Questões Sobre Termologia - Física - concurso

A resposta correta é a letra B) houve uma variação volumétrica de 31,32 cm³.

Para entender por quê, vamos analisar o problema passo a passo. Temos um cubo de chumbo com aresta de 20 cm em um dia frio, com temperatura de 0°C. Em seguida, medimos novamente as arestas do cubo em um ambiente quente, com temperatura de 45°C.

A variação de temperatura faz com que o material se dilate. A dilatação linear do chumbo é de 29 x 10⁻⁶°C⁻¹. Isso significa que, para cada grau Celsius de aumento de temperatura, a aresta do cubo se dilata em 29 x 10⁻⁶ cm.

No caso, a variação de temperatura foi de 45°C - 0°C = 45°C. Portanto, a variação de comprimento da aresta do cubo é de 45°C x 29 x 10⁻⁶ cm°C⁻¹ = 0,01305 cm.

Como o cubo tem aresta inicial de 20 cm, a variação de volume pode ser calculada como:

ΔV = 3 * (aresta inicial)² * variação de comprimento

ΔV = 3 * (20 cm)² * 0,01305 cm = 31,32 cm³

Portanto, a resposta correta é a letra B) houve uma variação volumétrica de 31,32 cm³.

A resposta certa é a letra A) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.

Isso ocorre porque o termômetro está em um bulbo de vidro com vácuo perfeito. Como não há moléculas de ar no bulbo, não há transferência de calor por convecção ou condução entre o termômetro e o ambiente. A única forma de transferência de calor é por radiação, que é muito lenta.

Inicialmente, o termômetro marca a temperatura ambiente de 25°C. Quando a temperatura ambiente aumenta para 30°C, o termômetro começa a absorver radiação térmica do ambiente. Como o vácuo é perfeito, não há perda de calor por condução ou convecção, então o termômetro começa a se aquecer.

Como o termômetro absorve radiação térmica, sua temperatura começa a aumentar. Como a temperatura do termômetro é menor que a do ambiente, há uma transferência de calor do ambiente para o termômetro. Isso faz com que a marcação do termômetro aumente e tenda a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.

Portanto, a resposta certa é a letra A) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.

Resposta: A)

The correct answer is alternative A. This is because the diagram that best represents the two transformations is the one shown in figure A.

In the first transformation (I), the gas receives heat through the diathermic base and expands, (isothermal expansion), increasing its volume from VO to V,1, and reaching temperature T. Then, the heat source is removed, and a thermal reservoir at the same temperature T is placed in contact with the gas.

In the second transformation (II), the gas is slowly compressed by the introduction of sand grains on the piston, maintaining thermal equilibrium with the reservoir. As a result, the piston slowly descends, and the gas returns to its initial volume VO.

The diagram in alternative A correctly represents these two transformations, showing the isothermal expansion in the first part and the slow compression in the second part.

The other alternatives do not correctly represent the transformations. Alternative B shows an incorrect compression in the first part, alternative C shows an incorrect expansion in the second part, alternative D shows an incorrect compression in the first part and an incorrect expansion in the second part, and alternative E shows an incorrect expansion in the first part and an incorrect compression in the second part.

Therefore, the correct answer is alternative A.

Para resolver essa questão, vamos começar pela análise do processo de fusão do gelo.

Primeiramente, é importante notar que o aumento de 64 g na massa do bloco de gelo se deve à fusão do gelo. Isso significa que o gelo absorveu calor da água para fundir.

Vamos calcular o calor absorvido pelo gelo para fundir. O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Portanto, o calor absorvido pelo gelo para fundir 64 g é:

Q_{fusao} = m times L_{fusao} = 64 g times 80 dfrac{cal}{g} = 5120 cal

Agora, vamos calcular a variação de temperatura da água. Sabemos que a capacidade calorífica específica da água é de 1,0 cal/g°C. Além disso, como o calor específico do gelo é a metade do calor específico da água, podemos considerar que o calor absorvido pelo gelo foi completamente transferido para a água.

Portanto, a variação de temperatura da água é:

Delta T = dfrac{Q_{fusao}}{m_{agua} times c} = dfrac{5120 cal}{2500 g times 1,0 dfrac{cal}{g°C}} = 2,048°C

Como a temperatura final da água é de 5,0°C, podemos calcular a temperatura inicial do gelo:

T_{inicial} = T_{final} - Delta T = 5,0°C - 2,048°C = 2,952°C ≈ 48,6°C

Portanto, a alternativa correta é a letra B) 48,6°C.

Essa resposta é justificada pelo fato de que o calor absorvido pelo gelo para fundir foi completamente transferido para a água, o que provocou um aumento de temperatura da água. Como o calor específico do gelo é a metade do calor específico da água, a variação de temperatura da água foi suficiente para alcançar a temperatura de equilíbrio.

Resposta: A) nula.

Quando dois ou mais corpos trocam calor entre si em um calorímetro ideal, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas pelos corpos até o estabelecimento do equilíbrio térmico é nula. Isso ocorre porque a energia não é criada ou destruída, apenas transferida de um corpo para outro.

Em um sistema fechado, a energia total é conservada, ou seja, a soma da energia interna dos corpos em contato é constante. Quando um corpo ganha energia, outro corpo perde energia, de forma que a soma algébrica das variações de energia seja zero.

Portanto, a soma das quantidades de calor trocadas pelos corpos é nula, pois a energia não é criada ou destruída, apenas transferida de um corpo para outro.

Essa é a razão pela qual a alternativa correta é A) nula.

Resposta: D) A variação da energia interna da massa gasosa é nula.

Essa afirmação é verdadeira porque, ao considerarmos um ciclo ou uma transformação cíclica de uma dada massa gasosa, estamos lidando com um conjunto de transformações após as quais o gás volta às mesmas condições que possuía inicialmente.

Em um ciclo termodinâmico, a massa gasosa sofre várias transformações, como expansão, compressão, aquecimento e resfriamento. No entanto, ao final do ciclo, o gás retorna às suas condições iniciais, ou seja, sua temperatura, pressão e volume voltam a ser os mesmos.

Como resultado, a variação da energia interna da massa gasosa é nula, pois a energia interna é uma função de estado, que depende apenas das condições iniciais e finais do sistema, e não das transformações ocorridas durante o ciclo.

Portanto, como a massa gasosa volta às suas condições iniciais ao final do ciclo, sua energia interna também volta ao valor inicial, tornando a variação da energia interna nula.

Questão:

• A) condução
• B) irradiação
• C) convecção
• D) evaporação

Resposta:

A resposta certa é a letra B) irradiação. Isso ocorre porque a radiação é uma das formas pelas quais a energia é transferida de um corpo para outro. No caso do "banho de Sol", a energia é transferida da superfície do Sol para a pele humana através da radiação.

A radiação é um processo em que a energia é transmitida através de ondas eletromagnéticas, como a luz visível e a radiação infravermelha. Quando a luz do Sol atinge a pele, ela é absorvida e convertida em calor, fazendo com que a temperatura do corpo aumente.

Já a condução é o processo de transferência de calor entre dois corpos em contato direto, como quando você segura um copo quente e sente o calor sendo transferido para sua mão. A convecção é o processo de transferência de calor através do movimento de fluidos, como o ar ou a água. E a evaporação é o processo de transferência de calor quando uma substância muda de estado líquido para gasoso, como quando o suor evapora da pele.

Portanto, a resposta certa é a letra B) irradiação, pois é o processo pelo qual a energia é transferida do Sol para a pele humana durante o "banho de Sol".

A quantidade de calor que é preciso fornecer ao corpo para que haja mudança em sua temperatura denomina-se calor sensível.

Essa definição é importante em termologia, pois o calor sensível é a energia necessária para aumentar ou diminuir a temperatura de um corpo, sem alterar seu estado físico.

Por exemplo, imagine que você tem um cubo de gelo à temperatura de 0°C e você deseja derretê-lo. Para fazer isso, você precisa fornecer calor sensível ao cubo de gelo, aumentando sua temperatura até que ele atinja o ponto de fusão.

É importante notar que o calor sensível não altera o estado físico do corpo, apenas sua temperatura. Já o calor latente, por outro lado, é a energia necessária para mudar o estado físico de um corpo, como por exemplo, de sólido para líquido.

Portanto, a alternativa correta é a letra A) calor sensível.

Resposta: B) de seu volume.

A capacidade térmica de um corpo é a quantidade de calor que ele pode absorver ou ceder sem que sua temperatura seja alterada. Esta propriedade depende do volume do corpo, pois quanto maior for o volume, maior será a capacidade térmica.

Isso ocorre porque a capacidade térmica é diretamente proporcional à quantidade de matéria presente no corpo. Quanto maior for o volume, mais matéria haverá presente, e consequentemente, maior será a capacidade térmica.

Já a massa do corpo não influencia diretamente na capacidade térmica, pois dois corpos com a mesma massa podem ter capacidades térmicas diferentes se tiverem volumes diferentes. Além disso, o calor específico de uma substância também não influencia na capacidade térmica, pois é uma propriedade que depende da composição química da substância e não do seu volume.

Portanto, a resposta certa é a letra B) de seu volume, pois a capacidade térmica de um corpo depende diretamente do seu volume.

A resposta correta é a letra B) Irradiação, thermica, vaporização, convecção e condensação.

Essa é a sequência de processos que ocorrem na formação de nuvens. Primeiramente, o calor irradiado pelo Sol atinge a superfície da Terra, evaporando a água que se encontra nessa superfície. Essa evaporação ocorre porque a água quente é menos densa que o ar ao nível do mar. Quando o vapor de água sobe para regiões mais frias da atmosfera, ele se condensa, formando minúsculas gotas de água que compõem as nuvens.

Portanto, a alternativa B é a que melhor descreve os processos de calor e mudanças de fases da matéria envolvidos na formação de nuvens. A irradiação thermica é o processo pelo qual o Sol emite calor para a Terra. A vaporização é a mudança de fase da água líquida para o estado de vapor. A convecção é o processo de transferência de calor pela movimentação de fluidos, como o ar, e a condensação é a mudança de fase do vapor de água para o estado líquido.

Esses processos são fundamentais para a formação de nuvens e, consequentemente, para a ocorrência de precipitações. Além disso, eles também estão relacionados à termologia, que é o estudo das propriedades térmicas dos materiais e dos processos de transferência de calor.

É importante notar que as outras alternativas não descrevem corretamente os processos envolvidos na formação de nuvens. A alternativa A, por exemplo, troca a convecção pela condução, que é um processo de transferência de calor diferente. A alternativa C apresenta uma sequência de processos que não é correta, pois a convecção não ocorre antes da vaporização. A alternativa D apresenta uma sequência de processos que inclui a solidificação, que não é um processo envolvido na formação de nuvens. E a alternativa E apresenta uma sequência de processos que inclui a solidificação e a condensação, o que não é correto.

Em resumo, a alternativa B é a que melhor descreve os processos de calor e mudanças de fases da matéria envolvidos na formação de nuvens.