Questões Sobre Termologia - Física - concurso
891) Uma chave estrela é fabricada com um aço forjado especial, isotrópico, e com coeficiente de dilatação linear igual a k °C−1 constante. O orifício para encaixe de porcas e cabeças de parafusos na chave tem área útil igual a S0 a 20 °C.
Quando a temperatura da chave é 250 °C, a área útil do orifício é S e a razão S/S0 é igual a
- A) 1 + 115 k
- B) 1 + 135 k
- C) 1 + 230 k
- D) 1 + 270 k
- E) 1 + 460 k
A alternativa correta é letra E) 1 + 460 k
Pessoal, para calcularmos o que é pedido na questão, precisamos da relação
A=Ao times (1+ beta Delta T)
Para o material isotrópico, temos que beta assume o valor de 2k.
dfrac{A}{A_0} = 1 + 2k times 230
dfrac{A}{A_0} = 1 + 460k
Reparem que a questão só chamou a área de S, o que não impede o gabarito:
Gabarito: LETRA E.
892) As escalas de temperatura Fahrenheit e Celsius têm a mesma leitura numérica na temperatura de
- A) − 273°
- B) − 40°
- C) 0°
- D) 32°
- E) 212°
A alternativa correta é letra B) − 40°
Resposta: Alternativa B
A figura abaixo relaciona as duas escalas:
{(c - 0) over (100 - 0)} = {(x - 32) over (212 - 32)}
O enunciado solicita o valor em que:
c = x
Como são iguais, utilizaremos a mesma letra:
{(x - 0) over (100 - 0)} = {(x - 32) over (212 - 32)}
{x over 100} = {x - 32 over 180}
{x over 10} = {x - 32 over 18}
18 cdot x = 10 cdot x - 320
x = - 40 mbox{ ºC} = -40 mbox{ ºF}
893) Uma camada quadrada e uniforme, de vidro, com d = 6,0 cm de espessura e L = 50 cm de lado, está colocada sobre uma placa metálica que se encontra a 80 °C.
Dado que a condutividade térmica desse vidro é k = 1,1 W/(m . K) e que a atmosfera sobre a camada se encontra a 20 °C, a potência térmica transmitida, em W, é
- A) 2,75
- B) 3,30
- C) 80
- D) 275
- E) 330
A alternativa correta é letra D) 275
Pessoal, aplicação direta da fórmula
P = dfrac{k A Delta T}{d}
P = dfrac{1,1 times 0,5^2 times (80 - 20)}{0,06}
P = 275 , W
Gabarito: LETRA D.
894) Uma certa massa M de água a 20 °C é despejada sobre 100 g de gelo a 0 °C, dentro de um calorímetro. Verifica-se que o produto final é constituído apenas por água no estado líquido a 0 °C.
Dado que o calor específico da água é c = 1,0 cal/(g .°C) e que o calor latente de fusão da água é, aproximadamente, L = 80 cal/g, qual o valor de M?
- A) 20 g
- B) 80 g
- C) 100 g
- D) 180 g
- E) 400 g
A alternativa correta é letra E) 400 g
Resposta: Alternativa E
O gráfico abaixo ilustra o comportamento da água e do gelo durante a troca de calor até que o equilíbrio térmico seja atingido.
Observações:
- todo o gelo(100 g) foi derretido, pois o enunciado informa que o produto final é constituído apenas por água.
- a água foi de 20ºC a 0ºC, ou seja, esfriou. Portanto, a sua variação de temperatura é negativa. ( -20ºC)
Sabendo que um calorímetro não permite trocas de calor com o ambiente externo, temos:
Q_a + Qg = 0
m_a cdot c_a cdot Delta theta + m_g cdot L_g = 0
M cdot 1 cdot (-20) + 100 cdot 80 = 0
20 cdot M = 8000
M = 400 mbox{ g}
895) A deposição de filmes finos ocorre em câmaras de vácuo e, em geral, se dá em substratos aquecidos. Filamentos metálicos posicionados dentro da câmara de deposição e situados a alguns centímetros dos substratos são utilizados para esse aquecimento.
Sabendo-se que esse filamento metálico é aquecido através da passagem de corrente elétrica até ficar incandescente, conclui-se que o aquecimento do substrato se dá por
- A) condução
- B) convecção
- C) irradiação
- D) relaxação
- E) ventilação
A alternativa correta é letra C) irradiação
Pessoal, indo uma a uma,
a) condução
ERRADA. Ocorre transferência de calor em meios sólidos. Acredito que muitos marcaram essa. Porém aqui, temos o fluxo de calor pela diferença natural de temperatura, não pela passagem de corrente, que gera atrito e aquece o material.
b) convecção
ERRADA. Ocorre em meios fluidos.
c) irradiação
CORRETA. Como temos vácuo, o fluxo de calor realmente é irradiação (que ocorre em qualquer meio, mas só ela ocorre no vácuo).
d) relaxação
ERRADA. Nada tem a ver com a questão.
e) ventilação
ERRADA. Nada tem a ver com a questão.
896) Seja um copo de vidro de volume V = 0,20 litros cheio de água até a borda. Considere o coeficiente de expansão volumétrico da água igual a β = 2,1 × 10−4 °C−1.
Desprezando-se a expansão térmica do vidro, se a temperatura da água aumentar em 20 °C, qual o volume, em ml, de liquido que transborda?
- A) 8,4
- B) 0,84
- C) 0,42
- D) 0,21
- E) 0
A alternativa correta é letra B) 0,84
Pessoal, sem muitos segredos aqui, vamos verificar.
Delta V=V beta Delta T
Delta V = 0,20L times (2,1 times 10^{-4}) times 20°C
Delta V = 0,00084 , L = 0,84 , mL
Gabarito: LETRA B.
897) Considere um trilho de aço de 4000,0 cm de comprimento a 0 ºC.
Qual seria, aproximadamente, em cm, a variação do comprimento do trilho se a temperatura da barra aumentasse para 50 ºC?
Dado: coeficiente de dilatação linear do aço = 1,0 x 10−5 °C−1
- A) 1,0
- B) 2,0
- C) 3,0
- D) 4,0
- E) 5,0
A alternativa correta é letra B) 2,0
Pessoal, aplicação direta da fórmula de dilatação.
Delta L = L_0 alpha Delta T
Reparem que não precisamos realizar conversões, pois as unidades estão todas na forma que precisamos.
Delta L = 4.000 times 10^{-5} times 50
Delta L = 2,0 , cm
Esses cálculos são importantíssimos em projetos envolvendo metais (como o caso de trilho de trens, por exemplo).
Gabarito: LETRA B.
898) A relação entre duas escalas termométricas X e Y é mostrada no diagrama abaixo.
Qual é o valor da temperatura que, na escala Y, corresponde a 50,0 ºX?
- A) 40,0 ºY
- B) 42,5 ºY
- C) 45,0 ºY
- D) 47,5 ºY
- E) 50,0 ºY
A alternativa correta é letra D) 47,5 ºY
Resposta: Alternativa D
A figura abaixo ilustra a relação entre as duas escalas representada no gráfico:
Podemos relacionar as duas escalas da seguinte forma:
{50 - 0 over 200 - 0} = {y - 30 over 100 - 30}
{5 over 20} = {y - 30 over 70}
70 = 4 cdot (y -30)
y = 47,5°Y
899) Aplica-se uma tensão de 0,1 GPa a uma barra metálica de 5,0 m de comprimento. Considere os módulos de Young e de cisalhamento iguais a 200,0 GPa e 80,0 GPa, respectivamente.
A variação de comprimento da barra, em mm, é
- A) 0,1
- B) 0,5
- C) 2,5
- D) 4,0
- E) 6,2
A alternativa correta é letra C) 2,5
Pessoal, precisamos utilizar a Lei de Hooke.
sigma = alpha times dfrac{ Delta L}{L_0}
Trocando as variáveis envolvidas,
0,1 times 10^9 = 200 times 10^9 times dfrac{Delta L}{5}
Delta L = 2,5 times 10^{-3} , m = 2,5 , mm
Logo,
Gabarito: LETRA C.
900) Uma barra de cobre de 10,0 cm e seção reta de 1,0 cm2 é colocada em uma de suas extremidades, aquecida à temperatura de 100,0 ºC, enquanto a outra extremidade encontra-se à temperatura de 20,0 ºC.
A taxa de transferência de calor, em watts, de uma extremidade à outra da barra é
Dado:
kcobre= 
- A) 32,0
- B) 8,0
- C) 2,5
- D) 0,5
- E) 0,1
A alternativa correta é letra A) 32,0
Pessoal, aqui temos a aplicação direta da fórmula de condução de calor.
Q = dfrac{k A Delta T}{L}
O cuidado em questões assim, na maioria das vezes, é as transformações de unidades.
Eu costumo fazer direto na equação pois podemos ver a possibilidade de simplificação nos cálculos.
Caso não se sinta seguro, transforme antes de colocar na equação.
Q = dfrac{400 times 10^{-4} times 80}{0,1}
Q = 32 , W
Gabarito: LETRA A.