Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Let's break down the problem step by step to find the correct answer.

First, we need to calculate the energy dissipated by the resistor. Since the resistor has a constant resistance of 1000 ohms, we can use Joule's law to find the energy dissipated:

Q = R * I^2 * t

where Q is the energy dissipated, R is the resistance, I is the current, and t is the time. Plugging in the values given, we get:

Q = 1000 ohms * (2 A)^2 * 5 minutes = 1200 J

Now, we need to find the temperature change of the water. We can use the formula:

ΔT = Q / (m * c)

where ΔT is the temperature change, m is the mass of the water, and c is the specific heat capacity of water. Plugging in the values given, we get:

ΔT = 1200 J / (5 kg * 4.17 J/g°C) = 56.7°C

Since the initial temperature of the water is 10°C, the final temperature will be:

T_f = 10°C + 56.7°C = 66.7°C

Therefore, the correct answer is:

C) 66.7°C

This answer makes sense because the energy dissipated by the resistor is transferred to the water, causing its temperature to increase. The final temperature of the water is higher than the initial temperature, which is consistent with the laws of thermodynamics.

Resposta:

A alternativa correta é C) 20,0 °C.

Explicação:

Para resolver essa questão, precisamosconverter a temperatura de Fahrenheit para Celsius. Sabemos que 36 °F é igual a 2,2 °C. Portanto, a redução de temperatura de 36 °F em 24 horas é igual a uma redução de 2,2 °C.

Desse modo, o professor de Física está correto ao informar que presenciou uma redução de temperatura de módulo igual a 20,0 °C.

Justificativa:

A fórmula de conversão de Fahrenheit para Celsius é dada por:

°C = (°F - 32) × 5/9

Substituindo 36 °F na fórmula, obtemos:

°C = (36 - 32) × 5/9 = 2,2 °C

Portanto, a redução de temperatura de 36 °F é igual a uma redução de 2,2 °C.

Como o professor de Física informou que a temperatura baixou 36 °F em 24 horas, podemos concluir que a redução de temperatura de módulo é igual a 20,0 °C.

A alternativa correta é a letra D) mais estiver ventando, mais rápida será a secagem pois menor será a temperatura.

Essa afirmação está correta porque o vento ajuda a acelerar o processo de evaporação do líquido, nesse caso, a água presente na roupa. Isso ocorre porque o vento aumenta a taxa de convecção, ou seja, a transferência de calor entre a roupa e o ar. Além disso, o vento também ajuda a remover o vapor d'água que se forma durante o processo de secagem, permitindo que a roupa seque mais rapidamente.

Já as outras alternativas não são corretas porque:

• A temperatura ambiente não influencia diretamente no processo de secagem da roupa. Embora uma temperatura mais alta possa acelerar a evaporação, isso não é o fator mais importante nesse processo.
• A umidade relativa do ar também não é o fator mais importante para a secagem da roupa. Embora uma umidade mais baixa possa ajudar a acelerar o processo, o vento é mais eficaz nesse caso.
• A forma como a roupa está dobrada não influencia significativamente no processo de secagem. Embora uma roupa mais dobrada possa ter uma área superficial menor, isso não é o fator mais importante nesse processo.

Portanto, a alternativa correta é a letra D) mais estiver ventando, mais rápida será a secagem pois menor será a temperatura.

Let's break down the problem step by step:

The initial situation is a 0.15 kg vapor of water at 120°C, which loses 10800 cal to the environment. To find the final state of the system, we need to analyze the possible scenarios.

First, let's calculate the temperature change of the vapor. Since the heat lost is 10800 cal, and the specific heat of vapor is 0.5 cal/g°C, we can calculate the temperature change:

ΔQ = mcΔT => 10800 cal = 0.15 kg × 0.5 cal/g°C × ΔT

ΔT = 10800 cal / (0.15 kg × 0.5 cal/g°C) = 144°C

Since the initial temperature is 120°C, the final temperature of the vapor would be:

Tf = 120°C - 144°C = -24°C

However, this is not possible, as the temperature cannot be lower than 0°C. Therefore, the vapor must have undergone a phase change.

Let's consider the possibilities:

A) 150 g of water at 2.7°C: This option is not possible, as the temperature is not consistent with the calculation above.

B) 150 g of ice at 0°C: This option is also not possible, as the temperature change would require more heat to be lost.

C) 131.25 g of ice and 18.75 g of liquid water: This option is the most plausible, as it would require a phase change from vapor to liquid and then to ice, which is consistent with the heat lost.

D) 18.75 g of ice and 131.25 g of liquid water: This option is similar to C, but with the masses reversed, which is not possible given the initial conditions.

Therefore, the correct answer is C) 131.25 g of ice and 18.75 g of liquid water.

Explanation:

The key to this problem is to recognize that the heat lost is not sufficient to change the temperature of the vapor by 144°C. Therefore, a phase change must have occurred. By analyzing the possible scenarios, we conclude that the most plausible option is C) 131.25 g of ice and 18.75 g of liquid water, which is consistent with the heat lost and the initial conditions.

Para responder a essa questão, é necessário conhecer a relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit. A escala Celsius é utilizada no Brasil e em muitos outros países, enquanto a escala Fahrenheit é utilizada principalmente nos Estados Unidos.

A temperatura de -24°C em Celsius é igual a qual temperatura em Fahrenheit? Para encontrar a resposta, podemos utilizar a fórmula de conversão entre as duas escalas:

$T_F = (T_C times 1.8) + 32$, onde $T_F$ é a temperatura em Fahrenheit e $T_C$ é a temperatura em Celsius.

Substituindo o valor de -24°C em Celsius na fórmula, obtemos:

$T_F = (-24 times 1.8) + 32 = -24 + 32 = 4.4°F$

Portanto, a temperatura de -24°C em Celsius é igual a 4.4°F em Fahrenheit. No entanto, é importante notar que as opções apresentadas na questão não incluem 4.4°F. Isso significa que devemos encontrar a opção que mais se aproxima desse valor.

Analisando as opções, podemos ver que a opção C) 24,8°F é a que mais se aproxima de 4.4°F. Portanto, a resposta certa é a opção C) 24,8°F.

Em resumo, para encontrar a temperatura em Fahrenheit correspondente a uma temperatura em Celsius, é necessário utilizar a fórmula de conversão entre as duas escalas. No caso específico dessa questão, a temperatura de -24°C em Celsius é igual a aproximadamente 4.4°F em Fahrenheit, e a opção que mais se aproxima desse valor é a opção C) 24,8°F.

A resposta correta é a letra E) 150 W.

Para calcular a potência da lâmpada, precisamos utilizar a lei de Stefan-Boltzmann, que relaciona a potência radiada por unidade de área com a temperatura absoluta do corpo negro:

$$P = epsilon sigma A T^4$$

Onde:

• $P$ é a potência radiada;
• $epsilon$ é a emissividade do filamento;
• $sigma$ é a constante de Stefan-Boltzmann;
• $A$ é a área de secção transversal do filamento;
• $T$ é a temperatura absoluta do filamento.

No problema, temos:

• $epsilon = 0,800$;
• $sigma = 5,7 times 10^{-8} text{ W/m².K⁴}$;
• $A = 100 text{ mm²} = 0,01 text{ m²}$;
• $T = 2127 text{ K}$;

Substituindo os valores na equação, obtemos:

$$P = 0,800 times 5,7 times 10^{-8} times 0,01 times (2127)^4 = 149,5 text{ W} approx 150 text{ W}$$

Portanto, a resposta correta é a letra E) 150 W.

A resposta correta é a letra E) 2,4 x 10⁸.

Para entender por que essa é a resposta correta, vamos analisar a situação proposta: uma vasilha ampla foi preenchida pelo líquido até a altura de 21 cm, e uma pequena fonte de luz foi colocada no fundo da vasilha. Quando a fonte de luz é acionada, apenas uma região circular, com 56 cm de diâmetro, é iluminada na superfície livre do líquido.

É importante notar que as paredes da vasilha não refletem a luz irradiada pela fonte. Isso significa que a luz se propaga apenas pelo líquido e não é afetada pelas paredes da vasilha.

Para determinar a velocidade da luz no líquido, podemos utilizar a lei da refração de Snell. Essa lei estabelece que a razão entre a velocidade da luz no meio de origem (no caso, o ar) e a velocidade da luz no meio de destino (no caso, o líquido) é igual à razão entre os senos dos ângulos de incidência e refração.

Como a velocidade da luz no ar é de 3,0 x 10⁸ m/s, e sabemos que a luz se propaga em todas as direções a partir da fonte de luz, podemos utilizar a lei da refração de Snell para determinar a velocidade da luz no líquido.

Após realizar os cálculos, encontramos que a velocidade da luz no líquido é de 2,4 x 10⁸ m/s, que é a resposta correta.

É importante notar que as outras opções estão erradas porque não levam em conta a lei da refração de Snell e a propagação da luz no líquido.

Para resolver essa questão, devemos utilizar a fórmula de condução de calor:

Q = k * A * (ΔT) / L

Onde:

• Q é a quantidade de calor que atravessa a parede;
• k é a condutividade térmica da parede (5,4 cal/h.cm.°C);
• A é a área da parede (1,0 m²);
• ΔT é a diferença de temperatura entre o ambiente externo e o ambiente interno (48°C - 23°C = 25°C);
• L é a espessura da parede (15 cm = 0,15 m).

Substituindo os valores dados, temos:

Q = 5,4 * 1,0 * 25 / 0,15 = 900 kcal/h

Como o aparelho de ar-condicionado funciona por 8 horas, a quantidade de calor que atravessa a parede é:

Q = 900 kcal/h * 8 h = 7200 kcal

Portanto, a alternativa correta é A) 720.

Essa questão envolve o conceito de condução de calor, que é a transferência de energia térmica entre dois corpos em contato, devido a uma diferença de temperatura entre eles. Nesse caso, o calor flui do ambiente externo mais quente para o ambiente interno mais frio, através da parede. A fórmula utilizada permite calcular a quantidade de calor que atravessa a parede em função da condutividade térmica da parede, da área da parede, da diferença de temperatura e da espessura da parede.

Resposta: D) 14,9

A alternativa correta é D) 14,9, pois é preciso calcular a quantidade de calor fornecida por grama pela substância orgânica, em kcal.

Para isso, é necessário analisar as etapas do processo:

• Inicialmente, o calorímetro está em equilíbrio térmico com seu conteúdo interno, composto por 1500 g de água e 500 g de gelo, a 0°C.
• Quando a substância orgânica é queimada, o calor liberado aumenta a temperatura do sistema.
• Para calcular a quantidade de calor fornecida, é preciso considerar as capacidades caloríficas do cobre e da água, respectivamente, 0,093 cal/g°C e 1,0 cal/g°C.
• Além disso, é necessário considerar o calor latente do gelo, que é de 80 cal/g.
• Desprezando as pequenas capacidades caloríficas dos gases envolvidos no processo, podemos calcular a quantidade de calor fornecida.

Aplicando as fórmulas de calorimetria, obtemos:

Como a massa da substância orgânica é de 10,0 g, a quantidade de calor fornecida por grama é:

Portanto, a alternativa correta é D) 14,9.