Questões de Física - Física Térmica - Termologia para Concurso

Um gás é contido em um cilindro provido de um êmbolo sobre o qual são colocados três pesos, gerando uma pressão incial de 300 kPa para um volume 0,05 m³ . Considere que calor é trocado com gás, de forma que a relação pV² seja constante, sendo p a pressão, e V, o volume do gás. Assim, o trabalho realizado pelo sistema para que o volume final alcance 0,1 m³ será, em kJ, de:

Substâncias puras são aquelas que têm composição química invariável e homogênea.

Essas substâncias

A figura, a seguir, mostra uma panela usada para preparar o café da manhã.

Durante a preparação, meio litro de água à temperatura inicial de 20°C (293 K) é fervido à 100°C (373 K). Considerando o calor específico e a densidade da água iguais a 1 cal/g°C e 1 g/mL, respectivamente, a variação de entropia desse processo termodinâmico é, em cal/°C, de

De acordo com a segunda lei da termodinâmica, nenhuma máquina térmica pode possuir eficiência de 100%. Então, qual seria a eficiência máxima de uma máquina térmica? Esta pergunta foi respondida em 1824 pelo engenheiro francês Sadi Carnot, que desenvolveu uma máquina hipotética que fornece a eficiência máxima permitida pela segunda lei. Sendo Q_H o calor fornecido ao sistema e |Q_C| o calor rejeitado, o ciclo dessa máquina, conhecido como ciclo de Carnot, é representado, em um diagrama pV, por

No final do século XVIII, a natureza do calor estava em discussão. Dois pontos de vista congregavam a opinião dos físicos: de um lado, a hipótese do calórico de Lavoisier; do outro, a hipótese do movimento vibratório das partículas do corpo, endossada por Francis Bacon e Robert Hooke. Nesse cenário, as experiências bastante precisas realizadas por Benjamim Thomson (Conde de Rumford), enquanto supervisionava a perfuração de canhões nas oficinas do arsenal militar de Munich, levaram à conclusão de que 

A molécula de Nitrogênio (N₂) constitui cerca de 78%do ar atmosférico nas condições normais de temperatura e pressão, e possui massa molar M =0,028kg/mol. Considerando que R = 8,31J/(molK) e a constante dos gases ideais, a velocidade quadrática media Vrms das moléculas de N₂ do ar na temperatura ambiente T_o = 20° C ≈ 300 K e dada aproximadamente por:

Uma tira bimetálica e formada por uma tira de apo e uma tira de bronze, soldadas entre si, conforme afigura abaixo. Na temperatura inicial T₀ = 20⁰ C cada tira tem comprimento L = 30,5cm e espessura t =0,50mm. A tira bimetálica e aquecida uniformemente ao longo do seu comprimento ate atingir uma temperatura T > T₀, ocorrendo um encurvamento com raio de curvatura R = 36,7cm. Os coeficientes de expansão térmica dos materiais são conhecidos(αbronze = 19 . 10^-6 K^-1 e αaço = 11 . 10^-6 K^-1). Assumindo que ocorre apenas dilatação linear, a temperatura aproximada da tira bimetálica após o aquecimento foi:

Dois corpos A e B são aquecidos. O corpo A tem massa m, e o corpo B tem massa igual ao triplo da massa de A. O calor específico c do corpo B vale a metade do calor específico do corpo A.

Se a quantidade de calor fornecida aos dois corpos for a mesma, a razão entre a variação de temperatura do corpo A e a variação de temperatura do corpo B vale

A dilatação térmica dos materiais é um fenômeno que deve ser considerado em diversos projetos de equipamentos e estruturas.

Um cabo de aço (α_aço = 0,00012/°C) de 30 m é utilizado em um elevador de carga.

Se, ao longo de um dia de trabalho, esse cabo sofrer uma variação de temperatura de 20°C, seu comprimento, em cm, será alterado em

Duas barras de comprimentos iguais, sendo uma de cobre e a outra de alumínio, são coladas a 20°C, formando um único conjunto, conforme mostrado na Figura abaixo.

O conjunto é então aquecido até 120°C.

Sabendo-se que a 120°C a deformação térmica do alumínio é maior que a deformação térmica do cobre, a configuração final do conjunto a 120°C apresentará uma deformação axial

No processo de extração de petróleo, o óleo é retirado do poço a uma temperatura média de 65ºC, enquanto a água do mar se encontra a 2ºC.

Qual é a diferença de temperatura entre o petróleo e a água, em Kelvin e Farenheit, respectivamente?

Assinale a opção que representa graficamente a relação entre a temperatura e a pressão de um gás considerado ideal, em ambiente fechado, em condição isocórica.

Um material que sofre transição da fase sólida diretamente para a fase gasosa quando submetido à temperatura de 20 ºC foi inserido, a uma temperatura inicial de 15 ºC, em um ambiente fechado mantido à temperatura constante de 25 ºC, conforme ilustrado na figura anterior.

Assinale a opção que representa graficamente o comportamento da temperatura, T, em função do calor, Q, absorvido do meio por esse material a partir do momento em que foi inserido no ambiente descrito.

Uma máquina térmica opera segundo o Ciclo de Carnot, o qual, simplificadamente, consiste em transferir calor de uma fonte quente para uma fonte fria, sendo que uma parte do calor é convertida em trabalho. Analise as afirmações abaixo:

I. Uma geladeira é uma máquina térmica, na qual o interesse maior é na dissipação de calor.

II. Uma usina nuclear é uma máquina térmica que utiliza a radiação como fonte de calor, para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.

III. Um motor a vapor é uma máquina térmica que utiliza o calor gerado pela queima de combustível para aquecer a água até o estado de vapor, e este move uma turbina.

Assinale a alternativa correta.

A tabela de informação nutricional presente na embalagem de uma determinada marca de biscoito indica que o valor energético deste é de 140 kcal por porção de 30 gramas. Considerando que a tabela também indica que 2000 kcal equivalem a 8400 kJ, e sabendo que a embalagem contém 135 gramas de biscoito, assinale a alternativa que corresponde ao valor energético total dos biscoitos da embalagem, em Joules.

Termômetros são geralmente construídos utilizando-se álcool ou mercúrio, os quais se expandem ou contraem com a variação da temperatura. Além da faixa de temperatura em que permanece no estado líquido (0°C a 100°C), assinale a alternativa que indica outro motivo porque não são feitos termômetros utilizando água.

Um gás perfeito foi transferido de um recipiente de volume V para outro com volume 2V. Considerando que o sistema seja isobárico, assinale a alternativa que indica a correta variação na temperatura do gás.

Dois trilhos de trem consecutivos, de 10 metros de comprimento cada, estão separados por uma distância de 1 cm um do outro, à temperatura de 25 °C. Considerando que o coeficiente de expansão térmica do aço é de 12,5 ∙ 10^-6 °C^-1, assinale a alternativa que corresponde à temperatura a partir da qual eles se tocarão.

Um motor a combustão realiza trabalho por meio da expansão isobárica do combustível inflamado dentro do motor. Considerando um motor de motocicleta com volume interno de 250 centímetros cúbicos e uma rotação de 3500 rpm (ciclos expansão/contração por minuto), e que a cada ciclo a pressão interna é de 12 atmosferas (1 atm = 1,0 x 10⁵ N/m² ), calcular a potência deste motor.

Um objeto de alumínio (calor específico: 0,22 cal/g°C) com massa de 15 gramas, exposto ao sol, teve sua temperatura elevada de 15 °C para 50 °C. Assinale a alternativa correspondente à energia térmica absorvida, em Joules (considere 1 caloria = 4,2 Joules), pelo objeto.