Questões de Vestibular de Física - Calorimetria

O calor e suas formas de propagação se manifestam em diversas situações tanto na Natureza quanto nas atividades humanas. Assim, fenômenos aparentemente muito diferentes são semelhantes, quando analisados mais detidamente. Veja-se, por exemplo: A energia do Sol que aquece nosso Planeta e a energia emitida pelo magnetron do forno de microondas, que aquece os alimentos colocados em seu interior, são fenômenos que envolvem propagação de calor. Pode-se afirmar que as formas de propagação de energia entre o Sol e a Terra e entre o magnetron e os alimentos são, respectivamente

O fenômeno da miragem, comum em desertos, ocorre em locais onde a temperatura do solo é alta. Raios luminosos chegam aos olhos de um observador por dois caminhos distintos, um dos quais parece proveniente de uma imagem especular do objeto observado, como se esse estivesse ao lado de um espelho d’água (semelhante ao da superfície de um lago).

Um modelo simplificado para a explicação desse fenômeno é mostrado na figura abaixo.



O raio que parece provir da imagem especular sofre refrações sucessivas em diferentes camadas de ar próximas ao solo.
Esse modelo reflete um raciocínio que envolve a temperatura, densidade e índice de refração de cada uma das camadas.

O texto abaixo, preenchidas suas lacunas, expõe esse raciocínio.

“A temperatura do ar ___________________ com a altura da camada, provocando _________________ da densidade e _________________ do índice de refração; por isso, as refrações sucessivas do raio descendente fazem o ângulo de refração ______________ até que o raio sofra reflexão total, acontecendo o inverso em sua trajetória ascendente até o olho do observador”.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.

O tereré, bebida típica de Mato Grosso do Sul, é uma tradição em qualquer roda de amigos, sendo sempre servido bem gelado. Para o seu preparo, é utilizada uma garrafa térmica de capacidade térmica C = 50 cal/°C, com 3,0 l de água a 10 °C e 0,3 kg de gelo a 0 °C. Após algum tempo, a água atinge o equilíbrio térmico, sendo colocada na guampa com a erva e a bomba para o tereré ser servido. Considere que não houve troca de calor do interior da garrafa com o meio externo, com a erva e com a guampa. Quando alguém vai tomar o tereré, a temperatura da água é de aproximadamente:
(Dados: densidade da água d_água= 1,0 g / cm³ ,calor específico da água C_água= 1,0 cal l g. ºC, calor latente de fusão do gelo L_{fusão = 80 cal / g).}

Problemas respiratórios, sangramento pelo nariz, irritação nos olhos e ressecamento de mucosas e da pele são algumas das consequências à saúde humana, provocadas pela baixa umidade relativa do ar, conforme avaliação da Organização Mundial de Saúde (OMS). Alguns desses sintomas podem ter sido comuns em Dourados na tarde do dia 19 de setembro de 2017, quando a estação agrometeorológica da Embrapa Agropecuária Oeste registrou que a umidade relativa do ar mínima atingiu 8%. Foi o menor nível do ano na cidade, que ainda registrou temperatura máxima de 35°C.

Dados:

Pressão de vapor da água a 35°C é 5,6 x 10³ Pa

Constante universal dos gases é 8,314 Pa.m³/mol.K

Considerando um quarto de 36 m³ com temperatura e umidade relativa do ar referentes ao dia 19 de setembro de 2017, a massa de vapor de água presente será de