que não ocorre transferência de calor entre o sistema e o ambiente.
ERRADA. Conforme alternativa A. Não quer dizer a mesma coisa.
d) um sistema em equilíbrio termodinâmico não pode sofrer mudanças espontâneas em suas propriedades.
CORRETA. Sistemas em equilíbrio termodinâmico são aqueles que "não mudam" a não ser que haja uma perturbação externa.
e) o equilíbrio termodinâmico é um estado estático, sem movimento ou transformações internas no sistema.
ERRADA. Não necessariamente. Existem movimentações de partículas, por exemplo, mesmo estando em equilíbrio.
Gabarito: LETRA D.
2105) Considere uma escala arbitrária Y, que adota os valores -10 e 140 para os pontos do gelo e do vapor de água, respectivamente. Na comparação da escala Y com as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, verificou-se que o valor medido pelo termômetro na escala Y coincidia com o valor medido pelo termômetro de uma dessas outras escalas em uma determinada temperatura. Em qual temperatura os valores das medidas coincidem?
- A) 25°C
- B) 20°F
- C) 68°F
- D) 20K
- E) 253K
A alternativa correta é letra C) 68°F
Gabarito da banca: LETRA C.
Gabarito sugerido pelo professor: ANULADA.
Para encontrar uma relação entre escalas, é preciso conhecer pelo menos 2 pontos em comum entre elas. Sabemos que a fusão do gelo ocorre em 0°C, o que equivale a -10 Y, 32°F e 273 K, e a vaporização da água ocorre em 100°C, correspondente a 140 Y, 212°F e a 373 K. Assim, podemos estabelecer uma relação entre as duas escalas como nos mostra a figura a seguir:
Então, utilizando a relação de proporção entre as escalas, podemos escrever uma equação geral de conversão entre elas:
dfrac { T_Y - (-10) } { 140 - (-10) } = dfrac { T_C - 0 } { 100 - 0 } = dfrac { T_F -32 } { 212 - 32 } = dfrac { T_K -273 } { 373-273 }
dfrac { T_Y +10 } { 150 } = dfrac { T_C } { 100 } = dfrac { T_F -32 } { 180 } = dfrac { T_K -273 } { 100 }
Agora, vamos encontrar um valor de temperatura que coincida entre as escalar Y e Celsius. Para isso, basta substituir T_Y = T_C na equação acima:
dfrac { T_Y +10 } { 150} = dfrac { T_C } { 100 }
dfrac { T_C +10 } { 3 } = dfrac { T_C } { 2 }
2(T_C +10) = 3 T_C
2T_C +20 = 3 T_C
T_C = 20°C
Analogamente, para a escala Fahrenheit , temos:
dfrac { T_Y +10 } { 150 } = dfrac { T_F -32 } { 180 }
dfrac { T_F +10 } { 5 } = dfrac { T_F -32 } { 6 }
6(T_F +10) = 5(T_F -32)
6T_F +60 = 5T_F -160
T_F = -220°F
Para a escala Kelvin, temos:
dfrac { T_Y +10 } { 150 } = dfrac { T_K -273 } { 100 }
dfrac { T_K +10 } { 3 } = dfrac { T_K -273 } { 2 }
2(T_K +10) = 3 (T_K -273)
2T_K +20 = 3T_K -819
T_K=839 , K
Portanto, como não há alternativa correspondente, a questão deveria ser anulada.
2106) Podemos justificar, de acordo com a teoria cinética dos gases, que a melhor ocasião para calibrar os pneus de um automóvel, ou seja, para que a pressão medida pelo manômetro seja a pressão CORRETA no interior do pneu, será:
- A) Com os pneus aquecidos, pois, nesse caso, a densidade dos gases no interior do pneu será maior.
- B) Não importa a temperatura, pois a pressão no interior dos pneus depende apenas de seu volume interno.
- C) Após andar alguns quilômetros, de forma que o pneu atinja uma temperatura normal de viagem.
- D) Quando os pneus do carro estão frios, isto é, à temperatura ambiente, pois, nesse caso, as velocidades médias das moléculas de ar são menores.
- E) Com os pneus aquecidos, pois, nesse caso, a densidade dos gases no interior do pneu será menor.
A alternativa correta é letra D) Quando os pneus do carro estão frios, isto é, à temperatura ambiente, pois, nesse caso, as velocidades médias das moléculas de ar são menores.
Pessoal, questão que cobra física e conhecimentos do dia a dia.
O melhor momento para aferir a calibração dos pneus (assim como óleo, água, etc) é a temperatura ambiente.
Isso porque após "rodar" com o carro, temos aquecimento devido ao atrito do pneu com o chão.
Isso faz com que a pressão medida não seja a ideal.
PV/T = cte
Com a temperatura aumentando, a pressão medida será maior do que a pressão "real".
Logo, nosso gabarito é LETRA D.
As outras alternativas fogem do que foi exposto.
Gabarito: LETRA D.
2107) A compreensão do conceito de calor, assim como o de outras grandezas físicas, sofreu alterações no decorrer da História. Na atualidade, calor é definido como uma forma de energia
- A) contida nos objetos.
- B) associada à medida da temperatura dos sistemas físicos.
- C) que se propaga de um objeto a outro quando ambos são atritados.
- D) predominante nos objetos aquecidos.
- E) que se transfere entre corpos devido à diferença de temperatura entre eles.
A alternativa correta é letra E) que se transfere entre corpos devido à diferença de temperatura entre eles.
Pessoal, clássica questão de termodinâmica que tenta avaliar o conhecimento do aluno no que se refere a calor, temperatura, energia, etc.
Guardem isso:
Calor é Energia em Fluxo
Sendo assim, uma chama não "tem" calor, você não tem calor, um vulcão não tem calor. O calor é a energia fluindo de um corpo pro outro (a chama cede calor para o meio seria a forma correta de se dizer).
a) contida nos objetos.
ERRADA. Aqui teríamos a capacidade calorífica.
b) associada à medida da temperatura dos sistemas físicos.
ERRADA. Não é essa a definição, como visto acima.
c) que se propaga de um objeto a outro quando ambos são atritados.
ERRADA. O atrito até pode gerar uma diferença de temperatura que cause fluxo de calor. Porém a definição não é essa.
d) predominante nos objetos aquecidos.
ERRADA. Ocorre em todos os objetos desde que tenham uma diferença de temperatura (mesmo que objetos não tão aquecidos).
e) que se transfere entre corpos devido à diferença de temperatura entre eles.
CORRETA. Exatamente. "... que se transfere" foi o que definiu como gabarito. Além disso, o calor está relacionado a diferença de temperatura.
Q = m c Delta T
Gabarito: LETRA E.
2108) Os quatro recipientes mostrados na figura abaixo são idênticos e de material termicamente indilatável. Todos contêm a mesma massa de água, mas a temperaturas diferentes.
Se em algum deles a água estiver a 4oC será a contida no recipiente
- A) 1.
- B) 2.
- C) 3.
- D) 4.
Para responder a essa questão, precisamos entender o conceito de expansão térmica dos líquidos. Quando um líquido é aquecido, suas moléculas ganham energia cinética e começam a se mover mais rapidamente. Isso faz com que o líquido se expanda, ou seja, aumente de volume.
No caso dos quatro recipientes, todos contêm a mesma massa de água, mas a diferentes temperaturas. A água se expande quando é aquecida, portanto, o volume de água nos recipientes aumentará à medida que a temperatura aumenta.
Agora, vamos analisar as opções:
A) 1.
Não é a resposta certa, pois a expansão térmica da água não é afetada pela pressão.
B) 2.
Também não é a resposta certa, pois a expansão térmica da água não é afetada pela forma do recipiente.
C) 3.
Essa é a resposta certa! A água se expande quando é aquecida, portanto, o recipiente que contém água a 4°C é o que tem o menor volume.
D) 4.
Não é a resposta certa, pois a expansão térmica da água não é afetada pela cor do recipiente.
Portanto, a resposta certa é a opção C) 3. O recipiente que contém água a 4°C é o que tem o menor volume, pois a água se expande quando é aquecida.
2109) Se dois corpos A e B estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, dizemos que A e B estão em equilíbrio térmico entre si. Esse enunciado corresponde à qual lei da Termodinâmica?
- A) Lei zero.
- B) Primeira lei.
- C) Segunda lei.
- D) Lei dos gases ideais.
- E) Lei das temperaturas intermediárias.
A alternativa correta é letra A) Lei zero.
Vamos verificar afirmativa por afirmativa pessoal.
a) Lei zero.
CORRETA. Realmente. Tal lei estabelece que se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, então esses dois corpos também estão em equilíbrio térmico entre si.
A questão apenas nomeou em corpos A, B e C.
b) Primeira lei.
ERRADA. Essa lei estabelece que a energia interna de um sistema isolado permanece a mesma. Ela é dada pela relação
Delta U = Q - W
c) Segunda lei.
ERRADA. Essa estabelece que o calar flui do corpo quente para o corpo frio, sendo que o inverso nunca ocorrerá de forma natural.
Ela também aborda o termo entropia, que é o grau de desordem de um sistema. A temperatura, por exemplo, mede o grau de agitação das moléculas (desordem). Por isso que ela normalmente flui de um corpo mais desordenado para o outro.
d) Lei dos gases ideais.
ERRADA. Essa é a famosa relação PV = nRT.
Embora envolva termodinâmica não explica o que é dado pelo enunciado.
e) Lei das temperaturas intermediárias.
ERRADA. Essa lei foi invenção do examinador.
2110) Durante um experimento no laboratório de Física, surge um problema envolvendo a substância utilizada: a água está congelada. No experimento, é necessário que a água esteja no estado líquido e a uma temperatura acima de 0 °C. Dessa forma, para se utilizar a água na temperatura desejada, deve-se seguir uma sequência técnica de procedimentos termodinâmicos. A esse respeito, assinale a alternativa correta.
- A) 1º fusão do gelo; 2º condensação; 3º vaporização.
- B) 1° aquecimento do gelo; 2° sublimação; 3° vaporização.
- C) 1º aquecimento da água; 2º liquefação; 3º sublimação.
- D) 1º aquecimento do gelo; 2º fusão do gelo; 3º aquecimento da água.
- E) 1° condensação; 2° sublimação; 3º fusão do gelo.
A alternativa correta é letra D) 1º aquecimento do gelo; 2º fusão do gelo; 3º aquecimento da água.
Pessoal, a etapa física que temos a transformação de sólido para líquido é a fusão.
Entretanto, reparem que a questão deu a entender que o gelo está abaixo de 0 graus.
Logo, vamos ter que aquecer o gelo até a temperatura de fusão (1), manter o aquecimento para que ele inicie a fusão (2) e a termine e, depois, aquecer a água até a temperatura acima de 0 graus desejada (3).
Em termos de fornecimento de calor, teríamos a seguinte relação
Q = m_g c_g Delta T_g + m L_{fusao} + m_L c_L delta T_L
Aonde temos em cada parcela as etapas acima enumeradas.
Gabarito: LETRA D.