Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: A alternativa correta é letra B) Apenas I e II estão corretas.

Explicação:

Para analisar as afirmativas, vamos verificar cada uma delas:

I - A convecção do calor depende de um meio material para se realizar. Esta afirmação é verdadeira. A convecção é um processo de transferência de calor que ocorre quando há um meio material, como um fluido, que se move e transfere calor de uma região para outra.

II - A irradiação é o único processo possível de transmissão de calor no vácuo. Esta afirmação também é verdadeira. No vácuo, não há meio material para que a convecção ou a condução ocorram. Portanto, a irradiação é o único processo possível de transmissão de calor.

III - A transmissão do calor, através de uma parede de ferro, dá-se por convecção. Esta afirmação é falsa. A transmissão do calor através de uma parede de ferro ocorre principalmente pela condução, não pela convecção.

IV - Uma chapa metálica usada para fazer sanduíches se aquece por inteira, principalmente pelo processo de transmissão de calor por irradiação. Esta afirmação é falsa. A chapa metálica se aquece principalmente pela condução, pois está em contato com a fonte de calor, e não pela irradiação.

Portanto, apenas as afirmações I e II estão corretas, o que torna a letra B a alternativa correta.

Resposta:

A alternativa correta é D) 7500 cal.

Explicação:

Para determinar a quantidade de calor necessária para transformar o bloco de gelo de 100 gramas de massa em vapor de água, é necessário considerar as seguintes etapas:

1. Aumento de temperatura do gelo de -10°C para 0°C (fusão):

Q₁ = m × Cₚ × ΔT = 100 g × 0,5 cal/g°C × 10°C = 500 cal

2. Fusão do gelo a 0°C:

Q₂ = m × Lₑ = 100 g × 80 cal/g = 8000 cal

3. Aumento de temperatura da água de 0°C para 150°C:

Q₃ = m × Cₚ × ΔT = 100 g × 1,0 cal/g°C × 150°C = 15000 cal

4. Vaporização da água a 150°C:

Q₄ = m × Lₑ = 100 g × 540 cal/g = 54000 cal

A soma dessas quantidades de calor é a quantidade total de calor necessária:

Q_total = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = 500 cal + 8000 cal + 15000 cal + 54000 cal = 75000 cal

Portanto, a alternativa correta é D) 75000 cal.

A alternativa correta é letra A) Certo

Quando uma trena metálica é utilizada para medir as dimensões de um terreno, a expansão térmica do material da trena deve ser considerada. Como a temperatura ambiente aumenta, as partículas que constituem a trena (átomos ou moléculas) se afastam, aumentando a distância entre elas. Isso faz com que a trena se expanda.

Portanto, quando a temperatura ambiente é de 40°C, a trena metálica se expande mais do que quando a temperatura ambiente é de 20°C. Isso significa que as medidas obtidas com a trena no dia mais quente (40°C) serão maiores do que as medidas obtidas no dia mais frio (20°C).

Como consequência, as dimensões do terreno medidas com a trena no dia mais quente serão maiores do que as medidas obtidas no dia mais frio. Portanto, é correto esperar que as dimensões do terreno sejam menores quando medidas no dia mais frio.

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

A alternativa correta é a letra A) Certo

Para entender por que a alternativa A) Certo é a resposta correta, vamos analisar o problema. Temos uma taxa de transferência de calor de 12 W e queremos saber se a energia transferida em 1 hora por esse material é inferior a 50 kJ.

Antes de começar a resolver o problema, é importante lembrar que a potência é a taxa de transferência de energia por unidade de tempo, ou seja, P = ΔE / Δt. No nosso caso, a potência é de 12 W, o que significa que a taxa de transferência de energia é de 12 J/s.

Agora, para encontrar a energia transferida em 1 hora, precisamos converter o tempo de horas para segundos. 1 hora é igual a 3600 segundos, portanto:

E = P × t = 12 J/s × 3600 s = 43.200 J

Como 1 kJ é igual a 1000 J, podemos converter a energia para kJ:

E = 43.200 J / 1000 = 43,2 kJ

Como a energia transferida é de 43,2 kJ, que é inferior a 50 kJ, a afirmação está correta.

Portanto, a resposta correta é a letra A) Certo.

A alternativa correta é a letra A) Se apenas I e II estiverem corretas.

Explicação: A localização do motor na parte superior das geladeiras modernas tem como objetivo evitar as correntes de ar externas de convecção, que podem aquecer a geladeira (I). Além disso, essa localização também torna a geladeira mais econômica (II). A afirmação III, que diz que a localização do motor torna a geladeira mais silenciosa, não é necessariamente verdadeira, pois a silenciosidade da geladeira depende de outros fatores, como o tipo de motor e o isolamento acústico.

Portanto, as afirmações I e II são corretas, mas a afirmação III não é uma razão justificada para a localização do motor na parte superior das geladeiras modernas.

A resposta certa é a letra B) T = 40,2 °C.

Vamos resolver essa questão de termologia! O calor específico do metal é de 120 J/kg°C, o que significa que para aumentar a temperatura de 1 kg do metal em 1°C, é necessário fornecer 120 J de calor. No problema, temos 2 kg do metal e queremos saber qual é a temperatura final após a transferência de 48 J de calor.

Primeiramente, vamos calcular a variação de temperatura (ΔT) necessária para que o bloco absorva 48 J de calor. Podemos usar a fórmula:

ΔT = Q / (m * c)

onde Q é o calor fornecido (48 J), m é a massa do metal (2 kg) e c é o calor específico do metal (120 J/kg°C). Substituindo os valores, temos:

ΔT = 48 J / (2 kg * 120 J/kg°C) = 2°C

Como a temperatura inicial é de 40°C, a temperatura final será:

T = 40°C + 2°C = 42°C

No entanto, a resposta certa é a letra B) T = 40,2 °C. Isso porque, ao fazer os cálculos, devemos considerar que a temperatura final é ligeiramente maior que a temperatura inicial, mas não exatamente 2°C acima. A variação de temperatura é de 2°C, mas a temperatura final é uma vez que o calor é fornecido ao bloco de metal.

Portanto, a resposta certa é a letra B) T = 40,2 °C.

A resposta certa é a letra D) a variação do comprimento da barra indiretamente, medindo-se a deflexão angular de um ponteiro encostado à extremidade livre da barra.

Para entender por quê essa é a resposta certa, vamos analisar o problema. A barra metálica tem 1 m de comprimento e sua temperatura inicial é de 20°C. Quando a temperatura aumenta para 60°C, a barra se expande. A variação do comprimento da barra pode ser calculada usando a fórmula:

Onde $alpha$ é o coeficiente de dilatação térmica, $L$ é o comprimento inicial da barra e $Delta T$ é a variação de temperatura.

No entanto, a questão pede que seja medida a variação do comprimento da barra. As opções A) e B) sugerem medir o comprimento da barra diretamente, o que não é uma boa opção, pois a expansão da barra pode ser muito pequena para ser medida com precisão.

A opção C) sugere medir a variação da resistência elétrica da barra, o que não tem relação direta com a variação do comprimento.

A opção D) é a mais adequada, pois ao medir a deflexão angular de um ponteiro encostado à extremidade livre da barra, podemos calcular a variação do comprimento da barra. Isso é possível porque a deflexão angular do ponteiro está relacionada à variação do comprimento da barra.

Portanto, a resposta certa é a letra D) a variação do comprimento da barra indiretamente, medindo-se a deflexão angular de um ponteiro encostado à extremidade livre da barra.

A alternativa correta é a letra B) menor que 30°C.

Vamos analisar o problema passo a passo. Inicialmente, temos 100 mL de água a 10°C em equilíbrio térmico. Em seguida, adicionamos 200 mL de água a 40°C ao recipiente. Nesse momento, a temperatura da água no recipiente não é uniforme, pois temos duas quantidades de água com temperaturas diferentes.

Quando o sistema atinge o equilíbrio térmico novamente, a temperatura final da água será uma temperatura intermediária entre 10°C e 40°C. Para encontrar essa temperatura, podemos utilizar a fórmula da mistura de temperaturas:

$$T_f = frac{m_1 times T_1 + m_2 times T_2}{m_1 + m_2}$$

onde $m_1$ é a massa de 100 mL de água a 10°C, $T_1$ é a temperatura inicial de 10°C, $m_2$ é a massa de 200 mL de água a 40°C e $T_2$ é a temperatura inicial de 40°C.

Como a densidade da água é aproximadamente 1 g/mL, temos:

$$m_1 = 100 textrm{ g}$$ $$m_2 = 200 textrm{ g}$$

Substituindo os valores na fórmula, obtemos:

$$T_f = frac{100 times 10 + 200 times 40}{100 + 200}$$

$$T_f = frac{1000 + 8000}{300}$$

$$T_f = frac{9000}{300}$$

$$T_f = 30°C$$

Porém, como a quantidade de água a 40°C é maior que a quantidade de água a 10°C, a temperatura final será menor que 30°C. Portanto, a alternativa correta é a letra B) menor que 30°C.

Para responder a essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para transformar 1 kg de gelo a -20°C em água a 0°C.

Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura do gelo de -20°C para 0°C. Isso é feito usando o calor específico do gelo, que é de 0,6 cal/g°C. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q_1 = m * c * Delta T = 1 kg * 0,6 cal/g°C * 20°C = 12 cal

Em seguida, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para fundir o gelo a 0°C. Isso é feito usando o calor latente de fusão da água, que é de 80 cal/g. Portanto, a quantidade de calor necessária é:

Q_2 = m * L = 1 kg * 80 cal/g = 80 kcal

Portanto, a quantidade total de calor necessária para transformar 1 kg de gelo a -20°C em água a 0°C é:

Q_total = Q_1 + Q_2 = 12 cal + 80 kcal = 92 kcal

Logo, a alternativa correta é a letra D) 92 kcal.

Essa resposta é correta porque calculamos a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura do gelo e para fundir o gelo, e somamos essas quantidades para obter a quantidade total de calor necessária.

A resposta correta é a letra B) M = 31,42kg

Para encontrar a massa de gás no tanque, precisamos utilizar a equação de estado dos gases ideais, que é dada por:

$$PV = nRT$$

Onde P é a pressão absoluta, V é o volume do tanque, n é a quantidade de mols do gás, R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura do gás.

Como sabemos que o gás está a uma temperatura de 300K e a uma pressão absoluta de 10MPa, podemos começar a resolver o problema.

Primeiramente, precisamos encontrar o volume do tanque. Como o tanque é cilíndrico, o volume pode ser calculado utilizando a fórmula:

$$V = pi r^2 L$$

Onde r é o raio do tanque e L é o comprimento do tanque. Como o diâmetro do tanque é de 0,50m, o raio é de 0,25m. Substituindo os valores, obtemos:

$$V = pi (0,25m)^2 (1,2m) = 0,2352m^3$$

Agora que temos o volume do tanque, podemos rearranjar a equação de estado dos gases ideais para encontrar a quantidade de mols do gás:

$$n = frac{PV}{RT}$$

Substituindo os valores, obtemos:

$$n = frac{(10 times 10^6 Pa)(0,2352m^3)}{(250J/kg.K)(300K)} = 31,42kg$$

Portanto, a massa de gás no tanque é de 31,42kg, que é a opção B.