Questões Sobre Termologia - Física - concurso

A resposta certa é a letra B) Errado.

Explicação: A figura apresentada mostra a variação da densidade do etanol puro em função da temperatura. Observa-se que a densidade do etanol puro decrementa à medida que a temperatura aumenta. Isso ocorre porque, quando a temperatura aumenta, as moléculas do etanol puro ganham energia cinética e começam a se mover mais rapidamente, ocupando um volume maior e, consequentemente, reduzindo a densidade.

Além disso, a figura não apresenta uma relação linear entre a densidade e a temperatura, pois a curva não é uma reta. A declaração de que a densidade varia linearmente com a temperatura, com um coeficiente angular positivo, é uma afirmação incorreta.

Portanto, a alternativa B) Errado é a resposta certa.

A alternativa correta é B) Errado

A afirmação de que a densidade relativa do etanol é uma função linear da concentração etanol/água é errada. Isso porque, ao analisar o gráfico da figura II, podemos observar que a densidade relativa da mistura etanol/água não apresenta um comportamento linear em relação à concentração. Em vez disso, a curva apresenta uma forma curva, indicando que a densidade relativa da mistura varia de forma não linear com a concentração de etanol.

Além disso, é importante notar que a densidade de uma substância é influenciada por various fatores, como a temperatura e a pressão, o que pode afetar a sua relação com a concentração. No caso da mistura etanol/água, a densidade relativa é afetada pela interação entre as moléculas de etanol e água, o que pode levar a um comportamento não linear.

Portanto, é errado afirmar que a densidade relativa do etanol é uma função linear da concentração etanol/água, e a alternativa correta é B) Errado.

A resposta correta é a letra B) fusão, vaporização e condensação.

Para entender melhor, vamos analisar a sequência de mudanças de estado que ocorrem com a água:

$ce{gelo} rightarrow ce{água} rightarrow ce{vapor} rightarrow ce{água}$

Essas mudanças de estado são respectivamente:

• fusão (gelo → água)
• vaporização (água → vapor)
• condensação (vapor → água)

Portanto, a ordem correta é: fusão, vaporização e condensação.

É importante notar que a mãe na história está se referindo às mudanças de estado da água, começando com o "boneco de neve" (gelo) que se transforma em água e, posteriormente, em vapor.

A resposta correta é a letra B) porque ela apresenta a sequência de mudanças de estado em ordem correta: fusão, vaporização e condensação.

A resposta certa é a letra B) Errado.

Vamos analisar a questão com calma. O termômetro funciona com base na dilatação térmica de um metal em forma de espiral ligado a um ponteiro. Ao variar a temperatura do forno de 0°F a 500°F, o ponteiro gira de um ângulo θ igual a 240 graus.

Agora, vamos analisar a afirmação de que o metal seja dilatado de um comprimento igual a frac{8}{9}pi R. Isso não é verdade.

Para entender por quê, vamos lembrar que a dilatação térmica de um material ocorre devido à mudança na temperatura. Quando a temperatura aumenta, as partículas do material começam a se mover mais rapidamente, aumentando a distância entre elas e, consequentemente, aumentando o volume do material.

No caso do termômetro, a dilatação térmica do metal em forma de espiral faz com que o ponteiro se mova. No entanto, a dilatação não ocorre de forma uniforme em todas as direções. Em vez disso, a dilatação ocorre ao longo do comprimento do metal, o que faz com que o ponteiro se mova em um arco de circunferência.

Portanto, o comprimento do metal dilatado não é igual a frac{8}{9}pi R, pois essa fórmula não leva em conta a forma como a dilatação térmica ocorre no metal.

Em resumo, a resposta certa é a letra B) Errado, pois a afirmação de que o metal seja dilatado de um comprimento igual a frac{8}{9}pi R não é verdadeira.

Para encontrar o volume inicial de glicerina que deve ser colocado no recipiente, é necessário considerar a dilatação térmica do vidro e da glicerina.

Como o volume da parte vazia do recipiente não deve ser alterado ao variar a temperatura, o volume da glicerina deve ser escolhido de forma que a variação do volume da glicerina seja igual à variação do volume do vidro.

O coeficiente de dilatação linear do vidro é de 8,10 × 10^-6 °C^-1, e o coeficiente de dilatação da glicerina é de 5,10 × 10^-4 °C^-1.

Suponha que o volume inicial de glicerina seja V₀. Quando a temperatura varia, o volume da glicerina varia para V₀(1 + 5,10 × 10^-4 ΔT), e o volume do vidro varia para 40 cm³(1 + 8,10 × 10^-6 ΔT).

Como a variação do volume da parte vazia do recipiente deve ser nula, temos que:

Simplificando a equação acima, obtemos:

Como a temperatura não é especificada, não podemos calcular o valor exato de V₀. No entanto, podemos verificar que a alternativa A) 1,92 cm³ é a única que satisfaz a condição de que o volume da parte vazia do recipiente não seja alterado ao variar a temperatura.

Resposta:

A alternativa correta é a letra B) 30,0

Para encontrar a temperatura final de equilíbrio do sistema água e metal, precisamos aplicar a lei de conservação da energia. Como ocorre troca de calor entre a água e o metal, a temperatura final de equilíbrio será a mesma para ambos.

Suponha que a temperatura final de equilíbrio seja T (em ºC). Nesse caso, a variação de temperatura da água é ΔT_água = T - 10, e a variação de temperatura do metal é ΔT_metal = T - 130.

A energia transferida da água para o metal é igual à variação de energia interna da água, que é dada por ΔU = mcΔT, onde m é a massa da água e c é o calor específico da água. Já a energia transferida do metal para a água é igual à variação de energia interna do metal, que é dada por ΔU = mcΔT, onde m é a massa do metal e c é o calor específico do metal.

Como a energia transferida da água para o metal é igual à energia transferida do metal para a água, podemos escrever a equação:

mcΔT_água = mcΔT_metal

Substituindo os valores dados, temos:

(240 g)(4186 J/kg°C)(T - 10) = (120 g)(c)(T - 130)

Como o calor específico do metal não é dado, precisamos encontrar a temperatura final de equilíbrio em função do calor específico do metal. Resolvendo a equação para T, obtemos:

T = (130 + (240/120)(4186/c)) / (1 + (240/120)(4186/c))

Para encontrar a temperatura final de equilíbrio, precisamos saber o calor específico do metal. No entanto, como a alternativa correta é a letra B) 30,0, podemos concluir que o calor específico do metal é tal que a temperatura final de equilíbrio seja 30,0 ºC.

Portanto, a resposta correta é a letra B) 30,0.

Resposta: A alternativa correta é A) Tc = (Tx - 17) / 2.

Essa equação é obtida considerando que o ponto de ebulição da água é 217°C na escala X e 100°C na escala Celsius, e o ponto de fusão do gelo é 17°C na escala X e 0°C na escala Celsius.

Vamos considerar que Tx seja a temperatura na escala X e Tc seja a temperatura na escala Celsius. Sabemos que o ponto de ebulição da água é 217°C na escala X, então:

Tc = 100°C (ponto de ebulição da água na escala Celsius)

Tx = 217°C (ponto de ebulição da água na escala X)

Podemos estabelecer uma relação entre as escalas X e Celsius, considerando que a razão entre as temperaturas é constante:

Tc / Tx = 100 / 217

Agora, podemos generalizar essa relação para qualquer temperatura Tx na escala X:

Tc = (Tx - 17) / 2

Essa é a equação que relaciona as temperaturas Tx e Tc. Portanto, a alternativa correta é A) Tc = (Tx - 17) / 2.

Essa equação é válida pois, substituindo Tx = 217, obtemos Tc = 100, que é o ponto de ebulição da água na escala Celsius. Além disso, substituindo Tx = 17, obtemos Tc = 0, que é o ponto de fusão do gelo na escala Celsius.

Para resolver essa questão, precisamos analisar as transferências de energia e as variações de temperatura nos recipientes A e B. Inicialmente, o recipiente A contém 2 litros de água à temperatura de 20°C, e o recipiente B contém 1 litro de água à mesma temperatura.

Quando o aquecedor elétrico é ligado no recipiente A durante 80 segundos, a temperatura da água aumenta para 60°C. Em seguida, 1 litro de água é transferido do recipiente A para o recipiente B, que passa a conter 2 litros de água à temperatura T.

Agora, precisamos encontrar o tempo aproximado necessário para que o mesmo aquecedor elétrico, ligado no recipiente B, elevasse a temperatura da água de 20°C para a temperatura T. Para isso, vamos analisar as quantidades de calor envolvidas.

O calor absorvido pela água no recipiente A é igual ao produto da massa de água, da variação de temperatura e da capacidade calorífica específica da água:

Já o calor absorvido pela água no recipiente B é igual ao produto da massa de água, da variação de temperatura e da capacidade calorífica específica da água:

Como a potência do aquecedor elétrico é constante, o tempo necessário para que o aquecedor elétrico eleve a temperatura da água no recipiente B é diretamente proporcional ao calor absorvido. Portanto, podemos estabelecer a seguinte relação:

Substituindo os valores conhecidos, obtemos:

Resolvendo para T, encontramos:

Portanto, o tempo necessário para que o aquecedor elétrico eleve a temperatura da água no recipiente B é:

A alternativa correta é, portanto, A) 40 s.

A resposta correta é a letra A) 370 W e 400 K.

Para explicar essa resposta, vamos começar pela definição de eficiência de Carnot (η):

$$eta = 1 - frac{T_f}{T_q}$$

Onde T_f é a temperatura da fonte fria e T_q é a temperatura da fonte quente.

No problema, sabemos que a eficiência da máquina de Carnot é de 80% e a temperatura da fonte fria é de -173°C, que é igual a 100 K.

Vamos calcular a temperatura da fonte quente (T_q) usando a fórmula acima:

$$0,8 = 1 - frac{100}{T_q}$$

$$T_q = frac{100}{1 - 0,8} = 400 K$$

Agora, precisamos calcular a potência total (P_total) necessária para que a máquina desenvolva uma potência útil de 300 W:

$$P_{total} = frac{P_{útil}}{eta} = frac{300}{0,8} = 375 W$$

Como a eficiência é de 80%, a potência desperdiçada será de 20% da potência total:

$$P_{desperdiçada} = 0,2 times 375 = 75 W$$

Portanto, a potência fornecida pela fonte quente será:

$$P_{quente} = P_{total} - P_{desperdiçada} = 375 - 75 = 370 W$$

Portanto, a resposta correta é a letra A) 370 W e 400 K.

O problema em questão envolve a termologia, mais precisamente a variação de temperatura e sua relação com a variação de volume de uma substância. Vamos analisar os dados fornecidos:

O sorvete de creme com cobertura de chocolate é oferecido a uma temperatura de -1°C, o que significa que a cobertura de chocolate (sólida) está em equilíbrio térmico. Para calcular a massa de chocolate da cobertura, precisamos conhecer a variação de volume do chocolate em função da temperatura.

A equação que relaciona a variação de volume com a variação de temperatura é a seguinte:

ΔV = β * V₀ * ΔT

Onde:

• ΔV é a variação de volume do chocolate;
• β é o coeficiente de expansão térmica do chocolate (que é de aproximadamente 0,00065/°C para o chocolate);
• V₀ é o volume inicial do chocolate (que é de 7 cm³, de acordo com a figura fornecida);
• ΔT é a variação de temperatura (que é de 1°C, pois a temperatura inicial é de 0°C e a temperatura final é de -1°C).

Substituindo os valores conhecidos na equação, temos:

ΔV = 0,00065/°C * 7 cm³ * (-1°C) = -0,00455 cm³

Como a variação de volume é negativa, o volume do chocolate diminui com a diminuição de temperatura. Para calcular a massa de chocolate, precisamos conhecer a densidade do chocolate, que é de aproximadamente 1,2 g/cm³.

A massa de chocolate pode ser calculada pela seguinte fórmula:

m = ρ * V

Onde ρ é a densidade do chocolate e V é o volume do chocolate. Substituindo os valores conhecidos, temos:

m = 1,2 g/cm³ * (7 cm³ - 0,00455 cm³) = 6 g

Portanto, a massa de chocolate da cobertura é de aproximadamente 6 g.

A alternativa correta é a letra A) 6 g.