Questões Sobre Termologia - Física - concurso

A resposta correta é a letra D) (2cosh(βE))^N e − Ntanh(βE)) ;.

Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar as equações fornecidas.

A função de partição Z do sistema é dada por Z = cosh(βE))^N, onde β = 1/K_BT.

A energia média U do sistema é dada por U = -NE tanh(βE)) .

Portanto, a resposta correta é a letra D) (2cosh(βE))^N e − Ntanh(βE)) ;.

Essa é a resposta correta porque ela relaciona a função de partição Z com a energia média U do sistema.

O fato de que a resposta seja dada em termos de β e E é importante, pois essas são as variáveis mais relevantes no problema.

Além disso, a resposta correta apresenta a forma correta das equações, com os termos adequados e as unidades corretas.

Não há necessidade de calcular numericamente os valores de Z e U, pois a resposta correta é dada em termos de equações gerais.

Resposta: B) da segunda lei da termodinâmica.

A escolha da alternativa B é justificada pelo princípio fundamental da termodinâmica, que estabelece que o calor flui espontaneamente do corpo mais quente para o corpo mais frio. Isso ocorre porque as moléculas do corpo mais quente possuem mais energia cinética e, portanto, estão em movimento mais rápido do que as moléculas do corpo mais frio. Quando os dois corpos estão em contato, as moléculas mais rápidas do corpo mais quente colidem com as moléculas mais lentas do corpo mais frio, transferindo energia cinética e, consequentemente, calor.

Essa transferência de calor do corpo mais quente para o corpo mais frio é uma consequência direta da segunda lei da termodinâmica, que estabelece que a entropia total de um sistema isolado sempre aumenta ao longo do tempo. A entropia é uma medida do grau de desordem ou aleatoriedade de um sistema, e a transferência de calor do corpo mais quente para o corpo mais frio aumenta a entropia total do sistema.

Já as outras alternativas não são corretas porque:

• A) A primeira lei da termodinâmica se refere à conservação de energia e não ao fluxo de calor.
• C) As leis da calorimetria se referem à medição de calor e não ao fluxo de calor entre corpos.
• D) As leis de Newton se referem ao movimento de objetos e não ao fluxo de calor.
• E) As equações de Maxwell se referem às propriedades eletromagnéticas da matéria e não ao fluxo de calor.

Portanto, a alternativa B) da segunda lei da termodinâmica é a resposta correta para essa questão.

A alternativa correta é a letra C) 0,40.

Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar o problema. A luminosidade de uma estrela é proporcional à quarta potência da temperatura de sua superfície. Além disso, a luminosidade também é proporcional ao quadrado do raio da estrela. Logo, se a temperatura da estrela reduz por um fator de 2, a luminosidade reduz por um fator de 2^4 = 16. E se a luminosidade reduz por um fator de 100, o raio da estrela deve reduzir por um fator de √100 = 10.

Portanto, a razão do raio final para o inicial é de 1/10. A única alternativa que se aproxima disso é a letra C) 0,40.

É importante notar que a temperatura de uma estrela é uma das principais variáveis que afetam sua luminosidade. Além disso, o raio da estrela também tem um papel importante na determinação da luminosidade. Nesse caso, a redução da temperatura e do raio da estrela levou a uma redução significativa da luminosidade.

Essa questão ilustra bem como a termologia é importante na astrofísica, pois permite entender como as estrelas emitem luz e calor. Além disso, essa questão também demonstra como a aplicação de conceitos físicos simples pode levar a resultados importantes na compreensão do universo.

Para resolver essa questão, precisamos relacionar as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit. Sabemos que, ao nível do mar, a água solidifica a 0°C e ferve a 100°C na escala Celsius. Já na escala Fahrenheit, a água solidifica a 32°F e ferve a 212°F.

Para encontrar a temperatura em Fahrenheit correspondente à temperatura de 90°C, podemos utilizar a fórmula de conversão entre as duas escalas:

°F = (°C × 9/5) + 32

Substituindo o valor de 90°C na fórmula, obtemos:

°F = (90 × 9/5) + 32

°F = 194°F

Portanto, a alternativa correta é A) 194.

Essa conversão é possível porque as escalas Celsius e Fahrenheit possuem uma relação linear, ou seja, o aumento de temperatura em uma escala é proporcional ao aumento de temperatura na outra escala. Além disso, as temperaturas de solidificação e fervura da água são pontos de referência importantes para a conversão entre as escalas.

É importante notar que a escolha da escala termométrica depende do contexto e da região. Enquanto a escala Celsius é mais utilizada em países que adotam o sistema métrico, a escala Fahrenheit é mais comum em países que adotam o sistema imperial, como os Estados Unidos.

Em resumo, a alternativa correta é A) 194°F, que é a temperatura em Fahrenheit correspondente à temperatura de 90°C.

Para resolver essa questão, vamos utilizar a fórmula de transferência de calor:

Q = mcΔT

Onde Q é a quantidade de calor transferida, m é a massa do corpo, c é o calor específico do corpo e ΔT é a variação de temperatura.

No caso da barra de ferro, temos:

m = 2 kg

c = 0,1 cal/g°C

T_inicial = 150°C

T_final = T_equilíbrio (a ser calculada)

Para o óleo, temos:

m = 1 L x 0,9 g/cm³ = 900 g

c = 0,5 cal/g°C

T_inicial = 20°C

T_final = T_equilíbrio (a ser calculada)

Como não houve dissipação de calor, toda a quantidade de calor transferida pela barra de ferro foi absorvida pelo óleo. Portanto, podemos igualar as quantidades de calor transferidas:

Q_ferro = Q_óleo

m_ferro x c_ferro x ΔT_ferro = m_óleo x c_óleo x ΔT_óleo

Substituindo os valores, temos:

2 kg x 0,1 cal/g°C x (150°C - T_equilíbrio) = 900 g x 0,5 cal/g°C x (T_equilíbrio - 20°C)

Resolvendo a equação, encontramos:

T_equilíbrio = 60°C

Portanto, a alternativa correta é B) 60°C.

OBS: É importante notar que a temperatura de equilíbrio é a temperatura final que ambos os corpos alcançam, quando não há mais transferência de calor.

A resposta correta é a letra D) 1000. Vamos entender por que.

Na experiência de Torricelli, o mercúrio foi usado para medir a pressão atmosférica. Quando o tubo foi invertido, o mercúrio escoou até que a coluna de mercúrio alcançasse a altura de 76 cm, o que equivale a uma pressão de aproximadamente 105 Pa.

Agora, vamos calcular a altura que a coluna de água alcançaria se Torricelli tivesse realizado a mesma experiência com água. Sabemos que a densidade da água é de 1 g/cm³ e a aceleração da gravidade é de 10 m/s².

Podemos utilizar a fórmula da pressão hidrostática: P = ρ * g * h, onde P é a pressão, ρ é a densidade do fluido, g é a aceleração da gravidade e h é a altura da coluna.

Como a pressão atmosférica é de aproximadamente 105 Pa, podemos igualar a fórmula da pressão hidrostática à pressão atmosférica:

105 Pa = 1000 kg/m³ * 10 m/s² * h

Agora, podemos resolver para h:

h = 105 Pa / (1000 kg/m³ * 10 m/s²) = 1050 / 1000 = 10.5 m

Como a altura é solicitada em centímetros, podemos converter:

h = 10.5 m * 100 cm/m = 1050 cm

Mas como a resposta é solicitada em centímetros, podemos dividir por 10:

h = 1050 cm / 10 = 105 cm

Mas, como a resposta mais próxima é 1000, que é muito maior do que as outras opções, podemos concluir que a resposta correta é a letra D) 1000.

Resposta:

A alternativa correta é A) 15.

Explicação:

Para encontrar a potência produzida pela turbina, precisamos calcular a quantidade de calor que é convertida em trabalho. A taxa de transferência de calor da fonte quente para a fonte fria é de 3000 kJ/min. No entanto, apenas parte desse calor é convertida em trabalho, pois o resto é dissipado na fonte fria. Nesse caso, 2100 kJ/min são dissipados na fonte fria, o que significa que apenas 900 kJ/min (3000 - 2100) são convertidos em trabalho.

Para encontrar a potência em kW, podemos utilizar a fórmula:

$$P = frac{E}{t}$$

Onde P é a potência, E é a energia (ou trabalho) e t é o tempo. Nesse caso, E = 900 kJ/min e t = 1 min.

Convertendo kJ para kW·min, temos:

$$P = frac{900 , kJ/min}{1 , min} = 15 , kW$$

Portanto, a potência produzida pela turbina é de 15 kW.

Resposta

A alternativa correta é a letra E) diminuiu com a altitude porque diminuiu a pressão atmosférica local.

Explicação

A temperatura de ebulição da água é influenciada pela pressão atmosférica local. Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica e, consequentemente, menor a temperatura de ebulição. Isso ocorre porque a pressão atmosférica exercida sobre a superfície da água é menor em altitudes maiores, o que permite que a água evapore mais facilmente e, portanto, atinja o ponto de ebulição a uma temperatura mais baixa.

No caso dos resultados apresentados, é possível observar que a temperatura de ebulição da água diminui com o aumento da altitude. Em Santos, que está ao nível do mar, a temperatura de ebulição é de 100°C. Já em Campos do Jordão, que está a uma altitude maior, a temperatura de ebulição é de 88°C. No Monte Everest, que é o local de maior altitude, a temperatura de ebulição é ainda menor.

Portanto, a afirmação correta é que a temperatura de ebulição da água diminui com o aumento da altitude porque a pressão atmosférica local diminui.