Questões Sobre Termologia - Física - concurso
951) Dentre as alternativas a seguir, assinale a única incorreta.
- A) A convecção é um processo de transmissão de calor que ocorre apenas nos sólidos.
- B) Solidificação é o nome dado ao fenômeno da passagem de uma substância da fase liquida para a fase sólida.
- C) Sublimação é o nome dado ao fenômeno da passagem de uma substância da fase sólida para a fase gasosa.
- D) A condução é um processo de transmissão de calor no qual o movimento vibratório se transmite de partícula para partícula.
A alternativa correta é a letra A) A convecção é um processo de transmissão de calor que ocorre apenas nos sólidos.
Explicação: A convecção é um processo de transferência de calor que ocorre nos fluidos, como líquidos e gases. Nesse processo, o calor é transmitido pelo movimento de partículas que se deslocam de uma região de alta temperatura para uma região de baixa temperatura. Portanto, a convecção não ocorre apenas nos sólidos, mas sim nos fluidos.
No entanto, as outras alternativas também possuem erros. A solidificação é o processo de transformação de uma substância de estado líquido para estado sólido, e não se refere a um processo de transmissão de calor. A sublimação é o processo de transformação de uma substância de estado sólido para estado gasoso, e também não se refere a um processo de transmissão de calor. A condução é um processo de transmissão de calor que ocorre em todos os materiais, incluindo sólidos, líquidos e gases, e não apenas nos sólidos.
952) Um sistema armazena 500 litros de água a 20ºC, na pressão ambiente. Para esse sistema atingir a temperatura de 80ºC, na pressão ambiente, deverá ser transmitido ao mesmo, a quantidade de calor de cal.
Considere: Calor específico da água = 1 cal/g.ºC
Densidade da água = 1 g/cm3
- A) 30 . 103
- B) 30 .106
- C) 40 . 103
- D) 40 . 106
A resposta correta é a letra B) 30.106.
Vamos calcular a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura da água de 20°C para 80°C.
Primeiramente, precisamos calcular a variação de temperatura:
ΔT = Tf - Ti = 80°C - 20°C = 60°C
Em seguida, podemos aplicar a fórmula do calor específico:
Q = m × c × ΔT
Onde:
- m é a massa de água (em gramas)
- c é o calor específico da água (em cal/g°C)
- ΔT é a variação de temperatura (em °C)
Como a densidade da água é de 1 g/cm³, podemos calcular a massa de água:
m = V × ρ = 500 L × 1 g/cm³ = 500.000 g
Agora, podemos substituir os valores na fórmula do calor específico:
Q = 500.000 g × 1 cal/g°C × 60°C = 30.000.000 cal
Portanto, a resposta correta é 30.106 cal.
Essa resposta faz sentido porque a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura da água é diretamente proporcional à variação de temperatura e à massa de água.
953) Um piloto durante o voo comunica ao operador da torre de controle: “I have a crew member and his temperature is 104 degrees Fahrenheit (104 ºF)”. Imediatamente este operador informa a equipe de apoio que um dos tripulantes do avião apresenta uma temperatura de ºC.
- A) 38,5
- B) 39,5
- C) 40,0
- D) 41,0
A alternativa correta é letra C) 40,0
Para responder essa questão, precisamos converter a temperatura de Fahrenheit para Celsius. A fórmula para fazer essa conversão é:
°C = (°F - 32) × 5/9
No caso dessa questão, temos:
°C = (104°F - 32) × 5/9
°C = 40,0
Portanto, a temperatura do tripulante é de 40,0°C. A alternativa correta é letra C) 40,0.
É importante notar que a conversão de Fahrenheit para Celsius é uma habilidade importante em termologia, pois permite que os científicos e engenheiros trabalhem com temperaturas em diferentes escalas. Além disso, essa conversão é crucial em muitas aplicações práticas, como na aviação, na medicina e na indústria.
954) Um pesquisador, que precisava descobrir algumas características de uma determinada substância, realizou certos experimentos utilizando uma fonte de potência constante de 1600W. Sabe-se que a potência térmica se relaciona com a quantidade de calor através da igualdade P = Q/ Delta t , onde P é a potência, Q é a quantidade de calor trocado e Delta t é o intervalo de tempo de funcionamento da fonte. Sendo assim, analise os experimentos realizados por esse pesquisador, descritos abaixo.
I – Tendo como objetivo medir o calor latente de fusão, colocou, em um recipiente, 1 kg da substância no estado sólido e, do início da fusão até o derretimento completo, anotou um intervalo de tempo de 5 minutos para o funcionamento da fonte térmica.
II – Tendo como objetivo medir o calor específico da substância no estado líquido, utilizou a massa de 1 kg, já derretida no experimento I, e anotou que, para uma variação de 30°C na temperatura, foram necessários apenas 2 minutos de funcionamento da fonte térmica.
Desprezando-se as eventuais perdas de calor envolvidas nos experimentos e considerando 1 cal = 4,0 J, é correto afirmar que o calor latente e o calor específico valem respectivamente:
- A) 100 cal/g e 1,2 cal/g°C
- B) 100 cal/g e 1,4 cal/g°C
- C) 100 cal/g e 1,6 cal/g°C
- D) 120 cal/g e 1,2 cal/g°C
- E) 120 cal/g e 1,6 cal/g°C
A alternativa correta é letra E) 120 cal/g e 1,6 cal/g°C
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA E
Com as informações do item I, determinaremos o calor latente:
Delta t = 5min=300s
P=1600W
m=1kg=1000g
1 cal = 4J
Q = P.Delta t = 1600.300=480000J
Logo, Q=120000cal:
Q=m.L
L=frac{Q}{m}=frac{120000}{1000}=120cal/g
Com as informações do item I, determinaremos o calor sensível:
Delta t = 2min=120s
P=160W
m=1kg=1000g
Delta T = 30°C
Q=P.Delta t = 1600.120=192000J=48000cal
Q=m.C_p.Delta t
C_p=frac{Q}{m.Delta t }=frac{48000}{1000.120}=1,6cal/g.°C
ALTERNATIVA CORRETA: LETRA E
955) Um paciente inglês com suspeita de infecção tem sua temperatura medida por um medico inglês e obtém em seu termômetro clinico o valor de 103° F. o medico tem motivo para se preocupar?
- A) Sim, pois o paciente esta com uma temperatura de 103° C, ou seja, esta com febre.
- B) Não, pois o paciente possui uma temperatura de 37° C, ou seja, não esta com febre.
- C) Sim, pois o paciente esta com a temperatura de 39,5° C, ou seja, esta com febre.
- D) Não, pois o paciente esta com a temperatura de 308 K, ou seja, não esta com febre.
A alternativa correta é a letra C) Sim, pois o paciente está com a temperatura de 39,5°C, ou seja, está com febre.
Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar as outras opções.
A opção A) apresenta a temperatura de 103°F, que é equivalente a aproximadamente 39,4°C. Embora seja uma temperatura elevada, é importante notar que a temperatura normal do corpo humano varia de pessoa para pessoa, mas geralmente é considerada entre 36°C e 37°C. Portanto, 103°F é uma temperatura anormalmente alta, indicando febre.
Já a opção B) apresenta a temperatura de 37°C, que é considerada uma temperatura normal do corpo humano. Portanto, não há motivo para o médico se preocupar.
A opção D) apresenta a temperatura de 308 K, que é equivalente a aproximadamente 34,8°C. Novamente, essa temperatura é considerada normal, então não há motivo para o médico se preocupar.
Portanto, apenas a opção C) apresenta uma temperatura que é claramente anormal e indica febre, o que justifica a preocupação do médico.
956) No gráfico a seguir, está representado o comprimento L de duas barras A e B em função da temperatura θ.
Sabendo-se que as retas que representam os comprimentos da barra A e da barra B são paralelas, pode-se afirmar que a razão entre o coeficiente de dilatação linear da barra A e o da barra B é
- A) 0,25.
- B) 0,50.
- C) 1,00.
- D) 2,00.
A razão entre os coeficientes de dilatação linear das barras A e B pode ser encontrada analisando as retas que representam os comprimentos das barras em função da temperatura.
Como as retas são paralelas, podemos concluir que a razão entre os coeficientes de dilatação linear das barras A e B é constante.
Além disso, podemos observar que a razão entre os comprimentos das barras A e B é constante em todas as temperaturas.
Portanto, podemos concluir que a razão entre os coeficientes de dilatação linear das barras A e B é igual ao inverso da razão entre os comprimentos das barras.
Como o comprimento da barra A é metade do comprimento da barra B, a razão entre os coeficientes de dilatação linear das barras A e B é igual a 2,00.
Logo, a alternativa correta é a letra D) 2,00.
957) Dois termômetros idênticos, cuja substância termométrica é o álcool etílico, um deles graduado na escala Celsius e o outro graduado na escala Fahrenheit, estão sendo usados simultaneamente por um aluno para medir a temperatura de um mesmo sistema físico no laboratório de sua escola.
Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que
- A) os dois termômetros nunca registrarão valores numéricos iguais.
- B) a unidade de medida do termômetro graduado na escala Celsius é 1,8 vezes maior que a da escala Fahrenheit.
- C) a altura da coluna líquida será igual nos dois termômetros, porém com valores numéricos sempre diferentes.
- D) a altura da coluna líquida será diferente nos dois termômetros.
Let's dive into the correct answer and explanation.
The correct answer is B) the unit of measurement of the thermometer graduated in the Celsius scale is 1.8 times larger than that of the Fahrenheit scale.
To understand why this is the case, let's first consider the two thermometers in question. Both thermometers are identical, with the same thermometric substance (ethyl alcohol), but one is graduated in the Celsius scale and the other in the Fahrenheit scale. Since they are measuring the same physical system in the laboratory, we can assume that they will register the same temperature values, but with different numerical values due to the different scales.
The key to this question lies in understanding the relationship between the Celsius and Fahrenheit scales. The Celsius scale is defined such that the freezing point of water is 0°C and the boiling point is 100°C, while the Fahrenheit scale is defined such that the freezing point of water is 32°F and the boiling point is 212°F. This means that the unit of measurement in the Celsius scale is larger than that of the Fahrenheit scale.
To be precise, the unit of measurement in the Celsius scale is 1.8 times larger than that of the Fahrenheit scale. This is because the difference between the freezing and boiling points of water in the Celsius scale is 100°C - 0°C = 100°C, while in the Fahrenheit scale it is 212°F - 32°F = 180°F. Since 100°C is equivalent to 180°F, we can set up a proportion to find the conversion factor:
$$frac{100°C}{180°F} = frac{1°C}{x°F}$$Solving for x, we find that x = 1.8°F/C. This means that 1°C is equivalent to 1.8°F, and therefore the unit of measurement in the Celsius scale is 1.8 times larger than that of the Fahrenheit scale.
Therefore, the correct answer is B) the unit of measurement of the thermometer graduated in the Celsius scale is 1.8 times larger than that of the Fahrenheit scale.
958) Um reservatório fechado contém certa quantidade de um gás ideal à pressão inicial P_o 1,00 times 10^5 N/m^2 . Num primeiro processo, esse gás é lentamente aquecido de T_o = 27, 0 °C até uma temperatura Ti. Num segundo processo, um pequeno orifício é aberto na parede do reservatório e, muito lentamente, deixa-se escapar 1/4 do conteúdo inicial do gás mantendo-se, porém, a temperatura constante (T_2 = T_1, ver gráfico). Sabendo que, ao final do segundo processo, a pressão do gás no interior do reservatório é P_2 = 0,900 times 10^5 N/m^2 , o valor de T_ 2, em °C, é
- A) 103
- B) 100
- C) 97,0
- D) 90,0
- E) 87,0
Let's analyze the problem step by step. In the first process, the ideal gas is slowly heated from an initial temperature of 27°C to a final temperature T1. Since it's a quasi-static process, the temperature is uniform throughout the system. The ideal gas equation is given by PV = nRT, where n is the number of moles of the gas, R is the gas constant, and T is the temperature in Kelvin.
In the second process, a small orifice is opened in the reservoir, and 1/4 of the initial gas content is slowly released, maintaining the temperature constant at T2 = T1. Since the temperature is constant, the pressure will decrease as the gas is released.
From the ideal gas equation, we can write:
P1V = n1RT1 and P2V = n2RT2, where n1 is the initial number of moles and n2 is the final number of moles.
Since the volume is constant, we can divide both equations by V:
P1 = n1RT1/V and P2 = n2RT2/V
Now, we can use the given data:
P1 = 1.00 × 105 N/m2, P2 = 0.900 × 105 N/m2, and n2 = 3/4n1.
Substituting these values, we get:
1.00 × 105 N/m2 = n1RT1/V and 0.900 × 105 N/m2 = (3/4)n1RT2/V
Dividing both equations, we get:
T2/T1 = (4/3) × (P2/P1) = (4/3) × (0.900/1.00) = 1.20
Since T1 = 27°C = 300 K, we have:
T2 = 1.20T1 = 1.20 × 300 K = 360 K = 87°C
Therefore, the correct answer is alternative E) 87.0°C.
Explanation: The key to this problem is to recognize that the temperature remains constant during the second process, allowing us to use the ideal gas equation to relate the initial and final pressures and temperatures.
959) A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica composta de duas lâminas de ligas metálicas fixadas entre si: Invar (níquel e ferro) e latão (cobre e zinco).
Essas lâminas são bastante usadas em disjuntores elétricos e, ao serem aquecidas, encurvam-se com a função de abrir um circuito. Esse encurvamento das lâminas é causado pelo fato de
- A) uma ser condutora de calor, e a outra ser isolante.
- B) uma delas apresentar maior flexibilidade que a outra.
- C) elas apresentarem resistências elétricas diferentes.
- D) uma ser condutora de eletricidade, e a outra ser isolante.
- E) elas sofrerem diferentes dilatações térmicas.
A alternativa correta é letra E) elas sofrerem diferentes dilatações térmicas.
Analisando uma a uma
a) uma ser condutora de calor, e a outra ser isolante.
ERRADA. Ambas conduzem calor.
b) uma delas apresentar maior flexibilidade que a outra.
ERRADA. Aqui temos uma alternativa que muitos devem ter marcado. O encurvamento se deve as diferentes dilatações que cada material vai sofrer ao se aquecer.
c) elas apresentarem resistências elétricas diferentes.
ERRADA. Por serem materiais diferentes, eles até podem ter resistências elétricas diferentes. Entretanto não é essa diferença que explica o fenômeno citado.
d) uma ser condutora de eletricidade, e a outra ser isolante.
ERRADA. Conforme explicado na alternativa anterior.
e) elas sofrerem diferentes dilatações térmicas.
CORRETA. O material de maior dilatação irá se curvar mais "abraçando" o material de menor dilatação.
Gabarito: LETRA E.
960) O local onde se reúne o sistema de propulsão de um navio é chamado de praça de máquinas. A caldeira é um dos equipamentos mais comuns nas embarcações como os porta-aviões. Um operador desse tipo de sistema aferiu a temperatura de uma caldeira em 842ºF. Qual o valor dessa temperatura na escala Celsius?
- A) 300°C
- B) 350°C
- C) 400ºC
- D) 450°C
- E) 500°C
A alternativa correta é letra D) 450°C
Pessoal, a fórmula de transformação é
dfrac{TC}{5} = dfrac{TF – 32}{9}
dfrac{TC}{5} = dfrac{842 – 32}{9}
TC = 5 times 90 = 450 , ºC
Gabarito: LETRA D.