Questões Sobre Termologia - Física - concurso

Para resolver essa questão, precisamos aplicar os conceitos de termologia e dinâmica. Vamos começar calculando a energia cinética da bola de ferro no momento em que ela atinge o solo. Para isso, precisamos calcular a velocidade da bola no momento do impacto.

Usando a equação da queda livre, podemos calcular a velocidade final da bola:

$$v = sqrt{2gh}$$, onde g é a aceleração da gravidade (10 m/s²) e h é a altura de queda (50 m).

Substituindo os valores, obtemos:

$$v = sqrt{2 times 10 times 50} = 31,62 text{ m/s}$$

Agora, podemos calcular a energia cinética da bola no momento do impacto:

$$E_c = frac{1}{2}mv^2$$, onde m é a massa da bola (que não é fornecida, mas não é necessária para resolver a questão).

Substituindo os valores, obtemos:

$$E_c = frac{1}{2}m(31,62)^2 = 500 mJ$$

Essa energia é convertida em energia térmica da bola. Para calcular a variação de temperatura, podemos usar a fórmula:

$$Q = mc Delta T$$, onde Q é a energia térmica, m é a massa da bola, c é o calor específico do ferro (500 J/(kg°C)) e ΔT é a variação de temperatura.

Substituindo os valores, obtemos:

$$500 = m times 500 times Delta T$$

Dividindo ambos os lados pela massa e pelo calor específico, obtemos:

$$Delta T = frac{500}{m times 500} = 1 text{ °C}$$

Portanto, a temperatura da bola aumentará em 1 °C.

A alternativa correta é a letra E) 1 °C.

Resposta: D) Aquece-se o ambiente porque a energia térmica retirada do recinto é menor do que a energia térmica fornecida para o recinto.

Quando deixamos a porta aberta de um refrigerador em funcionamento em um recinto fechado, ocorre um aumento na temperatura do ambiente. Isso pode parecer contraintuitivo, pois o refrigerador é projetado para retirar calor do ambiente e resfriá-lo. No entanto, é importante entender que o refrigerador não é um sistema isolado e que existe uma troca de energia entre o refrigerador e o ambiente.

Quando a porta do refrigerador está aberta, o ar frio do interior do refrigerador é liberado para o ambiente, o que pode levar a uma perda de calor do ambiente. No entanto, ao mesmo tempo, o refrigerador está funcionando e consumindo energia elétrica para resfriar o seu interior. Essa energia elétrica é convertida em calor, que é dissipado para o ambiente.

Como o refrigerador está funcionando, a quantidade de energia térmica fornecida para o recinto é maior do que a quantidade de energia térmica retirada do recinto. Isso ocorre porque a energia elétrica consumida pelo refrigerador é maior do que a energia térmica retirada do recinto. Portanto, a temperatura do ambiente aumenta, pois a quantidade de energia térmica fornecida para o recinto é maior do que a quantidade de energia térmica retirada do recinto.

Em resumo, a resposta correta é a letra D) porque a energia térmica retirada do recinto é menor do que a energia térmica fornecida para o recinto, levando a um aumento na temperatura do ambiente.

A alternativa correta é B) Errado

Para entender por que a afirmação é errada, vamos analisar a situação hipotética apresentada. A Lei de Resfriamento de Newton estabelece que a taxa de variação da temperatura de um corpo é proporcional à diferença entre as temperaturas do corpo e do meio externo. No caso do corpo encontrado, a temperatura em função do tempo é dada pela equação T(t) = 22 + 10e^-kt, em que t representa o tempo em horas.

Para determinar o instante da morte do organismo, precisamos encontrar o valor de t para o qual a temperatura do corpo era de 37°C. No entanto, não temos informações suficientes para fazer isso. A equação fornecida não permite que calculemos o valor de t para o instante da morte.

Além disso, a condutividade térmica do corpo não é relevante para a determinação do instante da morte. A condutividade térmica afeta a taxa de resfriamento do corpo, mas não altera a temperatura do corpo no instante da morte.

Portanto, a afirmação de que se pode determinar o instante da morte do organismo utilizando a Lei de Resfriamento de Newton não é verdadeira, pois não temos informações suficientes para fazer isso. A alternativa correta é B) Errado.

A alternativa correta é letra B) Errado

Para responder à questão, vamos analisar a situação hipotética proposta. Temos que a temperatura do cadáver encontrado é dada pela função T(t) = 22 + 10e^-kt, em que t representa o tempo em horas. Além disso, sabemos que, na hora do óbito, a temperatura do corpo era de 37°C e, duas horas após a descoberta do corpo, a temperatura era de 25°C.

Podemos utilizar essas informações para encontrar o valor de k. Primeiramente, vamos encontrar a temperatura do corpo no momento em que ele foi encontrado (t = 0). Substituindo t = 0 na equação, encontramos:

T(0) = 22 + 10 = 32°C

Agora, vamos encontrar o valor de k. Sabemos que, duas horas após a descoberta do corpo, a temperatura era de 25°C. Substituindo t = 2 na equação, encontramos:

25 = 22 + 10e^-2k

Subtraindo 22 de ambos os lados, obtemos:

3 = 10e^-2k

Dividindo ambos os lados por 10, obtemos:

0,3 = e^-2k

Agora, vamos aplicar o logaritmo natural (ln) em ambos os lados:

ln(0,3) = -2k

Substituindo ln(0,3) ≈ -1,2, obtemos:

-1,2 = -2k

Dividindo ambos os lados por -2, obtemos:

k ≈ 0,6

Agora que temos o valor de k, podemos encontrar a temperatura do corpo no momento do óbito (t < 0). Sabemos que a temperatura do corpo no momento do óbito era de 37°C. Substituindo T(t) = 37 na equação, encontramos:

37 = 22 + 10e^-kt

Subtraindo 22 de ambos os lados, obtemos:

15 = 10e^-kt

Dividindo ambos os lados por 10, obtemos:

1,5 = e^-kt

Agora, vamos aplicar o logaritmo natural (ln) em ambos os lados:

ln(1,5) = -kt

Substituindo ln(1,5) ≈ 0,4, obtemos:

0,4 = -kt

Substituindo k ≈ 0,6, obtemos:

0,4 = -0,6t

Dividindo ambos os lados por -0,6, obtemos:

t ≈ -0,67 horas

Como t < 0, isso significa que o corpo foi encontrado aproximadamente 0,67 horas após o óbito.

Agora, podemos verificar se a temperatura do corpo no momento em que ele foi encontrado era inferior a 30°C. Substituindo t = 0 na equação, encontramos:

T(0) = 22 + 10e^-0 = 32°C

Portanto, a temperatura do corpo no momento em que ele foi encontrado era de 32°C, que é superior a 30°C. Logo, a afirmação "No instante em que o corpo foi descoberto, sua temperatura era inferior a 30°C" é errada.

Portanto, a resposta correta é letra B) Errado.