Questões de Física - Física Térmica - Termologia para Concurso

O gráfico da figura foi obtido em uma experiência de fusão do gelo. Assinale a alternativa que indica em que intervalo de tempo ocorreu a fusão total do gelo. 

Uma quantidade de gelo é aquecida do ponto de fusão (T_F) até uma temperatura acima do ponto de ebulição da água (T_E). O gráfico que melhor expressa a entropia S em função da temperatura T nesse processo é

Um automóvel tem motor a explosão de quatro tempos (admissão, compressão, explosão, expulsão), conforme ilustrado na figura a seguir. Sobre este tema analise as afirmações abaixo:

I. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot depende do combustível utilizado.

II. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot será maior quando o quociente entre a temperatura da fonte fria e da fonte quente em Kelvin for menor.

III. O motor a explosão é capaz de transformar toda a energia produzida na combustão em trabalho útil.

IV. Considere um motor a explosão cujo ciclo a quatro tempos pode ser assim idealizado: O ciclo inicia em A e a mistura ar-combustível (admissão) é comprimida adiabaticamente até o ponto B (compressão). Em seguida, a mistura é aquecida isobaricamente até o ponto C e expandida adiabaticamente até o ponto D (explosão). Os gases gerados são então resfriados isocoricamente até A (expulsão). O digrama p x v (pressão x volume) que representa este ciclo é

Está correto o que se afirma em

Considere que duas substâncias, A e B, de massas respectivas m_A e m_B e calores específicos c_A e c_B, são colocadas em contato térmico sob condições em que a pressão é mantida constante. Considerando que, nesta pressão, os calores específicos e as massas das substâncias obedecem à relação m_Ac_A = 3 m_Bc_B e que antes do contato cada substância estava à temperatura T_A e T_B, respectivamente, pode-se afirmar que a temperatura final T_f após o equilíbrio térmico ser alcançado, é

Um cilindro com um pistão móvel contém 1 kg de gás nitrogênio a pressão de 1 atm. Em um processo isobárico, uma quantidade de calor igual a 25 kcal é adicionada ao gás e sua energia interna aumenta de 8 kcal. A variação de volume do gás nesse processo é de, aproximadamente,

Dados:

1 cal ≅ 4,18 J

1 atm ≅ 1,01 x 10⁵Pa

Uma lâmpada incandescente consiste de um filamento no vácuo. Em condições normais de funcionamento o filamento tem uma temperatura de 1600 K. Outra lâmpada com um filamento similar, que está em um bulbo preenchido com gás, tem o filamento com temperatura de 3200 K. Considere que ambos os filamentos, neste processo, se comportam como corpos negros. Analisando-se os espectros das radiações emitidas pelo filamento no vácuo e pelo filamento no ar, respectivamente, verifica-se que a razão entre os comprimentos de onda nos quais as intensidades das radiações são máximas é de

Um sistema termodinâmico pode passar do estado A ao estado B através de dois processos I e II mostrados no diagrama PV a seguir.

Se ΔU_I , ΔU_II são as variações de energia interna e ΔW_I , ΔW_II são os trabalhos realizados pelo sistema nos processos I e II, respectivamente,

Uma máquina térmica tem rendimento de 40% e realiza um trabalho de 2000 Joules. Assinale a alternativa que indica a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria, em Joules, pela referida máquina.

Um termômetro, graduado em uma escala qualquer, que chamaremos de B, tem as seguintes indicações para os pontos de fusão do gelo e ebulição da água: 25°B e 125°B. Assinale a alternativa que indica a temperatura correspondente a 95°B na escala Celsius.

Uma máquina térmica opera, segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes a 300 K e 700 K, respectivamente.

Se, em cada ciclo, ela retira da fonte quente 2,0 . 10³ calorias, o trabalho realizado, em joules, em cada ciclo, por essa máquina é de 

Dado:

1 cal = 4,2 J 

Em um calorímetro à temperatura ambiente de 30 °C, de capacidade térmica 40 cal/°C, são misturados 20 gramas de gelo a −20 °C, 50 gramas de água a 25 °C e 10 gramas de vapor de água a 120 °C. Estabelecido o equilíbrio térmico, admitindo que não haja perda de calor para o ambiente, a temperatura final da mistura, em °C, é de aproximadamente 
Dados: Calor específico do gelo = 0,50 cal/g °C Calor específico da água = 1,0 cal/g °C Calor específico do vapor de água = 0,50 cal/g °C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g 

 Uma substância pura apresenta as seguintes características: 

− calor específico no estado líquido = 0,40 cal/g °C; 

− temperatura de fusão = 10 °C; 

− temperatura de ebulição = 70 °C; 

− calor latente de vaporização = 80 cal/g. 

Num frasco de capacidade térmica desprezível são colocados 10 g dessa substância à temperatura ambiente de 20 °C. Até que ocorra a vaporização completa dessa amostra da substância, uma fonte térmica deverá fornecer-lhe energia, em joules, de 

Dado:

1 cal = 4,2 J  

Numa escala hipotética H de temperatura, atribui-se o valor 60 °H para a temperatura de fusão do gelo e −180 °H para a temperatura de ebulição da água, sob pressão normal.

Na escala Fahrenheit, a temperatura correspondente a 100 °H vale

Dois objetos feitos do mesmo material (mármore, por exemplo) possuem capacidades térmicas proporcionais a suas massas. Assim, é conveniente definir uma "capacidade térmica por unidade de massa", ou calor específico (c), que se refere não a um objeto, mas a uma massa unitária do material de que é feito o objeto. Já quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida, nem sempre a temperatura da amostra aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudar de fase (ou de estado). No caso, a quantidade de energia por unidade de massa que deve ser transferida em forma de calor para que uma amostra mude totalmente de fase é chamada de calor de transformação e é representada pela letra L.
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: gravitação, ondas e termodinâmica. v. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2009 (com adaptações).
A partir do texto acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor que uma amostra de gelo de massa m = 100 g a -10 °C deve absorver para passar ao estado líquido a 20 °C, sendo o calor específico do gelo (c_gelo) igual a 2.220 J/kg.K, o calor específico da água (c_água) igual a 4.190 J/kg.K e o calor de fusão do gelo (L_F) igual a 333 kJ/kg.

    Uma máquina de Carnot opera entre as temperaturas T_Q = 900 K e T_F = 400 K, sendo T_Q a temperatura da fonte quente e T_F a temperatura da fonte fria. A máquina realiza 800 J de trabalho em cada ciclo.
Com base nesse caso hipotético, assinale a alternativa que apresenta a energia liberada em forma de calor, em Joule, para a fonte fria a cada ciclo.

Em um determinado reservatório térmico, 500 g de água a 100 °C são convertidos em vapor a 100 °C, à pressão atmosférica de 1 atm. O volume da água varia de um valor inicial de 1 . 10^-3 m³ do líquido para 1,5 m³ do vapor, 1 atm ≅ 1 . 10⁵ Pa e o calor latente de vaporização da água é igual a 2.256 kJ/kg.
Com base nessa situação hipotética, assinale a alternativa que apresenta o intervalo de variação da energia interna (ΔE_int), em kJ, do sistema durante todo o processo.

    O Polo Sul é bem mais gelado que o Polo Norte. Por lá, a temperatura média no verão não costuma passar dos -35 °C. O Norte é mais "quentinho", registrando médias de 0 °C nos períodos de calor. Há vários motivos para essa diferença.

Internet: <https://mundoestranho.abril.com.br> (com adaptações).

Um glaciologista do Programa Antártico Brasileiro (Proantar) utiliza, para registrar as temperaturas, um termômetro calibrado em uma escala desconhecida X. Os valores do ponto de fusão e de ebulição desse termômetro são, respectivamente, 20 °X e 110 °X.

Com base no texto e no caso hipotético acima apresentados, assinale a alternativa que apresenta a equação de conversão entre uma dada temperatura na escala X (t_x), uma temperatura na escala Celsius e o valor da temperatura de -35 °C na escala X.

Seja um recipiente metálico fechado e contendo ar comprimido em seu interior. Considere desprezíveis as deformações no recipiente durante o experimento descrito a seguir: a temperatura do ar comprimido é aumentada de 24°C para 40°C. Sobre esse gás, é correto afirmar-se que

No interior e na capital do Ceará, o chá de erva-cidreira (Melissa oficinalis) é amplamente utilizado por causa das seguintes ações: calmante, diurética e expectorante. Thayla quer fazer um chá para seu irmãozinho, Júnior, que está com muita secreção nos pulmões. Ela dispõe de 200g de gelo a 0 ºC e utilizará, para fazer este chá, um forno micro-ondas que tem uma potência máxima de 700 W. Para fazer os cálculos, considere as seguintes informações:
• Thayla e Júnior moram em Fortaleza (nível do mar); • O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g; • O calor específico da água é de 1 cal/g ºC; • 1 cal equivale, aproximadamente, a 4 joules.
Considerando que Thayla vai usar este micro-ondas sempre na potência máxima, o tempo necessário para a água entrar em ebulição é, aproximadamente, de

Uma certa quantidade de glicerina está armazenada em um reservatório de vidro que tem paredes bem finas. Leve em consideração as informações a seguir:
O conjunto se encontra a 30 ºC γ_vidro = 27 x 10^-6 ºC^-1 γ_glicerina = 5,0 x 10^-4 ºC^-1 γ = coeficiente de dilatação volumétrica.
Caso a temperatura do conjunto passe para 65ºC, é possível afirmar que o nível da glicerina no recipiente