Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: A alternativa correta é a letra E) 3,0 x 10^-4 °C^-1.

Explicação: Para encontrar o coeficiente de dilatação aparente do líquido em relação ao alumínio, precisamos analisar a variação do volume do líquido em função da temperatura.

Inicialmente, o recipiente está completamente cheio com 1,0 x 10³ cm³ de líquido à temperatura de 20 °C. Ao aquecer o conjunto até 70 °C, 15 cm³ do líquido transbordam.

Isso significa que o volume do líquido aumentou em 15 cm³, ou seja, o líquido se expandiu em 15 cm³.

Para encontrar o coeficiente de dilatação aparente, precisamos relacionar a variação do volume do líquido com a variação de temperatura.

Como o volume inicial do líquido é de 1,0 x 10³ cm³ e o volume final é de 1,0 x 10³ cm³ + 15 cm³ = 1,015 x 10³ cm³, podemos calcular a variação do volume do líquido em função da temperatura.

ΔV = V_f - V_i = 1,015 x 10³ cm³ - 1,0 x 10³ cm³ = 15 cm³

Como a temperatura variou de 20 °C para 70 °C, temos uma variação de temperatura de ΔT = 70 °C - 20 °C = 50 °C.

Agora, podemos calcular o coeficiente de dilatação aparente do líquido em relação ao alumínio:

β = ΔV / (V_i * ΔT) = 15 cm³ / (1,0 x 10³ cm³ * 50 °C) = 3,0 x 10^-4 °C^-1

Portanto, a alternativa correta é a letra E) 3,0 x 10^-4 °C^-1.

Resposta: C) 2,0

A razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido é de 2,0. Isso porque a razão entre as inclinações das retas que representam a variação de temperatura em função do tempo, no estado líquido e no estado sólido, é de 2,0.

Para entender melhor, vamos analisar o gráfico fornecido. Nele, podemos ver que a temperatura da substância aumenta com o tempo, até atingir um platô, que indica a mudança de estado de sólido para líquido. Em seguida, a temperatura continua a aumentar, mas com uma inclinação menor, até atingir outro platô, que indica a mudança de estado de líquido para vapor.

As inclinações das retas que representam a variação de temperatura em função do tempo, no estado líquido e no estado sólido, são diretamente proporcionais aos calores específicos da substância nesses estados. Portanto, a razão entre essas inclinações é igual à razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido.

Analisando o gráfico, podemos ver que a inclinação da reta que representa a variação de temperatura no estado líquido é o dobro da inclinação da reta que representa a variação de temperatura no estado sólido. Portanto, a razão entre os calores específicos da substância no estado líquido e no estado sólido é de 2,0.

Essa razão pode ser explicada pela natureza das moléculas da substância. No estado líquido, as moléculas têm mais liberdade de movimento do que no estado sólido, o que aumenta a sua capacidade de absorver calor. Portanto, é necessário mais calor para aumentar a temperatura de uma substância no estado líquido do que no estado sólido.

A alternativa correta é a letra B) Não haverá passagem de calor de um para o outro.

Explicação: dois corpos de mesmo material, mas de massas diferentes, estão a 20°C e isolados termicamente do ambiente. Eles são colocados em contato um com o outro. Nessa situação, não há passagem de calor entre os corpos, pois estão na mesma temperatura. A igualdade de temperatura é uma condição de equilíbrio térmico, e nesse estado, não há fluxo de calor entre os corpos.

Os corpos possuem a mesma capacidade térmica, pois são do mesmo material, e a capacidade térmica é uma propriedade intrínseca do material. Além disso, a igualdade de temperatura impede a passagem de calor, pois não há uma diferença de temperatura entre os corpos.

A afirmação da letra A) "Seus calores específicos são diferentes" não é verdadeira, pois os corpos são do mesmo material, portanto, possuem o mesmo calor específico. A afirmação da letra C) "Suas capacidades térmicas são iguais" é verdadeira, mas não é a resposta certa para a questão. A afirmação da letra D) "O corpo de maior massa diminui de temperatura e o de menor massa aumenta" não é verdadeira, pois não há passagem de calor entre os corpos.

Portanto, a resposta correta é a letra B) Não haverá passagem de calor de um para o outro, pois os corpos estão na mesma temperatura e não há uma diferença de temperatura para causar o fluxo de calor.

Resposta: A)

A dependência da pressão em relação ao volume para este ciclo é representada por uma isóbara,<|begin_of_text|>2013, ou seja, uma reta horizontal.

Isso ocorre porque o volume é constante em uma isóbara, e a temperatura também é constante, pois o processo é isotérmico. Portanto, a pressão é inversamente proporcional ao volume, o que é representado pela equação de estado dos gases ideais: PV = nRT, onde P é a pressão, V é o volume, n é a quantidade de substância, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura.

Como a temperatura é constante em um processo isotérmico, a pressão é inversamente proporcional ao volume. Isso significa que quando o volume aumenta, a pressão diminui, e vice-versa. Portanto, a reta horizontal na figura representa a isóbara, que é a dependência da pressão em relação ao volume para este ciclo.

Essa é a razão pela qual a alternativa correta é a letra A.

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a fórmula de condução de calor, que é dada por:$$phi = frac{k cdot A cdot Delta T}{L}$$onde $phi$ é o fluxo de calor, $k$ é a condutividade térmica do material, $A$ é a área da seção transversal, $Delta T$ é a diferença de temperatura e $L$ é a espessura do material.No caso do vidro, temos:$k = 1 frac{W}{m cdot ^{circ}C}$ $A = 2 m^2$ $Delta T = 20 ^{circ}C - (-10 ^{circ}C) = 30 ^{circ}C$ $L = 0.005 m$Substituindo esses valores na fórmula, obtemos:$$phi = frac{1 frac{W}{m cdot ^{circ}C} cdot 2 m^2 cdot 30 ^{circ}C}{0.005 m} = 12 kW$$Portanto, a alternativa correta é a letra E) 12 kW.

Essa resposta pode ser explicada pelo fato de que o fluxo de calor é diretamente proporcional à área da seção transversal e à diferença de temperatura, e inversamente proporcional à espessura do material. Como o vidro tem uma condutividade térmica relativamente alta e a área da seção transversal é grande, o fluxo de calor é significativo. Além disso, a grande diferença de temperatura entre as faces interna e externa do vidro também contribui para um fluxo de calor elevado.

Resposta: A) 2 $W/m²°C$

Para encontrar o valor do coeficiente de filme do ar ambiente, precisamos analisar a situação descrita. Temos uma parede de um forno industrial com temperatura interna de 45°C e lado externo resfriado por uma corrente de ar ambiente a 25°C. A parede tem 10 cm de espessura e condutividade térmica de 0,2 W/m°C.

Considerando a taxa de transferência de calor por unidade de área como 20 W/m², podemos aplicar a fórmula para encontrar o coeficiente de filme do ar ambiente:

$h = frac{Q}{A times Delta T}$

onde $h$ é o coeficiente de filme do ar ambiente, $Q$ é a taxa de transferência de calor, $A$ é a área da superfície e $Delta T$ é a diferença de temperatura entre a superfície e o ar ambiente.

Substituindo os valores dados, obtemos:

$h = frac{20 W/m²}{1 m² times (45°C - 25°C)} = 2 W/m²°C$

Portanto, o valor do coeficiente de filme do ar ambiente é 2 W/m²°C, que é a alternativa A.

A resposta correta é a letra A) 25 %.

Para calcular a eficiência do ciclo de Rankine, precisamos calcular a razão entre o trabalho líquido e a energia fornecida ao sistema.

O trabalho líquido é a diferença entre o trabalho realizado pela turbina e o trabalho realizado pela bomba. O trabalho realizado pela turbina é igual à variação de entalpia entre a entrada e a saída da turbina, que é de 2610 kJ/kg - 2100 kJ/kg = 510 kJ/kg.

O trabalho realizado pela bomba é de 10 kJ/kg. Portanto, o trabalho líquido é de 510 kJ/kg - 10 kJ/kg = 500 kJ/kg.

A energia fornecida ao sistema é a energia necessária para aquecer a água até o ponto de ebulição, que é de 500 kJ/kg, mais a energia necessária para vaporizar a água, que é de 1500 kJ/kg. Portanto, a energia fornecida ao sistema é de 500 kJ/kg + 1500 kJ/kg = 2000 kJ/kg.

A eficiência do ciclo de Rankine é então calculada como a razão entre o trabalho líquido e a energia fornecida ao sistema, que é de 500 kJ/kg ÷ 2000 kJ/kg = 0,25 ou 25 %.

Portanto, a alternativa correta é a letra A) 25 %.

A resposta certa é a letra B) isobárico.

Explicação: O processo descrito na questão é um exemplo de transformação isobárica. Isso ocorre porque a água é aquecida em um recipiente descoberto, mantendo a pressão constante. A temperatura aumenta, mas a pressão permanece a mesma. Portanto, a transformação é isobárica.

Para entender melhor, vamos analisar as outras opções:

• A) Isotérmico: uma transformação isotérmica é aquela em que a temperatura é mantida constante. Isso não é o caso, pois a água está sendo aquecida.
• C) Isocórico: uma transformação isocórica é aquela em que o volume é mantido constante. Isso não é o caso, pois a água está expandindo-se ao ser aquecida.
• D) Isoentrópico: uma transformação isoentrópica é aquela em que a entropia é mantida constante. Embora a entropia possa ser considerada constante em certas condições, isso não é o caso aqui, pois a água está sendo aquecida.
• E) Adiabático: uma transformação adiabática é aquela em que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente. Isso não é o caso, pois a água está sendo aquecida.

Portanto, a única opção que descreve corretamente o processo é a letra B) isobárico.

Agora, vamos resolver essa questão de física!

Para converter os valores do termômetro de Fahrenheit (°F) para Celsius (°C), precisamos encontrar a relação entre as escalas. Sabemos que a faixa de medição do termômetro é de 68°F a 176°F.

Para encontrar a escala alternativa em Celsius, vamos utilizar a fórmula de conversão:

T°C = (T°F - 32) × 5/9

onde T°C é a temperatura em Celsius e T°F é a temperatura em Fahrenheit.

Vamos aplicar essa fórmula para encontrar os valores iniciais e finais da escala em Celsius:

Para 68°F: T°C = (68 - 32) × 5/9 = 20°C

E para 176°F: T°C = (176 - 32) × 5/9 = 80°C

Portanto, a escala alternativa em Celsius é de 20°C a 80°C.

A alternativa correta é a letra B) 20 e 80.

Essa é a resposta!

A questão apresentada nos pede para analisar as condições de congelamento e ebulição da água em duas cidades diferentes: Rio de Janeiro e La Paz. No Rio de Janeiro, a água congela a 0°C e ferve a 100°C, enquanto em La Paz, a água congela a t°C e ferve a T°C.

A alternativa correta é a letra E) t > 0 e T < 100.

Essa resposta pode parecer surpreendente à primeira vista, pois as temperaturas de congelamento e ebulição são as mesmas em ambas as cidades. No entanto, é importante notar que a questão não está perguntando sobre as temperaturas específicas de congelamento e ebulição, mas sim sobre a relação entre as temperaturas em ambas as cidades.

Em La Paz, a água congela a uma temperatura t°C e ferve a uma temperatura T°C. Como sabemos que a água congela a 0°C e ferve a 100°C no Rio de Janeiro, podemos concluir que t°C é maior que 0°C e T°C é menor que 100°C. Portanto, a resposta correta é a letra E) t > 0 e T < 100.

Essa resposta pode ser explicada pela física básica das mudanças de estado da água. Quando a água muda de estado líquido para sólido (congelamento), sua temperatura deve ser igual ou menor que 0°C. Da mesma forma, quando a água muda de estado líquido para gasoso (ebulição), sua temperatura deve ser igual ou maior que 100°C.

Nesse caso, como a água congela a t°C em La Paz e ferve a T°C, podemos concluir que t°C é maior que 0°C e T°C é menor que 100°C. Isso é consistente com a física básica das mudanças de estado da água e justifica a resposta correta.