Questões de Concurso
Comentadas sobre física térmica - termologia em física
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Uma usina hipotética geradora de energia elétrica tem como característica a geração de energia pelos processos hidrelétrico e termelétrico, mas não simultaneamente. Por causa da natureza da geração hidrelétrica, a usina foi construída próxima de um rio.
A geração termelétrica só entra em operação em períodos de escassez de água na represa usada para movimentar as turbinas dos geradores ou em períodos de manutenção dos equipamentos da hidrelétrica.
Os geradores termelétricos operam a partir do calor produzido pela queima de carvão mineral. Na sala de geradores termelétricos, há um sistema de ventilação forçada que substitui equipamentos de ar condicionado, por conta de um melhor aproveitamento da energia consumida no local, e cuja função é manter a temperatura ambiente próxima de 23°C.
Um dos ambientes da usina está sendo criado para acomodar uma guilhotina elétrica a ser usada para corte de placas de cobre de um sistema de ionização usado em partes da planta industrial para tratamento da água, antes de retorná-la ao leito do rio.
O diagrama unifilar da iluminação da sala onde ficará a guilhotina está ilustrado na Figura I e a placa de especificações do motor da guilhotina está ilustrada na Figura II.
Um automóvel tem motor a explosão de quatro tempos (admissão, compressão, explosão, expulsão), conforme ilustrado na figura a seguir. Sobre este tema analise as afirmações abaixo:
I. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot depende do combustível utilizado.
II. O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot será maior quando o quociente entre a temperatura da fonte fria e da fonte quente em Kelvin for menor.
III. O motor a explosão é capaz de transformar toda a energia produzida na combustão em trabalho útil.
IV. Considere um motor a explosão cujo ciclo a quatro tempos pode ser assim idealizado: O ciclo inicia em A e a mistura ar-combustível (admissão) é comprimida adiabaticamente até o ponto B (compressão). Em seguida, a mistura é aquecida isobaricamente até o ponto C e expandida adiabaticamente até o ponto D (explosão). Os gases gerados são então resfriados isocoricamente até A (expulsão). O digrama p x v (pressão x volume) que representa este ciclo é
Está correto o que se afirma em
Um sistema termodinâmico pode passar do estado A ao estado B através de dois processos I e II mostrados no diagrama PV a seguir.
Se ΔUI , ΔUII são as variações de energia interna e ΔWI , ΔWII são os trabalhos realizados pelo sistema nos processos I e II, respectivamente,
Halliday e Resnick. Fundamentos de Física: gravitação, ondas e termodinâmica. v. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2009 (com adaptações).
A partir do texto acima, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de calor que uma amostra de gelo de massa m = 100 g a -10 °C deve absorver para passar ao estado líquido a 20 °C, sendo o calor específico do gelo (cgelo) igual a 2.220 J/kg.K, o calor específico da água (cágua) igual a 4.190 J/kg.K e o calor de fusão do gelo (LF) igual a 333 kJ/kg.
Com base nesse caso hipotético, assinale a alternativa que apresenta a energia liberada em forma de calor, em Joule, para a fonte fria a cada ciclo.
Com base nessa situação hipotética, assinale a alternativa que apresenta o intervalo de variação da energia interna (ΔEint), em kJ, do sistema durante todo o processo.
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 (tx), uma
temperatura na escala Celsius e o valor da temperatura
de -35 °C na escala X.
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:
Uma transformação que demonstra o trabalho realizado por um gás é dada pelo gráfico abaixo.
O ramo da física que pertence essa demonstração é intitulado
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
O calor específico do material que constitui o corpo, em J kg-1 K-1 , corresponde a
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
Sabe-se que, no processo de dilatação do objeto quadrado
homogêneo, sua entropia necessariamente aumenta.
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
Se houvesse um furo quadrado na chapa, ao aquecer-se essa
chapa, a área do furo seria aumentada exatamente na mesma
proporção do aumento da chapa.
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
O aumento da temperatura em qualquer um dos sistemas é
fruto do aumento desordenado das velocidades de seus átomos.
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
Considerando que os dois objetos estejam inicialmente
a uma mesma temperatura, se a temperatura de ambos for
homogeneamente aumentada em ΔT graus Celsius, a área
do quadrado feito de fios aumentará mais que a área da
chapa quadrada.
A figura precedente representa dois blocos A e B com
massas iguais a 6 kg e 4 kg, respectivamente, inicialmente em
repouso e ligados por um fio ideal (sobre uma roldana igualmente
ideal). O coeficiente de atrito entre A e o plano horizontal vale 0,4
e a aceleração da gravidade vale 10 m/s2
.
Com base nas informações apresentadas e assumindo que toda a energia dissipada pela força de atrito foi usada para aquecer o corpo A, julgue o item a seguir.
Se o corpo A é feito de material que apresenta calor específico
igual a 378 J/kgºC (Cobre), então, após ele ter sido arrastado
por 1cm, sua temperatura terá aumentado em mais de
0,1 milésimos de Kelvins.
Um material que sofre transição da fase sólida diretamente para a fase gasosa quando submetido à temperatura de 20 ºC foi inserido, a uma temperatura inicial de 15 ºC, em um ambiente fechado mantido à temperatura constante de 25 ºC, conforme ilustrado na figura anterior.
Assinale a opção que representa graficamente o comportamento da
temperatura, T, em função do calor, Q, absorvido do meio por esse
material a partir do momento em que foi inserido no ambiente
descrito.
Analise a seguinte frase: “A entropia do universo aumenta em um processo espontâneo e mantém se invariável em um processo de equilíbrio”
Esta frase corresponde a:
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