Questões de Vestibular Comentadas por alunos sobre física térmica - termologia em física

Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determinou o equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4,2 J. Para isso, ele utilizou um dispositivo em que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente. Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de 2 ºC em 100 g de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa igual a 10 kg ao cair em queda livre de uma determinada altura. Essa altura, em metros, corresponde a:

Para obter energia térmica, com a finalidade de fundir determinada massa de gelo, produziu-se a combustão de um mol de gás butano (C₄H₁₀), a 1 atm e a 25 ºC. A reação de combustão desse gás é:

C₄H₁₀ (g) +13/2 O₂ (g)→ 4CO₂ (g) + 5H₂ O (l)

As entalpias-padrão de formação (ΔH) das substâncias citadas estão indicadas na tabela:

Considerando que a energia térmica proveniente dessa reação foi integralmente absorvida por um grande bloco de gelo a 0 ºC e adotando 320 J/g para o calor latente de fusão do gelo, a massa de água líquida obtida a 0 ºC, nesse processo, pelo derretimento do gelo foi de, aproximadamente,

“A temperatura dos oceanos está aumentando em ritmo mais rápido do que anteriormente estimado, ameaçando uma grande quantidade de espécies marinhas e podendo resultar na elevação do nível do mar, revelou um estudo de cientistas americanos e chineses divulgado nesta quinta-feira [10/01/2019]. As conclusões, divulgadas na revista Science, contrariam pesquisas anteriores que apontavam uma estagnação do aquecimento global nos últimos anos. (...) "O aquecimento dos oceanos é um indicador importante das mudanças climáticas, e temos provas robustas de que ocorre de modo mais rápido do que pensávamos (...) Em torno de 93% do excesso de calor – preso na atmosfera pelos gases causadores do efeito estufa provenientes de combustíveis fósseis – se acumula nos oceanos.(...) O aquecimento global existe e já tem grandes consequências.", enfatizaram em comunicado os autores do estudo, acrescentando que, se nada for feito para reduzir as emissões de gases causadores do efeito estufa, a temperatura nos primeiros 2 mil metros de profundidade nos oceanos aumentará 0,78 ºC até o fim do século.” (Fonte: Deutsche Welle.)
Um aumento de 1ºC na temperatura dos oceanos levaria à um grande aumento da quantidade da energia térmica na biosfera. Considere o volume total de água nos oceanos como sendo 1,5 ✕ 10⁹ km³ , e que a densidade da água é de 1 ✕ 10¹² kg/km³ com calor específico de 4 kJ/kgºC.
Como comparação: a bomba atômica Little Boy foi lançada na cidade japonesa de Hiroshima em 6 de agosto de 1945 que matou diretamente 70 mil pessoas em uma explosão de cerca de 15 ktons=60 ✕ 10⁹ kJ.
Caso o aumento de 1ºC de temperatura ocorra durante o período de transição de 100 anos,teremos uma acréscimos anual expressivo de energia térmica no planeta. Para dimensionar essa quantidade é interessante comparar com a energia emitida pela explosão de bombas atômicas.
Assinale a alternativa que corretamente apresenta o número de bombas atômicas como a Little Boy que corresponderiam à energia extra a cada ano acumulada na terra durante esse período de transição de 100 anos.

Em hotéis, é comum o aquecimento de água ser a gás ou outro combustível, sendo que para o chuveiro seguem dois canos: um com água natural e outro com água aquecida. Antes da saída do chuveiro, há um misturador, que homogeneíza a mistura. Considere que após o misturador, por falhas na qualidade do isolamento térmico dos canos, há passagem de calor para o ambiente antes de a água sair no chuveiro. Considerando esse sistema, é correto afirmar que

Dois blocos de materiais diferentes (ferro e concreto) e de mesma massa foram utilizados como amostras de um teste experimental. Os mesmos foram aquecidos, a partir da temperatura ambiente, por fontes térmicas idênticas, que transmitiram a mesma quantidade de calor aos blocos. Desconsiderando eventuais mudanças de estado, observou-se que o bloco de ferro sofreu maior variação de temperatura. Com relação às propriedades térmicas dos materiais em pauta, tal fenômeno é explicado pelo fato de o bloco de ferro apresentar