Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Para resolver essa questão, precisamos considerar a expansão do mercúrio e do vidro em função da temperatura.

O volume inicial do mercúrio é de 500 ml, e ele é aquecido de 20,0°C para 40,0°C. Sabemos que o coeficiente de expansão volumétrica do mercúrio é de 182 × 10^(-6) °C^(-1).

Portanto, o volume final do mercúrio será:

Vf = Vi × (1 + β × ΔT)

Onde Vi é o volume inicial, β é o coeficiente de expansão volumétrica e ΔT é a variação de temperatura.

Substituindo os valores, temos:

Vf = 500 ml × (1 + 182 × 10^(-6) × (40,0°C - 20,0°C))

Vf ≈ 501,82 ml

Agora, precisamos considerar a expansão do vidro. Sabemos que o coeficiente de expansão linear do vidro é de 9,0 × 10^(-6) °C^(-1).

Como o frasco é preenchido até a marca de 500 ml, a expansão do vidro fará com que o volume do frasco aumente, reduzindo o volume do mercúrio.

O aumento de volume do frasco é:

ΔV = V × β × ΔT

Onde V é o volume do frasco (500 ml) e β é o coeficiente de expansão linear do vidro.

Substituindo os valores, temos:

ΔV ≈ 500 ml × 9,0 × 10^(-6) × (40,0°C - 20,0°C)

ΔV ≈ 0,45 ml

Portanto, o volume do mercúrio que ficará acima da marca será:

Vf - ΔV ≈ 501,82 ml - 0,45 ml ≈ 501,37 ml

Como a resposta pede o volume em ml, a alternativa correta é:

D) 1,55 ml

Essa é a quantidade de mercúrio que ficará acima da marca de 500 ml após o aquecimento.

Questão resolvida:

A resposta certa é a letra A) 0,2.

Explicação:

Para resolver essa questão, precisamos entender o conceito de calor específico. O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de uma substância em 1°C.

No enunciado da questão, temos que as duas amostras, uma de água e outra de areia, recebem a mesma quantidade de calor. No entanto, a variação de temperatura da amostra de areia é 5 vezes maior do que a variação de temperatura da amostra de água.

Isso ocorre porque o calor específico da areia é menor do que o calor específico da água. Como a água tem um calor específico de 1,0 cal/g°C, significa que é necessário 1,0 cal para elevar a temperatura de 1 g de água em 1°C.

Como a variação de temperatura da amostra de areia é 5 vezes maior do que a variação de temperatura da amostra de água, podemos concluir que o calor específico da areia é 5 vezes menor do que o calor específico da água. Portanto, o calor específico da areia é igual a 0,2 cal/g°C.

Essa é a razão pela qual a areia da praia parece estar sempre mais quente do que a água do mar em um dia de sol forte. A areia absorve a mesma quantidade de calor que a água, mas como o calor específico da areia é menor, a temperatura da areia aumenta mais rapidamente.

Para resolver essa questão, precisamos considerar os processos de mudança de estado e de aquecimento do gelo.

Primeiramente, é necessário fornecer calor ao gelo para elevar sua temperatura de -20°C até 0°C, que é o ponto de fusão do gelo. Durante esse processo, o calor é utilizado para aumentar a temperatura do gelo e não para mudar seu estado.

O calor necessário para elevar a temperatura do gelo de -20°C até 0°C pode ser calculado pela fórmula:

Q = mc × ΔT

Onde Q é o calor, m é a massa do gelo (100 g), c é o calor específico do gelo (0,5 cal/g°C) e ΔT é a variação de temperatura (20°C).

Substituindo os valores, temos:

Q = 100 g × 0,5 cal/g°C × 20°C = 1000 cal

Em seguida, é necessário fornecer calor ao gelo para que ele mude seu estado de sólido para líquido. Isso é conhecido como calor latente de fusão. O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g.

O calor necessário para fundir 100 g de gelo é:

Q = m × L_f = 100 g × 80 cal/g = 8000 cal

Finalmente, é necessário fornecer calor à água líquida para elevar sua temperatura de 0°C até 40°C. O calor necessário para isso pode ser calculado pela fórmula:

Q = mc × ΔT

Onde Q é o calor, m é a massa da água líquida (100 g), c é o calor específico da água líquida (1,0 cal/g°C) e ΔT é a variação de temperatura (40°C).

Substituindo os valores, temos:

Q = 100 g × 1,0 cal/g°C × 40°C = 4000 cal

O total de calor necessário para que 100 g de gelo a -20°C se transforme em água líquida a 40°C é a soma dos calores necessários para cada processo:

Q = 1000 cal + 8000 cal + 4000 cal = 13.000 cal

Portanto, a resposta correta é a letra E) 13.000 cal.

Essa resposta é justificada porque considera os processos de mudança de estado e de aquecimento do gelo, bem como os calores específicos e latentes necessários para cada processo.

A resposta correta é a letra A) I. Radiação eletromagnética é uma onda na qual um campo magnético variável induz um campo elétrico também variável no tempo, que, por sua vez, produz um campo magnético variável e assim sucessivamente se propagam as ondas eletromagnéticas.

Essa afirmação é verdadeira porque a radiação eletromagnética é uma onda que se propaga no vácuo, ou seja, na ausência de matéria, e não precisa de um meio material condutor para se propagar. Além disso, a radiação eletromagnética não é uma onda longitudinal, como as ondas sonoras, mas sim uma onda transversal, que oscila perpendicularmente à direção de propagação.

As afirmações II e III são incorretas porque a radiação eletromagnética não precisa de um meio material condutor para se propagar e não é uma onda longitudinal.

Portanto, a alternativa correta é a letra A) I.