Questões de Concurso Sobre física térmica - termologia em física

A figura representa, num diagrama pxV, o ciclo I, II, III, IV e V de um gás ideal.

A maior temperatura do gás durante o ciclo ocorreu em

Num dia pela manhã, quando a temperatura ambiente era 20 ^oC, um aluno usando uma régua de plástico correta a 20 ^oC mede o comprimento  de uma barra metálica também a 20 ^oC. Quando ao longo do dia a temperatura ambiente sobe para 30 ^oC, a régua e a barra se dilatam, de modo que a 30 ^oC o comprimento da barra passa a ser  >  . Sejam α_P e α_M, respectivamente os coeficientes de dilatação linear do plástico da régua e do metal da barra.
Se o aluno usar a régua de plástico a 30 ^oC para medir o comprimento  da barra metálica a 30 ^oC, a indicação na régua será

O gráfico anexo mostra como as densidades da água e de um tipo de plástico variam com a temperatura. Um corpo de plástico a 4 ^oC fica completamente cheio com m gramas de água a 4 ^oC. Esse mesmo copo, a 2 ^oC, fica completamente cheio com m` gramas de água a 2 ^oC.


Nesse caso, pode-se afirmar que

Avalie os seguintes itens sobre os princípios da termodinâmica aplicados às fontes alternativas de energia:

I. O rendimento de uma máquina térmica que opera com energia solar pode ser estimado pela relação entre a energia absorvida e a energia útil convertida.

II. As perdas de calor nas turbinas eólicas são desprezíveis, já que a transformação de energia cinética em energia elétrica é altamente eficiente.

III. As células solares convertem energia luminosa diretamente em energia elétrica, mas sua eficiência é limitada pelas perdas térmicas no sistema.

Com base nos itens avaliados, qual a alternativa correta?

Em uma mistura de gases ideais, a pressão total da mistura é a soma das pressões parciais de cada gás, de acordo com a lei de Dalton, que assume que cada gás na mistura exerce sua própria pressão como se os outros gases estivessem ausentes. Esta lei é baseada no conceito de que os gases ideais não interagem entre si e que suas partículas se movem de forma __________.

Assinale a alternativa que corretamente completa a lacuna no excerto:

Compreender as nuances entre calor e temperatura é essencial compreender os fenômenos térmicos, já que esses conceitos se entrelaçam. Porém suas definições e medições diferem, sendo crucial para o educador distinguir entre eles. No cotidiano didático, o professor pode mostrar na sala da aula a aplicação prática desses conhecimentos, fazendo com que os alunos obtenham uma base sólida a partir do entendimento dos fenômenos que envolvem temperatura e calor e sua aplicação cotidiana. Analise os itens a seguir.

I. A temperatura é uma medida da média da energia cinética das partículas em um sistema.
II. O calor é a forma de energia transferida entre dois corpos devido à diferença de temperatura.
III. A temperatura corporal normal humana é em torno de 37 graus Fahrenheit.
IV. A energia térmica sempre flui do corpo mais frio para o mais quente, seguindo a Lei Zero da Termodinâmica. 
V. A condução térmica ocorre apenas em sólidos, não em líquidos ou gases.
VI. O calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um grau Celsius.

Marque a opção que apresenta as afirmativas CORRETAS.

Uma certa quantidade de um gás real se comporta mais aproximadamente como um gás ideal quando:

Uma dada substância possui ponto de fusão em 10 ºC e ebulição em 150 ºC. Na fase sólida é sabido que o calor específico da substância é de 10 cal/g∙ ºC, o calor de fusão é de 50 cal/g, o calor específico de fase líquida é de 30 cal/g∙ ºC e o calor de vaporização é de 200 cal/g.
Considerando que se deseja aquecer 100 g dessa substância de -10 ºC a 50 ºC, a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a energia necessária para esse processo é:

Uma barra A de comprimento inicial L₀ e outra barra B de comprimento inicial 2L₀, estão inicialmente à mesma temperatura. Ambas as barras são feitas do mesmo material. A temperatura das barras é, então, aumentada igualmente.
Nesse caso, a alternativa que representa CORRETAMENTE o comprimento L das barras em função de suas temperaturas T é:

A alternativa que representa CORRETAMENTE um ciclo de Carnot abcda para um gás ideal é:

Com relação aos processos isovolumétricos e isobáricos realizados em um gás ideal, assinale a afirmativa CORRETA:

Um sistema passa por um processo termodinâmico no qual recebe 600 Joules de calor e realiza 250 Joules de trabalho na vizinhança. Durante o processo, a pressão do gás pode mudar e as temperaturas antes e depois do processo são medidas. Se a energia interna do sistema inicialmente for 1200 Joules, qual será a energia interna final do sistema?

Sobre as leis da Termodinâmica e fenômenos térmicos, analise as assertivas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. Conforme a Lei Geral dos Gases Ideais, o produto da pressão pelo volume dividido pela temperatura é diretamente proporcional ao número de mols contidos em um gás em equilíbrio termodinâmico.
II. Um gás ideal que sofre uma expansão pode ter sua temperatura reduzida mesmo recebendo energia na forma de calor.

III. A escala de temperatura Kelvin é a mesma escala Celsius, mas com o zero deslocado para o zero absoluto.

Sobre as variáveis temperatura, pressão e densidade, conhecidas como variáveis de estado, relacionadas nos gases pela chamada lei dos gases ideais, analise as afirmativas a seguir.

I. Um gás ideal segue a teoria cinética dos gases, isto é, um gás ideal é formado de um número muito grande de moléculas, que tem um movimento rápido e aleatório, sofrendo colisões perfeitamente inelásticas, de modo a perder quantidade de movimento.

II. A lei dos gases ideais afirma que a pressão exercida por um gás é proporcional a sua densidade e temperatura absoluta. Assim, um acréscimo na temperatura ou na densidade causa um aumento na pressão, se a outra variável (densidade ou temperatura) permanece constante.

III. Uma mistura de gases ideais forma-se quando gases ideais puros são misturados, em P e T constantes, resultando em uma mistura que também se comporta conforme a equação dos gases ideais.

Está correto o que se afirma em

(radiação, condução e convecção) às suas características.

1. Condução

2. Radiação

3. Convecção

( ) Consiste na transferência de calor dentro de um fluído através de movimentos do próprio fluído. Na atmosfera ocorre como consequência de diferenças na densidade do ar. O ar quente é menos denso que o ar frio, de modo que o ar frio e denso desce e força o ar mais quente e menos denso a subir. O ar mais frio é então aquecido pela superfície e o processo é repetido.

( ) Ocorre dentro de uma substância ou entre substâncias que estão em contato físico direto. A energia cinética dos átomos e moléculas é transferida por colisões entre átomos e moléculas vizinhas. O calor flui das temperaturas mais altas, moléculas com maior energia cinética, para as temperaturas mais baixas, moléculas com menor energia cinética.

( ) Consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz. É a principal forma pela qual o sistema Terra -Atmosfera recebe energia do Sol e libera energia para o espaço.

Assinale a opção que apresenta a associação correta. 

Um tanque de aço inoxidável com um volume de 18m3 foi carregado com vapor d’água a uma temperatura de 110°C por meio de um registro. Em seguida, o registro foi fechado e o tanque foi molhado com uma mangueira. Em menos de um minuto, o tanque de grossas paredes foi esmagado, como se tivesse sido pisado por alguma criatura gigantesca de um filme de ficção científica. Analise as afirmativas a seguir.

I. Na verdade, foi a atmosfera que esmagou o tanque. Quando o tanque foi resfriado pela água, o vapor esfriou e a maior parte se condensou, o que significa que o número N de moléculas de gás e a temperatura T do gás no interior do tanque diminuíram.

II. Considerando a Lei dos Gases Ideais, podemos dizer que a pressão do gás diminuiu porque parte do gás escapou do tanque, uma vez que, a pressão atmosférica não é suficiente para esmagar o tanque de aço.

III. As medidas mostram que se colocarmos 1mol de vários gases em recipientes de mesmo volume e os mantivermos na mesma temperatura, as pressões serão quase iguais. Se repetirmos as medidas com concentrações dos gases cada vez menores, as pequenas diferenças de pressão tendem a desaparecer. Medidas muito precisas mostram que, em baixas concentrações, todos os gases reais obedecem à relação PV = nRT.

Está correto o que se afirma em

Uma massa de um gás perfeito, sob temperatura de 27^oC é confinada em um recipiente de volume igual a 6,0L, é submetida a uma pressão de 2,5atm.
A esse respeito, analise as afirmativas a seguir.

I. Quando a pressão é elevada em 0,5atm., nota-se uma contração no volume de 1,0L, a temperatura do sistema permanece em 27^oC e a transformação é isotérmica.

II. Se considerarmos o recipiente indeformável, seco e fechado por uma tampa plástica e aumentarmos a temperatura para 57^oC, a pressão de expulsão da tampa de plástico será 3,75atm.

III. A pressão no interior do recipiente do item II, após a saída da tampa, será igual à pressão atmosférica.


Está correto o que se afirma em

Em um experimento realizado no laboratório de física, montou-se, em uma das bancadas, um calorímetro com uma capacidade de 40 cal/ºC. Nesse dispositivo, foram adicionados 200 mL de água, que havia sido aquecida anteriormente. Quando o sistema alcançou o equilíbrio térmico, registrou-se uma temperatura de 50 ºC. Logo em seguida, introduziu-se, rapidamente, no líquido, uma moeda de liga de cobre resfriada, que pesava 50 g e apresentava uma temperatura inicial de 0 ºC. Após determinado período, observou-se que a temperatura final do sistema se manteve constante em 49 ºC. Considerando que c(água) = 1,0 cal/gºC e ρ(água) = 1 g/cm³ , o calor específico da moeda é de, aproximadamente,

Durante uma atividade prática sobre os efeitos da energia térmica sobre os materiais, foi proposta a montagem de um experimento. Sobre uma base rígida de madeira, foi fixado, em uma das extremidades, um tubo de latão com 50 cm de comprimento, o qual está conectado, por uma mangueira de silicone, a um gerador de vapor. A figura abaixo esquematiza esse experimento. 




Ao dar início ao experimento, foi registrada uma temperatura inicial de 25 ºC no sistema. Pouco tempo depois, um gás, emitido pelo gerador de vapor, percorreu a parede interna do tubo de latão, resultando em um aumento da temperatura, a qual atingiu 90 ºC. Além disso, houve uma alteração no comprimento do tubo, que se expandiu em 0,065 cm. Considerando apenas a variação de comprimento e os dados do experimento, o coeficiente de dilatação térmica do latão foi de

Durante uma atividade de divulgação científica para estudantes do ensino fundamental, um professor propôs a seus alunos a tarefa de construir um termômetro com materiais alternativos. Para o experimento, os alunos, sob a supervisão de um técnico de laboratório, utilizaram bulbos de lâmpadas, um pedaço de mangueira de aquário e massa epóxi. O aparelho construído, conhecido como termoscópio, está representado na figura a seguir:



Após a montagem do equipamento, o técnico procedeu ao teste, iniciando pelo contato do dispositivo com um recipiente de água fria. Quando o equilíbrio térmico foi alcançado, a temperatura foi registrada em uma escala X, definida pelos estudantes, arbitrando-se T₁=0 ºX. Em um procedimento análogo, o técnico expôs o instrumento a um recipiente com água quente, e, ao alcançar o equilíbrio térmico, os estudantes estabeleceram T₂=15 ºX. Por fim, o professor propôs transformar o termoscópio em um termômetro graduado, enquanto o técnico informou aos alunos que as temperaturas T₁ e T₂ equivaliam, respectivamente, a 5 ºC e 55 ºC. Como atividade prática, o professor propôs um desafio aos alunos: ele os instigou a calcular qual seria a leitura na escala X do termômetro que eles haviam construído se este fosse mergulhado em um líquido mantido a uma temperatura constante de 23ºC. Um dos alunos respondeu, corretamente, que o valor registrado seria de