Questões Militares Comentadas sobre física térmica - termologia em física

Observe a figura a seguir.

Dois corpos A e B são aquecidos separadamente por fontes de calor idênticas. A massa do corpo A é 200g e a do corpo B é 800g. Analisando o gráfico, que mostra a temperatura do corpo em função do tempo de ação da fonte, verifica-se que o calor específico do corpo A (C_A) e o calor específico do corpo B (C_B) obedecem a relação

observe a figura a seguir.

Uma certa massa de gás ideal encontra-se inicialmente no estado termodinâmico 1, indicado no diagrama PV acima. Em seguida, essa massa gasosa sofre uma expansão isotérmica até atingir o estado 2, logo depois uma compressão adiabática até o estado 3 e retornando ao estado 1 através de uma compressão isobárica. Sobre a série de transformações, pode-se dizer que,

Um recipiente cilíndrico fechado contém 60,0 litros de oxigênio hospitalar (O₂) a uma pressão de 100 atm e temperatura de 300 K. Considerando o O₂ um gás ideal, o número de mols de O₂ presentes no cilindro é

Dado: constante gás ideal

Numa região onde atua um campo magnético uniforme  vertical, fixam-se dois trilhos retos e homogêneos, na horizontal, de tal forma que suas extremidades ficam unidas formando entre si um ângulo θ .

Uma barra condutora AB, de resistência elétrica desprezível, em contato com os trilhos, forma um triângulo isósceles com eles e se move para a direita com velocidade constante  , a partir do vértice C no instante t₀ = 0, conforme ilustra a figura abaixo. 

                       

Sabendo-se que a resistividade do material dos trilhos não varia com a temperatura, o gráfico que melhor representa a intensidade da corrente elétrica i que se estabelece neste circuito, entre os instantes t₁ e t₂, é  

Um cilindro adiabático vertical foi dividido em duas partes por um êmbolo de 6,0 kg de massa que pode deslizar sem atrito. Na parte superior, fez-se vácuo e na inferior foram colocados 2 mols de um gás ideal monoatômico. Um resistor de resistência elétrica ôhmica R igual a 1 Ω é colocado no interior do gás e ligado a um gerador elétrico que fornece uma corrente elétrica i, constante, de 400 mA, conforme ilustrado na figura abaixo. 

                              

Fechando-se a chave Ch durante 12,5 min, o êmbolo desloca-se 80 cm numa expansão isobárica de um estado de equilíbrio para outro. Nessas condições, a variação da temperatura do gás foi, em °C, de

Deseja-se aquecer 1,0 L de água que se encontra inicialmente à temperatura de 10 °C até atingir 100 °C sob pressão normal, em 10 minutos, usando a queima de carvão. Sabendo-se que o calor de combustão do carvão é 6000 cal/g e que 80% do calor liberado na sua queima é perdido para o ambiente, a massa mínima de carvão consumida no processo, em gramas, e a potência média emitida pelo braseiro, em watts, são

Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13.10^-6 °C^-1. Portanto, pode-se concluir que

Os gráficos a seguir representam transformações gasosas nas quais pelo menos uma das grandezas: temperatura, pressão ou volume permanece constante. Analise‐os.

     

As transformações I, II e III são respectivamente:

Na tabela a seguir estão representados os coeficientes de dilatação linear de alguns metais; analise‐os.

                                 

Considere que uma chapa constituída por um desses metais foi aquecida em 25°C e sofreu um aumento de 0,12% em sua área. O metal em questão é:

Fossas abissais ou oceânicas são áreas deprimidas e profundas do piso submarino. A maior delas é a depressão Challenger, na Fossa das Marianas, com 11.033 metros de profundidade e temperatura da água variando entre 0 °C e 2 °C. De acordo com o texto, pode-se dizer que a pressão total sofrida por um corpo que esteja a uma altura de 33m acima do solo dessa depressão e a variação de temperatura na escala absoluta (Kelvin) valem, respectivamente 

Dados:

dágua = 1000 kg/m3

g = 10 m/s2

Patm = 1,0.105 N/m2

                      

Um êmbolo está conectado a uma haste, a qual está fixada a uma parede. A haste é aquecida, recebendo uma energia de 400 J. A haste se dilata, movimentando o êmbolo que comprime um gás ideal, confinado no reservatório, representado na figura. O gás é comprimido isotermicamente.  

Diante do exposto, o valor da expressão: Pf - Pi /Pf é

Dados:

• pressão final do gás: Pf ;

• pressão inicial do gás: Pi ;

• capacidade térmica da haste: 4 J/K;

• coeficiente de dilatação térmica linear da haste: 0,000001 K-1 .  

As turbinas a vapor da propulsão nuclear de um submarino possuem um rendimento de 15% e são capazes de produzir uma potência mecânica constante de 40MW nos eixos rotativos. Se essa potência é entregue em 3,0 minutos, observa-se que a variação de entropia do sistema vapor-turbinas é (1/12) GJ/K . A temperatura, em °C, do vapor superaquecido produzido pelo reator nuclear vale, aproximadamente 

Numa expansão muito lenta, o trabalho efetuado por um gás num processo adiabático é

em que P, V, T são, respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura do gás, e γ uma constante, sendo os subscritos 1 e 2 representativos, respectivamente, do estado inicial e final do sistema. Lembrando que PV^γ é constante no processo adiabático, esta fórmula pode ser reescrita deste modo:

O gás natural possui calor de combustão de 37MJ/m³. Considerando um rendimento de 100% no processo, o volume, em litros, de gás natural consumido, ao elevar de 20°C para 30°C a temperatura de uma chaleira de cobre com massa 0,50 kg contendo 5,0 kg de água, é

 Dados: calor específico do cobre: 0,39 kJ/kg°C; calor específico da água: 4,18 kJ/kg°C.

O diagrama PV da figura mostra, para determinado gás ideal, alguns dos processos termodinâmicos possíveis. Sabendo-se que nos processos AB e BD são fornecidos ao gás 120 e 500 joules de calor, respectivamente, a variação da energia interna do gás, em joules, no processo ACD será igual a

O estudo da calorimetria e das leis da termodinâmica nos dá explicações para vários fenômenos encontrados na natureza. Considere o seguinte texto que apresenta a explicação, do ponto de vista dessas áreas da Física, para a formação das nuvens:

Quando uma porção de ar aquecido sobe, contendo água que acabou de __________ da superfície, passa a estar submetida a uma pressão cada vez __________. A rápida variação na pressão provoca uma rápida expansão do ar junto com uma redução de seu/sua __________. Essa rápida expansão é considerada __________, isto é, sem troca de calor com sua vizinhança, porque ocorre muito rapidamente. O gás em expansão __________ energia interna ao se expandir, e isso acarreta seu resfriamento até atingir uma temperatura na qual a quantidade de vapor de água é suficiente para saturar o ar naquele ponto e assim formar as nuvens.

Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente.

Em uma fábrica, uma máquina térmica realiza, com um gás ideal, o ciclo FGHIF no sentido horário, conforme o desenho abaixo. As transformações FG e HI são isobáricas, GH é isotérmica e IF é adiabática. Considere que, na transformação FG, 200 kJ de calor tenham sido fornecido ao gás e que na transformação HI ele tenha perdido 220 kJ de calor para o meio externo.

A variação de energia interna sofrida pelo gás na transformação adiabática IF é

                        

Ao estudar as transformações termodinâmicas, um aluno lê a seguinte anotação em um livro:

A partir da expressão de dilatação linear pode-se dizer que o coeficiente de dilatação linear (α) pode possuir como unidade

A figura representa o botão controlador da temperatura de um forno. Considere que na posição “LOW” a temperatura, no interior do forno, atinja 300°F e na posição “HI” atinja 480°F e que ocorra um aumento contínuo da temperatura entre esses dois pontos.

                        

Assim, para se obter a temperatura de 160°C, deve-se ajustar esse botão na posição: