Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Resposta: C) 1 x 10^-1 cal/g ⁰C, 6 x 10^-2 cal/g ⁰C, 10 cal/g

Para entender por que a alternativa C é a correta, vamos analisar o gráfico fornecido. O gráfico mostra a variação da temperatura sofrida por 100 gramas de um líquido durante um processo de resfriamento, em função da quantidade de calor retirada desse corpo.

Observe que o gráfico apresenta uma curva em forma de "S", indicando que a temperatura do líquido diminui à medida que o calor é retirado. Além disso, é possível identificar dois estados de mudança de fase no gráfico: uma primeira mudança de fase líquido-sólido e uma segunda mudança de fase sólido-líquido.

Para calcular o calor específico e o calor latente, precisamos entender que o calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grau Celsius em um grama de substância, enquanto o calor latente é a quantidade de calor necessária para mudar o estado de fase de um grama de substância.

Analizando o gráfico, podemos identificar que o calor específico do líquido é de 1 x 10^-1 cal/g ⁰C, pois essa é a inclinação da curva na região líquida. Já o calor específico do sólido é de 6 x 10^-2 cal/g ⁰C, pois essa é a inclinação da curva na região sólida.

Em relação ao calor latente, podemos identificar que ele é de 10 cal/g, pois essa é a quantidade de calor necessária para mudar o estado de fase do líquido para o sólido.

Portanto, a alternativa C é a correta, pois apresenta os valores corretos para o calor específico do líquido, do sólido e do calor latente.

A resposta certa é a letra E) No estado sólido, a forma é invariável e o volume é constante.

Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar as características dos estados físicos. No estado sólido, as partículas estão muito próximas entre si e têm uma forma definida, portanto, a forma da substância é invariável. Além disso, as partículas estão muito próximas e não podem se mover livremente, então o volume da substância também é constante.

As outras opções estão erradas porque:

• A) No estado sólido, a forma da substância é invariável, mas o volume pode variar.
• B) No estado líquido, a forma da substância é variável e o volume é inconstante.
• C) No estado líquido, a forma da substância é invariável, mas o volume é variável.
• D) No estado gasoso, a forma e o volume da substância são variáveis.

Portanto, a resposta certa é a letra E) No estado sólido, a forma é invariável e o volume é constante.

Resposta: B) Errado

Vamos analisar a situação proposta. Temos 1 kg de água a 0°C que será aquecida por um aquecedor elétrico de potência 1 kW. A questão pergunta se a ebulição ocorrerá dois minutos após o aquecedor ser ligado.

Para responder a essa pergunta, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura da água de 0°C até o ponto de ebulição (100°C). Sabemos que a capacidade calorífica específica da água é de aproximadamente 4186 J/kg°C.

Vamos calcular a variação de temperatura: ΔT = 100°C - 0°C = 100°C.

Agora, podemos calcular a quantidade de calor necessária: Q = m × c × ΔT, onde m é a massa de água (1 kg) e c é a capacidade calorífica específica da água.

Q = 1 kg × 4186 J/kg°C × 100°C = 418600 J

Como o aquecedor elétrico tem uma potência de 1 kW (ou seja, 1000 J/s), podemos calcular o tempo necessário para fornecer essa quantidade de calor:

t = Q / P = 418600 J / 1000 J/s = 418,6 s

Convertendo esse tempo para minutos, temos: t ≈ 6,98 minutos

Portanto, não é possível que a ebulição ocorra dois minutos após o aquecedor ser ligado, pois o tempo necessário para fornecer a quantidade de calor necessária é maior do que isso. Logo, a resposta certa é B) Errado.

Resposta: A alternativa correta é B) a barra de aço estará menor que a barra de alumínio, porque sua temperatura diminui, enquanto a da barra de alumínio aumenta.

Para entender melhor, vamos analisar o problema. Inicialmente, a barra de aço tem uma temperatura de 50°C e a barra de alumínio tem uma temperatura de 20°C. Quando as barras são colocadas em contato, o sistema atinge o equilíbrio térmico. Nesse estado, a temperatura das barras será a mesma.

Como o coeficiente de dilatação térmica linear do aço é 11 × 10^-6 °C^-1 e do alumínio é 23 × 10^-6 °C^-1, podemos concluir que a barra de alumínio se expandirá mais do que a barra de aço quando a temperatura aumenta.

Portanto, como a temperatura da barra de aço diminuiu para atingir o equilíbrio térmico, sua expansão foi menor do que a da barra de alumínio. Isso significa que a barra de aço estará menor que a barra de alumínio.

A resposta correta é D) 6°C.

Vamos analisar a questão passo a passo. Primeiramente, temos que o calor específico da substância é c = 130 J/(kg°C). Isso significa que para uma variação de temperatura de 1°C, a substância absorve ou libera 130 J de calor por quilograma de massa.

Em seguida, temos que a massa do bloco é m = 2 kg e a temperatura inicial é T_i = 4,5°C. Além disso, sabemos que sobre o bloco foi realizado um trabalho de 230 J e, simultaneamente, foram transferidos 160 J de calor.

Para encontrar a temperatura final do bloco, precisamos aplicar a equação de variação de temperatura em função do calor específico:

ΔT = Q / (m × c), onde Q é o calor total absorvido ou liberado pelo bloco.

No nosso caso, o calor total é a soma do trabalho realizado e do calor transferido, ou seja, Q = 230 J + 160 J = 390 J. Substituindo os valores, temos:

ΔT = 390 J / (2 kg × 130 J/(kg°C)) = 1,5°C

Para encontrar a temperatura final, basta somar a variação de temperatura à temperatura inicial:

T_f = T_i + ΔT = 4,5°C + 1,5°C = 6°C

Portanto, a temperatura final do bloco é de 6°C, que é a alternativa D.

A resposta correta é a letra C) vapor, líquido e sólido.

Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar as transformações sofridas pelo CO₂ nas condições dadas.

Inicialmente, o CO₂ encontra-se a uma pressão de 1 atm e temperatura de 15°C. Em seguida, é submetido a uma transformação isotérmica até a pressão de 60 atm. Nessa etapa, o CO₂ está no estado de vapor.

Em seguida, ocorre uma redução isobárica da temperatura até -70°C. Nessa etapa, o CO₂ condensa e passa para o estado líquido.

Por último, ocorre uma redução isotérmica da pressão até 6 atm. Nessa etapa, o CO₂ pode passar para o estado sólido, uma vez que se encontra abaixo da curva de fusão do diagrama de fases.

Portanto, durante essas transformações, o CO₂ passou sequencialmente pelos estados de vapor, líquido e sólido, o que corrobora a alternativa C) como a resposta correta.

A alternativa correta é a letra B) todos eles emitem energia radiante.

Isso ocorre porque todos os objetos, independentemente de sua temperatura, emitem radiação eletromagnética, que é conhecida como radiação térmica. A radiação térmica é uma forma de energia que é emitida por todos os corpos que possuem temperatura maior que 0 K (-273°C).

No caso do Sol, a lava do vulcão e a folha de papel, todos eles possuem temperaturas acima de 0 K, portanto, emitem radiação térmica. O Sol, por ser uma estrela, tem uma temperatura muito alta, cerca de 5500°C, o que faz com que ele emita uma grande quantidade de energia radiante.

A lava do vulcão também tem uma temperatura muito alta, cerca de 1000°C, o que faz com que ela emita uma grande quantidade de energia radiante. Já a folha de papel, mesmo possuindo uma temperatura mais baixa, cerca de 20°C, ainda assim emite radiação térmica, embora em menor quantidade.

Portanto, é correto afirmar que todos os objetos, incluindo o Sol, a lava do vulcão e a folha de papel, emitem energia radiante.

É importante notar que a quantidade de energia radiante emitida depende da temperatura do objeto. Quanto mais alta a temperatura, mais energia radiante é emitida.

Além disso, é importante destacar que a radiação térmica é uma forma de transferência de energia que ocorre entre os corpos, sem a necessidade de contato físico entre eles.

Essa é a razão pela qual a alternativa correta é a letra B) todos eles emitem energia radiante.

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a fórmula da eficiência de Carnot, que é dada por:

Onde η é a eficiência da máquina de Carnot, T_f é a temperatura da fonte fria e T_q é a temperatura da fonte quente.

No problema, sabemos que a máquina de Carnot opera entre duas fontes, uma quente com temperatura T_q = 600 K e uma fria com temperatura T_f. Além disso, sabemos que a máquina recebe uma quantidade de calor Q_1 = 10.000 J da fonte quente e despeja uma quantidade de calor Q_2 = 4000 J na fonte fria.

Podemos começar calculando a eficiência da máquina de Carnot:

Agora, podemos aplicar a fórmula da eficiência de Carnot para encontrar a temperatura da fonte fria:

Resolvendo para T_f, obtemos:

Portanto, a alternativa correta é a letra B) 240 K.

Essa resposta é coerente com a teoria de Carnot, que estabelece que a eficiência de uma máquina térmica é limitada pela razão entre as temperaturas da fonte quente e da fonte fria.