Questões de Concurso Comentadas sobre física térmica - termologia em física

Considere o ciclo termodinâmico teórico apresentado no diagrama PV, da Figura 4, no qual um mol de um gás monoatômico ideal está contido em um cilindro com pistão. O ciclo é composto por quatro etapas distintas: uma expansão isobárica (A ➝ B); uma expansão isotérmica (B ➝ C) à temperatura de 562,5 K; uma transformação isocórica (C ➝ D); uma compressão isotérmica (D ➝ A) à temperatura de 300 K. Para efeitos de cálculo, utilize a constante dos gases ideais R = 8 J/(mol · K) e In 1,5 × 105 ≅ 12. 

Considerando a situação apresentada na Figura 4, analise as seguintes assertivas:

I. O volume do gás no estado A é de 1,6 × 10⁻² m³.

II. A pressão do gás no estado C é de 10³ Pa.

III. O trabalho realizado pelo gás no processo B ➙ C é de aproximadamente 54 kJ.

IV. O trabalho realizado pelo gás no processo A ➙ B é de 210 J.

Quais estão corretas?

Os copos térmicos têm se tornado bastante populares nos últimos anos, devido à sua promessa de manter bebidas geladas por um longo período, minimizando a influência do ambiente externo na temperatura do conteúdo interno. Consideremos um desses copos térmicos com uma capacidade térmica de 50 cal/°C , inicialmente a uma temperatura de 18°C . Nesse copo são adicionados 300 g de água, cuja temperatura inicial é de 5 °C, juntamente com 100 g de gelo, que está a 0°C. O calor específico da água corresponde a 1 cal/g°C e o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g. Sabendo que a taxa de resfriamento desse copo é de 20 cal/mim, e desconsiderando quaisquer perdas térmicas devido à evaporação ou outras trocas não mencionadas, a temperatura do sistema ao final do período de uma hora será de _______ e a massa de gelo que terá sofrido fusão será de _______.
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Uma fonte de calor fornece 100 cal a cada minuto. 500 ml de um líquido é aquecido por essa fonte de calor durante 30 minutos e sua temperatura sai de 25°C para 75°C. Assinale a alternativa que apresenta o valor da capacidade térmica dessa quantidade de líquido. 

Os ciclos termodinâmicos são fenômenos que envolvem a conversão de energia térmica em trabalho mecânico ou a realização de trabalho mecânico em um sistema. Esses ciclos abrangem uma variedade de configurações e têm aplicações em diversos campos. Um exemplo relevante é o ciclo Diesel, amplamente utilizado em motores de combustão interna. Com base no exposto acima e considerando o ciclo Diesel teórico apresentado no gráfico da Figura 3 abaixo, relacione a Coluna 1 à Coluna 2.
Coluna 1

1. Curva A B 2. Curva BC 3. Curva CD 4. Curva DA
Coluna 2
(  ) Realização de trabalho pelo sistema. ( ) Transformação adiabática. ( ) Rejeição de calor pelo sistema. ( ) Realização de trabalho pelo sistema.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Considere a figura abaixo, em que temos a representação de uma simulação virtual sobre as transformações de energia.


Disponível em  <https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/energy-forms-and-changes>. Acesso em: 04 ago. 2017.

Considere: 

•a variação de temperatura dos 100 g de água contidos no recipiente foi medida no termômetro em 2°C; 
•o calor específico da água igual a 1 cal/g°C; 
•a temperatura ambiente de 27°C ou 300 K.

Sabendo que a chama fornece à chaleira uma energia de 1000 cal e que o gerador é ideal, assinale a opção que indica, corretamente, todas as transformações de energia.

5 moles de oxigênio estão em equilíbrio termodinâmico, contidos em um recipiente que possui um êmbolo que pode deslizar em seu interior com atrito desprezível.
Fornece-se ao gás uma quantidade de calor igual a 150 cal muito lentamente, de modo que sua expansão pode ser considerada isobárica.
Ao atingir o novo estado de equilíbrio termodinâmico, verifica-se que a temperatura do gás sofreu um acréscimo de 5°C.
Considere o oxigênio como um gás ideal e a constante universal dos gases R = 2,0cal/mol.K.
A variação de energia interna do oxigênio durante essa expansão foi de

Uma garrafa de capacidade térmica desprezível contém 900g de água à temperatura ambiente de 30°C.

Para refrescar a água, foram introduzidos na garrafa cubos de gelo, de 50g cada um, a 0°C. O calor de fusão do gelo é 80cal/g e o calor específico da água (líquida) é 1 cal/g°C.

Para que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, a garrafa contenha água a 10°C, deve ser introduzido na garrafa o seguinte número de cubos de gelo:

Em um experimento de calorimetria, foram adicionados 200 g de água a uma temperatura de 40 °C a um calorímetro de capacidade térmica 15 cal/°C que estava em temperatura ambiente de 25 °C. Em seguida, foram adicionados 100 g de gelo a uma temperatura de -10 °C. Qual foi a temperatura de equilíbrio atingida pelo sistema em graus Celsius?
Dados: c_água = 1 cal/g°C c_gelo = 0,5 cal/g°C L_gelo = cal/g 

Um calorímetro pode ser feito com um isopor para latinhas de cerveja e uma latinha. Para determinar a capacidade térmica do calorímetro a 10 °C, adiciona-se 100 g de água a uma temperatura de 20 °C e uma peça metálica de massa 200 g a uma temperatura de 90 °C. Seu equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C. Qual é a capacidade térmica do calorímetro em cal/°C?
Dados: c_água = 1 cal/g°C c_metal = 0,1 cal/g°C

Dois gases perfeitos, denominados A e B, estão dispostos em dois recipientes que estão isolados termicamente do meio externo e conectados por uma válvula. Eles são misturados por meio de um processo isobárico cuja temperatura final é igual a 500 K. O gás A, antes da abertura da válvula, ocupava um volume de 20 cm³ e o B, um volume de 60 cm³. Antes de serem misturados, a temperatura do gás A era igual a 300 K.
A temperatura do gás B, em kelvin, é, aproximadamente

Um ebulidor dissipando uma potência de 1000W é inserido em um recipiente contendo 20 litros de água a 15ºC.
Considere que:
I- todo o calor fornecido pelo ebulidor seja absorvido pela água; II- a densidade da água é igual a 1000 Kg/m³; III- o calor específico da água é igual a 1,0 cal/g °C; IV- 1L é igual a 1dm³; V- 1 cal é igual a 4,0 J.
O tempo, em segundos, que o ebulidor deverá permanecer ligado na água para que a temperatura dessa água seja de 35°C é de 

Uma máquina térmica tem o seu ciclo indicado pelo diagrama de pressão versus volume, conforme demonstrado abaixo:

Com base no diagrama, podemos dizer que, a cada ciclo, o trabalho realizado pelo gás é igual a______ joules, e o trabalho realizado sobre o gás é igual a _______joules. Além disso, o diagrama representa um ______.
A alternativa que preenche, corretamente, as lacunas é

O manual de instruções de um forno do tipo mufla apresenta a seguinte orientação: 

Atenção: Para o correto manuseio do equipamento e a proteção das amostras, a porta do equipamento só deverá ser aberta quando a diferença entre as temperaturas interna e externa for inferior a 50 ºF. 

Considere uma sala com a seguinte temperatura: 

Nesse caso, a maior temperatura interna segura para a abertura da porta do equipamento é

No ano de 1824, o físico Nicolas Léonard Sadi Carnot apresentou o primeiro modelo teórico relativo às máquinas térmicas e o ciclo que proporcionaria o seu rendimento máximo, hoje conhecido como ciclo de Carnot. Em relação a esse ciclo, é correto afirmar: