Questões de Vestibular Sobre física térmica - termologia em física

Em atividades esportivas, como os jogos de copa do mundo, o corpo do atleta tem sua temperatura aumentada e há produção de suor, que ao evaporar transfere calor do corpo para o vapor d’água na atmosfera. Nesse caso, há um processo termodinâmico em que

A Figura 5 ilustra o processo termodinâmico ABCA realizado por um gás. Sabe-se que V₁ = 2,0l e V₂ = 3V_1. Além disso, P₁ = 2000Pa e P₂ = 4P_1.

Assinale a alternativa que representa o trabalho realizado pelo gás, neste ciclo.

Considere as afirmações sobre a troca de calor e de matéria em sistemas termodinâmicos.

I. Sistemas abertos trocam calor e matéria com seu entorno.

II. Sistemas fechados só trocam calor com seu entorno.

III. Sistemas isolados não trocam calor e nem matéria com seu entorno.

IV. Em um processo adiabático, o sistema é considerado fechado.

V. Nem todo organismo vivo é um exemplo de sistema aberto.

Assinale a afirmativa correta.

Deseja-se construir uma chaleira elétrica de tal maneira que 1,0l de água, ao nível do mar, inicialmente a 20^oC, entre em ebulição em 1,0 minuto.

Assinale a alternativa que corresponde à potência elétrica desta chaleira.

A energia necessária para aquecer uma certa massa de água é a mesma nos seguintes casos:

Considere o enunciado de uma lei da termodinâmica, que diz “se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, estarão em equilíbrio térmico entre si”. Assim, é correto afirmar que no equilíbrio térmico

Uma amostra de gás ideal está aprisionada em uma seringa de vidro que está em contato térmico com o meio ambiente. Lentamente, o êmbolo é pressionado (sem deixar escapar gás) até que o volume do gás diminui à metade e a sua pressão é dobrada.

Sobre a temperatura T do gás e o sinal do trabalho realizado por ele, nesse processo, conclui-se que

Em um trecho do ciclo executado por uma máquina térmica, um gás recebe uma quantidade de calor Q = 120J ao se expandir, e executa um trabalho W = 80 J. Nesse trecho, a energia interna do gás

Uma amostra de um gás ideal ocupa, inicialmente, um volume V₀ , sendo sua temperatura T₀ e pressão 3P₀ . O gás sofre uma transformação em duas etapas. Na primeira etapa, a pressão do gás passa de 3P₀ para 2P₀ mantendo o volume do gás constante igual a V₀ e atingindo a temperatura final T₁ . Na segunda etapa, o volume do gás muda para 2V₀ , mantendo pressão do gás constante em 2P0 e atingindo a temperatura final T₂. As relações entre T₀ , T₁ e T₂ são:

Uma máquina térmica que opera, segundo o ciclo de Carnot, executa 10 ciclos por segundo. Sabe-se que, em cada ciclo, ela retira 800 J da fonte quente e cede 400 J para a fonte fria. Se a temperatura da fonte fria é igual a 27 °C, o rendimento dessa máquina e a temperatura da fonte quente valem, respectivamente,

Considere a seguinte figura:

Fonte: http://www.aerospaceweb.org/question/atmosphere/q0291.shtml

A cena resume, fotograficamente, o momento mais marcante do filme “2001, uma Odisseia no Espaço”, de Stanley Kubrick. É o momento em que o astronauta David Bowman entra na nave-mãe (nave esférica maior) após acoplar, por avizinhamento, seu módulo de voo (nave esférica menor). A cena mostra o astronauta prestes a entrar na nave sem o capacete característico do traje espacial. A cena de entrada dura menos de 10 segundos. É correto afirmar que o astronauta, caso esse fosse um acontecimento real,

Um estudante monta um dispositivo termométrico utilizando uma câmara, contendo um gás, e um tubo capilar, em formato de “U”, cheio de mercúrio, conforme mostra a figura. O tubo é aberto em uma das suas extremidades, que está em contato com a atmosfera.


Inicialmente a câmara é imersa em um recipiente contendo água e gelo em fusão, sendo a medida da altura h da coluna de mercúrio (figura) de 2cm. Em um segundo momento, a câmara é imersa em água em ebulição e a medida da altura h da coluna de mercúrio passa a ser de 27cm. O estudante, a partir dos dados obtidos, monta uma equação que permite determinar a temperatura do gás no interior da câmara (θ), em graus Celsius, a partir da altura h em centímetros. (Considere a temperatura de fusão do gelo 0°C e a de ebulição da água 100°C).
Assinale a alternativa que apresenta a equação criada pelo estudante.

Uma das formas de transformar calor em trabalho é por meio de máquinas térmicas. Um recipiente completamente fechado contendo um gás ideal, em que uma de suas faces, em forma de um êmbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direção é um sistema termodinâmico simples que pode servir para exemplificar uma máquina térmica. Nesse exemplo, quando uma fonte de calor fornece energia ao gás, dependendo das condições, as transformações podem fazer com que o êmbolo se mova, realizando um trabalho. Na figura (A), está indicada a situação inicial de um gás ideal em condições de temperatura (T₀), volume (V₀) e pressão (P₀), com o êmbolo recebendo uma resistência externa (R₀) e, na figura (B), estão indicadas as condições finais após o gás receber calor, sofrer um aquecimento e uma expansão, com temperatura (T_F), volume (V_F), pressão (P_F) e recebendo uma resistência externa (R_F).

Considerando-se que, no caso da figura, as forças de resistências inicial (R₀) e final (R_F) são diferentes, é correto afirmar que

Um dos meios de transporte de cargas mais popular de tempos atrás era conhecido como carro de bois. Suas rodas eram fabricadas de madeira e revestidas por um aro de ferro que garantia sustentabilidade e durabilidade. Considere uma dessas rodas de madeira com um diâmetro de 100cm, tendo que ser revestida com um aro de ferro com diâmetro 5mm menor que o da roda. A qual temperatura, aproximadamente, devemos submeter o aro para que o mesmo caiba na roda? Dado: considere o coeficiente de dilatação linear do ferro α = 12 x 10^-6°C ^-1 .

Considere que uma massa de água M_A, inicialmente numa temperatura de 90°C, seja despejada em um recipiente isolante térmico contendo uma outra massa de água Mb, a 10°C. Isolado termicamente do meio ambiente, o sistema composto pelos dois líquidos atinge, depois de um certo tempo, a temperatura de equilíbrio de 60°C. |ΔU_A| e |ΔU_B| representam, respectivamente, os valores absolutos das variações de energia interna de cada uma das massas d'água nesse processo.

As relações entre |ΔU_A| e |ΔU_B| e entre as massas M_A e M_B são:

O gráfico 1 mostra a variação da pressão atmosférica em função da altitude e o gráfico 2 a relação entre a pressão atmosférica e a temperatura de ebulição da água.

Considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/(g·ºC), para aquecer 200 g de água, de 20 ºC até que se inicie a ebulição, no topo do Pico da Neblina, cuja altitude é cerca de 3000 m em relação ao nível do mar, é necessário fornecer para essa massa de água uma quantidade de calor de, aproximadamente,

Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema

Furacões são sistemas físicos que liberam uma enorme quantidade de energia por meio de diferentes tipos de processos, sendo um deles a condensação do vapor em água. De acordo com o Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico, um furacão produz, em média, 1,5 cm de chuva por dia em uma região plana de 660 km de raio. Nesse caso, a quantidade de energia por unidade de tempo envolvida no processo de condensação do vapor em água da chuva é, aproximadamente,
Note e adote:
π =3. Calor latente de vaporização da água: 2 x 10⁶ J/kg.
Densidade da água: 10³ kg/m³.
1 dia = 8,6 x 10⁴ s. 

Um fabricante de acessórios de montanhismo quer projetar um colchão de espuma apropriado para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. Considere que a taxa de transferência de calor ao solo por uma pessoa dormindo confortavelmente seja 90 kcal/hora e que a transferência de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusivamente pelo mecanismo de condução térmica através da espuma do colchão. Nestas condições, o gráfico representa a taxa de transferência de calor, em J/s, através da espuma do colchão, em função de sua espessura, em cm.

Considerando 1 cal = 4 J, a menor espessura do colchão, em cm, para que a pessoa durma confortavelmente é

Para explicar o princípio das trocas de calor, um professor realiza uma experiência, misturando em um recipiente térmico 300 g de água a 80 °C com 200 g de água a 10 °C.

Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e para o meio externo, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura, em °C, é igual a: