Questões de Física - Calorimetria para Concurso

A famosa experiência de Joule, na qual o mesmo determina o Equivalente Mecânico do Calor (1 cal = 4,1868 J), está representada na figura abaixo.

(Recorte adaptado de http://ceticismo.net/ciencia-tecnologia/a-termodinamica/8/)

Considerando que Joule deixou cair por 10 (dez) vezes o corpo de massa m de uma altura de 20 cm, num local onde a aceleração da gravidade vale 10m/s² e que os 500 g de água contidos no recipiente absorvem apenas 80% da energia total oriunda das quedas, o valor de m, em kg, sabendo que em todo o processo a água aqueceu de 0,08 ºC, vale:

Considere o calor específico da água: c = 4 J/gºC.

Para aplicarmos o princípio das trocas de calor, um professor no laboratório de Física do IFPA deu a seguinte orientação: Separem num béquer 1 kg de água e aqueçam até 80ºC. Em seguida separem 500g de água na temperatura ambiente e derramem no béquer. Nesse caso, considerando a temperatura ambiente 20ºC, o calor específico da água 1 cal/g.ºC e a capacidade térmica do béquer desprezível, obtemos 1,5kg de água a:

No laboratório de Física do IFPA, um professor, para demonstrar os processos de transmissão de calor, fez a seguinte experiência: Segurou um tubo de ensaio cheio de água fria, pela parte do fundo, mantendo-o de forma inclinada. Aqueceu a parte superior do tubo em uma chama até que a água começou a ferver. O curioso foi o fato que, ainda assim, ele pode segurar o fundo do tubo sem queimá-lo. Analisando a experiência, ela comprova que:

Para uma destilação simples da água, Robson consegue aproveitar 1240 kcal geradas durante a combustão de cada 1 kg de madeira seca. Se o calor de vaporização de água é de 540 kcal /kg e seu calor específico é de 1 kcal / kg °C, a quantidade mínima de madeira necessária para destilar 2 litros de água que inicialmente tem uma temperatura de 20 °C é de, aproximadamente,

A segunda Lei da Termodinâmica afirma que, “para qualquer processo espontâneo, a entropia de um sistema pode apenas aumentar ou permanecer igual, mas nunca diminuir”. Analise as afirmações a seguir:

I O calor pode fluir espontaneamente de uma fonte fria para uma fonte quente.

II O calor pode fluir espontaneamente somente de uma fonte quente para um sorvedouro frio.

III Nenhuma máquina térmica que utiliza o calor de uma fonte quente e converte toda essa energia em trabalho útil pode ser construída.

IV É possível construir uma máquina térmica com 100% de eficiência.

V Não é possível fazer o calor fluir de uma fonte fria para uma fonte quente utilizando um trabalho externo.

De acordo com o enunciado da segunda Lei da Termodinâmica, está correto o que se afirma em