Questões de Concurso Sobre termologia/termometria em física

Uma certa massa de gás ideal está num estado termodinâmico em que a pressão vale P₀, o volume vale V₀, e a temperatura vale T₀. Essa massa de gás sofre um processo termodinâmico, e o volume passa a ser V, a pressão passa a ser P, e a temperatura passa a ser T. Sabe-se que P = 4P₀ e T = 2T₀. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do volume V em função do volume V₀.

Um estudante de engenharia da UFRJ regulou a pressão do pneu traseiro da sua moto, próximo da sua casa, em 20 libras por polegada quadrada (psi). Com um termômetro infravermelho, ele verificou que a temperatura do ar nos pneus era de 27°C. Ao chegar na UFRJ, ele mediu novamente a temperatura do pneu traseiro e verificou que a temperatura tinha subido 15°C. Assumindo que o volume do pneu não foi alterado, o estudante pode estimar que a pressão do pneu, ao chegar na UFRJ, era de:

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 estudante está investigando a viabilidade de construir um termômetro para medir temperaturas de 100ºC a 300ºC apenas com uma barra de metal e uma escala métrica. Ela planeja que a partir de 100ºC, o comprimento da barra aumente em 0,5 mm a cada 1 ºC de aumento de temperatura. Para que essas especificações sejam satisfeitas, assinale a alternativa que apresenta qual deveria ser o comprimento da barra a 100ºC. Considere que o coeficiente de dilatação linear do latão para a faixa de temperatura desejada para o termômetro é constante e igual a 2,0 ⨉ 10^-5 ºC^-1 . Diante do exposto, assinale a alternativa correta. 

A variação da incidência de radiação solar sobre a superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados:

	Densidade (m3kg​)	Calor específico (g ºCJ​)
Água	1 000	4,2
Concreto	2 500	0,8

ROMERO, M. A. B. et al. Mudanças climáticas e ilhas de calor urbanas. Brasília: UnB; ETB, 2019 (adaptado).

A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de

O eixo de rotação da Terra apresenta uma inclinação em relação ao plano de sua órbita em torno do Sol, interferindo na duração do dia e da noite ao longo do ano.

Uma pessoa instala em sua residência uma placa fotovoltaica, que transforma energia solar em elétrica. Ela monitora a energia total produzida por essa placa em 4 dias do ano, ensolarados e sem nuvens, e lança os resultados no gráfico.

Disponível em: www.fisica.ufpr.br. Acesso em: 27 maio 2022 (adaptado).

Próximo a que região se situa a residência onde as placas foram instaladas?

No Ensino de Física é comum que o professor se depare com concepções alternativas construídas pelos alunos ao longo de sua vida e que por vezes se constituem como obstáculos para a aprendizagem de conceitos científicos. Particularmente ao ensino dos fenômenos térmicos, uma afirmação que expressa uma dessas concepções é: 

Considere-se uma barra de aço com 10 cm de comprimento, 6 cm² de área de seção transversal retangular e cujas extremidades sejam submetidas a temperaturas constantes e diferentes, 20 ℃ em uma extremidade e 130 ℃ em outra. Nessa hipótese, sabendo-se que a condutividade térmica do aço vale 1,1 × 10⁻² kcal ∙ m ∙ ℃ ∙ s⁻¹, após alcançado o estado estacionário, o valor do fluxo de calor na barra, devido ao processo de transmissão de calor por condução, é

Numa noite fria, o termômetro estava marcando a temperatura de 12,2 ºF. Na escala termométrica Celsius, essa temperatura, equivale a: 

Uma pessoa mede a temperatura do motor de um carro pela manhã, antes de ligá-lo, e constata que é o mesmo valor da temperatura ambiente de 25°C. Após colocar o motor para funcionar, a pessoa mede a temperatura novamente e registra o valor de 194°F. A variação de temperatura sofrida pelo motor foi de:

Os lasers (amplificação da luz por emissão estimulada de radiação) utilizados em termômetros podem ser desligados sem prejuízo da medição de temperatura. Isso deve-se ao fato de que a luz emitida serve apenas para indicar ao operador do termômetro qual região da superfície do corpo está sendo medida: o laser opera, portanto, apenas como a mira para indicar a região de interesse cuja temperatura avaliada.
Pergunte ao CREF (Centro de Referência para o Ensino de Física) Internet: <www.if.ufrgs.br/novocref/> (com adaptações).

Acerca do termômetro infravermelho e sua utilização com laser, assinale a opção correta.

Em um laboratório foi analisado o comportamento de duas barras metálicas diferentes quando suas temperaturas variam em 104° F. Sabe-se que o comprimento da barra B é o dobro do comprimento da barra A e que o coeficiente de dilatação superficial da barra B vale 3/4 do coeficiente de dilatação linear da barra A.

Sendo assim, sobre a dilatação linear, é correto afirmar que:

Um chuveiro é aquecido de 20 °C para 60 °C. A variação de temperatura sofrida pelo chuveiro, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de:

    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.

Considere um cilindro no qual está contido um gás. O cilindro tem um êmbolo móvel, e a sua extremidade inferior está tampada. Este cilindro é mergulhado em água, que é aquecida por meio de um bico de Bunsen, conforme ilustrado na figura abaixo.


Os dados coletados durante um experimento estão expressos na tabela abaixo:


Segundo a lei de Charles, a relação entre o volume e a temperatura, à pressão constante, é linear: V = kT. De acordo com os dados da tabela, o valor dessa constante k, em ml/K, é aproximadamente:

Um pequeno aquecedor elétrico de imersão de 200 watts de potência foi usado para aquecer 240g de água durante 4 minutos. A variação da temperatura dessa quantidade de água, neste intervalo de tempo foi de: (Dados: Calor específico da água igual a 1 cal/g°C, 1 cal = 4 J).

Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols.

Equação da energia interna

Onde:

U: energia interna do gás

n: número de mol do gás

R: constante universal dos gases perfeitos

T: temperatura absoluta (kelvin)

A energia interna em kJ de 2 mols de um gás perfeito na temperatura de 27°C é, em kJ,

Dado:

R = 8,31 J/mol . K

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?

O controle de um determinado processo industrial exige o monitoramento de um pequeno intervalo de temperaturas. Para isto, foi construído um termômetro com uma escala linear X. Nesta escala, 0 °X corresponde a 20,000 °C, e 100,00 °X corresponde a 20,500 oC.

O valor em °X correspondente a 20,150 °C é