Questões de Concurso Comentadas sobre física térmica - termologia em física

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Q3807886 Física
O airbag de um veículo funciona através de um sistema de sensores que detectam uma desaceleração abrupta em caso de impacto. Esses sensores enviam um sinal para uma unidade de controle que, por sua vez, aciona uma cápsula geradora de gás. Pelo calor gerado por uma pequena faísca, o composto químico conhecido como azida de sódio (NaN₃) se decompõe no interior do inflador rapidamente, liberando uma grande quantidade de gás nitrogênio (N₂) em poucos milissegundos e alcançando uma pressão de pico no interior da bolsa.
Após o disparo, o gás começa a se resfriar e a pressão diminui gradualmente até se igualar à pressão atmosférica. 
                                                              Imagem associada para resolução da questão Durante esse intervalo, o volume do airbag pode ser considerado constante e a quantidade de gás não se altera, caracterizando uma transformação isocórica (P/T = constante), admitindo que o gás no interior da bolsa se comporte como um gás ideal.
Assuma uma bolsa de airbag com capacidade de 80 L, que infla à temperatura de 27 °C e alcança uma pressão máxima de 249 kPa (absoluta). Assinale a alternativa que indica o número de mols de gás contido no airbag no instante do pico de pressão e a temperatura final quando a pressão interna se iguala à pressão atmosférica.
(Dados: R ≈ 8,3 J/(mol.K), 1 atm ≈ 1 × 10⁵ Pa).
Alternativas
Q3807814 Física
Em um sistema isolado, no qual um motor elétrico aciona um gerador, que por sua vez carrega uma bateria, ocorrem diversas transformações energéticas. O princípio fundamental da Física que rege essa sucessão de alterações entre as diferentes formas de energia         
Alternativas
Q3799142 Física
Durante uma aula prática sobre Termodinâmica, um professor de Física apresenta a seus alunos três experimentos distintos com um gás contido em um cilindro provido de pistão móvel, com o objetivo de discutir o princípio da conservação de energia em sistemas termodinâmicos.

Pondere que, em todas as situações, o sistema é ideal: o gás é perfeito, o cilindro e o pistão não trocam calor com o ambiente além do indicado, o atrito é desprezível.

Nos experimentos, o professor observa:

– Situação 1: O pistão se move lentamente enquanto o gás mantém temperatura constante.

– Situação 2: O cilindro é isolado termicamente, o gás se expande realizando trabalho sobre o pistão.

– Situação 3: O pistão é travado, impedindo a variação de volume, enquanto o gás recebe calor de uma fonte externa.

Com base nessas observações e na Primeira Lei da Termodinâmica, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q3787071 Física
A água pode ser encontrada na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Quando deixamos um cubo de gelo fora do congelador e ele derrete, transformando-se em água líquida, ocorre uma mudança de estado físico chamada de: 
Alternativas
Q3762516 Física
Durante uma aula prática de física, os alunos realizaram experimentos a respeito de trocas de calor e observaram fenômenos ligados ao calor específico e à mudança de fase. O professor destacou que o calor pode ser transferido por condução, convecção ou radiação, e que a energia térmica sempre flui espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio, até que se atinja o equilíbrio térmico.
Com base nesse situação hipotética e considerando os dados a seguir, julgue o item seguinte.
Se necessário, utilize:

• calor específico da água = 1 cal / (g.°C) • calor específico do alumínio = 0,22 cal/ (g . °C  )


Considere um bloco de alumínio de 200 g, inicialmente a 80 °C, colocado em contato térmico com 100 g de água a 20 °C, dentro de um recipiente isolado. Admitindo ausência de perdas de calor para o ambiente, o equilíbrio térmico será atingido na temperatura final de 115/3°c.
Alternativas
Q3707656 Física
Julgue as sentenças abaixo como VERDADEIRAS (V) ou FALSAS (F).

( ) A segunda lei da termodinâmica afirma que em processos irreversíveis a entropia total do universo aumenta.
( ) O rendimento de uma máquina térmica real é sempre inferior ao de uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas.
( ) O zero absoluto (0 K) é alcançável por processos finitos de resfriamento.

A sequência correta é:
Alternativas
Q3647071 Física
No estudo das transformações termodinâmicas, a relação entre pressão e volume em um processo isotérmico de gás ideal conduz a uma equação que fundamenta o comportamento inversamente proporcional dessas variáveis. Tal equação (P.V = k) é conhecida como:
Alternativas
Q3632819 Física

Um sensor de temperatura resistivo apresenta resistência ôhmica de 100 Ω a 0 °C e um coeficiente de variação de temperatura perfeitamente linear e igual a 0,025Ω/°C em uma faixa entre –500 °C e 800 °C. Em uma determinada medição, verificou-se que a resistência ôhmica do sensor era de 102,30 Ω.


Nessa condição, a temperatura do sensor é, aproximadamente,

Alternativas
Q3587538 Física
Uma cozinheira inexperiente quer planejar as ações que pode desenvolver em paralelo durante o preparo de uma macarronada. Para estimar o tempo para ferver (100 ºC) os 3 L de água necessários para o cozimento do macarrão, ela verifica a temperatura ambiente (24 ºC) e a potência de seu fogão (2.100 W).
Se considerar a densidade da água igual a 1 kg/L e o calor específico da água igual a 4,2 J/(g.ºC), ela terá aproximadamente quantos minutos para preparar o molho até a fervura da água, ou seja, até a água atingir 100 ºC?
Alternativas
Q3587536 Física
O diagrama a seguir sintetiza as etapas de funcionamento do motor, os processos envolvidos e a variação das grandezas pressão e volume:


Imagem associada para resolução da questão



Denominado ciclo de Otto, o diagrama permite identificar as várias transformações ocorridas durante um ciclo do motor. Sobre os processos representados, é correto afirmar que _________ é uma transformação do tipo _________.

As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por:

Alternativas
Q3578411 Física
Uma máquina térmica executa quatro processos termodinâmicos no intervalo de tempo t = 1,0 s: processo de A até B, chamado processo AB; processo de B até C, chamado processo BC; processo de C até D, chamado processo CD e processo de D até A, chamado processo DA. Cada estado termodinâmico pode ser representado por um ponto que contém valores de pressão e volume, como mostra a tabela a seguir:


Imagem associada para resolução da questão


A partir desta tabela foi elaborado um diagrama, como apresentado abaixo. 


Imagem associada para resolução da questão


A partir destas informações podemos afirmar sobre esta máquina térmica:
Alternativas
Q3541140 Física
Uma amostra de 2,0 mols de um gás ideal inicialmente ocupa um volume de 10,0 L a uma temperatura de 300 K e pressão P1. O gás passa por um processo em três etapas:

1. expansão isotérmica: o gás duplica seu volume à temperatura constante;
2. compressão isocórica: a pressão do gás triplica, sem variação de volume;
3. aquecimento isocórico: o gás é aquecido até que sua temperatura alcance 1200 K e sua pressão duplique.

Qual será a pressão do gás após a terceira etapa?
Dados: R = 0,08atm.L/mol.K 
Alternativas
Q3541131 Física
O comprimento de uma barra metálica varia com a temperatura de acordo com a função quadrática:

L(T)=L0.(1 + αT+ βT2 ), em que:
• L0 = 2,0m é o comprimento inicial da barra a T = 0 ºC;
• α = 1,5.10−5ºC−1 é o coeficiente de dilatação linear;
• β = 3,0.10−8°C−2 é um fator de correção térmica.

Diante disso, qual será o comprimento da barra quando a temperatura atingir 500 °C? 
Alternativas
Q3541130 Física
A potência fornecida por uma fonte de calor depende do tempo conforme a função P(t) = 100 + 20t, em que t está em minutos e P em Watts. Essa fonte é usada para aquecer uma amostra de água, aumentando sua temperatura em 75 ºC ao longo de 5 minutos. Considere que toda a energia fornecida pela fonte tenha sido transferida integralmente para a amostra. Tendo isso em vista, determine a massa da amostra em gramas e assinale a alternativa correta.
Dados: Calor específico da água:1 cal/gºC. 1 cal = 4 J.
Alternativas
Q3532489 Física
Um aquecedor elétrico cuja resistência elétrica é de R = 7,33 Ω, é usado como fonte de calor para aquecer uma quantidade de 10 litros de água, que inicialmente encontra-se 18 oC. Este aquecedor deverá ser alimentado com uma tensão de 220 V e quando na potência máxima consume aproximadamente 30 A de corrente elétrica. Se este aquecedor ficar ligado por 5 minutos, qual é a temperatura que a água atinge?

Note e adote:
cágua ~ 4,2 kJ/kg.K
dágua = 1 
Alternativas
Q3531385 Física
Um físico transferiu uma massa de gás perfeito à temperatura de 18,7 °C para outro recipiente com volume 12% maior. Ele teve de aquecer o gás para manter a pressão constante. Considerando o comportamento ideal do gás, o aquecimento necessário foi de aproximadamente
Alternativas
Q3531384 Física
A “matka”, como é chamado o pote de barro na Índia, é utilizada para conservar a água a uma temperatura menor do que a ambiente. A explicação para esse fenômeno é:
Alternativas
Q3531383 Física
Uma barra de zinco e uma de alumínio têm o mesmo comprimento à temperatura de 0 °C. A 150 °C, seus comprimentos diferem de 0,3 cm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do zinco é igual a 26 x 10-6 °C-1 e o do alumínio vale 22 x 10-6 °C-1. O comprimento das barras a 0 °C é igual a
Alternativas
Q3531382 Física
Em uma cidade, onde a pressão atmosférica vale 1 atm, observou-se que a coluna de mercúrio de um termômetro mede 5,0 cm quando em equilíbrio térmico com gelo em fusão, e 15,0 cm quando em equilíbrio térmico com água em ebulição. Quanto mediria a coluna a 25°C?
Alternativas
Q3531246 Física
Um motor térmico, com fluido de trabalho dado por um gás ideal monoatômico, percorre um ciclo termodinâmico, constituído por três processos quase estáticos AB, BC e CA, representados no diagrama P×V a seguir.  


A partir das informações fornecidas pela situação hipotética precedente, julgue o próximo item. 

A variação de entropia por mol de fluido de trabalho no processo CA é igual a - 5/2 R ln 3, em que R corresponde à constante universal dos gases. 
Alternativas
Respostas
21: B
22: D
23: D
24: A
25: C
26: A
27: D
28: D
29: E
30: C
31: E
32: C
33: C
34: B
35: D
36: D
37: A
38: D
39: D
40: C