Questões de Concurso
Sobre física térmica - termologia em física
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Um gás ideal sofre um processo no qual P = αV2
Assinale a alternativa que indica o valor correto do trabalho realizado pelo gás ao expandir de V0 até 2V0
Um professor de Física apresenta aos alunos a situaçãoproblema a seguir. “Um bloco de gelo a 0 °C é colocado em um calorímetro ideal contendo água líquida também a 0 °C.
O sistema é isolado termicamente do ambiente, mantido à pressão atmosférica e deixado em repouso por tempo prolongado.” Três alunos apresentam previsões diferentes:
• Aluno 1: “Nada acontecerá, pois ambos estão na mesma temperatura e não há diferença térmica para promover transferência de calor.”
• Aluno 2: “O gelo derreterá parcialmente, pois o estado líquido é termodinamicamente mais estável que o sólido à pressão atmosférica, mesmo a 0 °C.”
• Aluno 3: “Parte da água líquida congelará, pois o sistema busca o estado de menor energia interna, e o gelo possui menor energia interna que a água líquida à mesma temperatura.”
Do ponto de vista termodinâmico rigoroso, considerando as propriedades da água e os princípios das leis da Termodinâmica, o professor conclui corretamente que:
Na análise termodinâmica de motores reais, frequentemente utiliza-se o conceito de processo politrópico, no qual PVⁿ = constante, onde n é o índice politrópico. Este modelo generaliza processos termodinâmicos básicos: n = 0 (isobárico), n = 1 (isotérmico), n = γ (adiabático), n → ∞ (isocórico).
Um professor ao lecionar termodinâmica avançada apresenta um ciclo termodinâmico composto por quatro processos politrópicos sucessivos formando um ciclo fechado: (1→2) expansão com n₁ = 1,2; (2→3) resfriamento com n₂ = 1,5; (3→4) compressão com n₃ = 1,3; (4→1) aquecimento com n₄.
Para que este ciclo seja termodinamicamente possível (retorne ao estado inicial), qual deve ser aproximadamente o valor de n₄, sabendo que P₁V₁¹'² = P₂V₂¹'², P₂V₂¹'⁵ = P₃V₃¹'⁵, P₃V₃¹'³ = P₄V₄¹'³?
B e C D, são processos de compressão e expansão adiabáticas, respectivamente, enquanto B C e D A são processos de volume constante. Trate o meio de trabalho como um gás ideal com coeficiente de expansão adiabática iguala 3/2. Estime a eficiência do ciclo para uma razão de compressão entre volume inicial e volume final, denotado por VA/VB, igual a 25. 
Texto 1A7-III
Um tipo de macaco hidráulico é constituído por um tubo em forma de U, preenchido por água com densidade ρ = 1,0 g/cm3 . No lado direito do tubo, a superfície da água está em contato com um gás ideal, que está a uma pressão p, com temperatura Tgás e contido em um recipiente de volume Vgás. No lado esquerdo, a superfície da água suporta um peso total de W = 200 N. O sistema está em equilíbrio e o fluido (a água) em repouso. O desnível de altura h entre as superfícies do fluido nos dois lados do tubo é mostrado na figura. A área da superfície do fluido do lado direito, que suporta o peso W é de A = 1,0 m2 .
A partir das informações apresentadas na situação hipotética precedente, julgue o seguinte item.
Mesmo que a panela fosse substituída por um recipiente flexível que permitisse variação do volume, mantendo-se a pressão constante, o volume não se alteraria quando a temperatura fosse elevada de 25 ºC para 80 ºC.
Um corpo de massa igual à do êmbolo é colocado em cima deste, fazendo-o se mover até outro ponto de equilíbrio termodinâmico e mecânico, de modo que o êmbolo fica novamente em repouso, de acordo com a figura subsequente.
A partir das informações apresentadas e considerando que a compressão do gás ideal ocorra em um processo quase estático e adiabático e que todo o sistema esteja no vácuo, assinale a opção que corresponde à razão entre a temperatura do gás comprimido em equilíbrio e a temperatura inicial do gás.
I. Tetraedro do Fogo: é a combinação do combustível com o oxigênio na presença de uma fonte de calor, onde forma uma reação química em cadeia, a qual libera mais energia na forma de luz e mais calor.
II. Condução: é a forma pelo qual o calor é transmitido de corpo para corpo, ou seja, de molécula para molécula.
III. Convecção: quando o calor é transmitido através de uma massa ascendente aquecida de gases ou de líquidos, de baixo para cima, chamamos de corrente de convecção.
IV. Irradiação: É a transmissão do calor por meio de ondas caloríficas através do espaço, que se propaga em todas as direções e a intensidade dos corpos atingidos será relacionada com a distância que está da fonte do calor.
Estão CORRETOS:
Em um laboratório de termodinâmica, um docente de Física propõe aos seus alunos a análise de um protótipo de máquina térmica que opera em regime cíclico utilizando gás hélio como substância de trabalho. O dispositivo realiza trocas de calor com dois reservatórios térmicos mantidos a temperaturas constantes de 27,0 o C (fonte fria) e 127 o C (fonte quente). O ciclo operacional do protótipo é composto pelas seguintes etapas sucessivas:
1. uma expansão isotérmica em contato com a fonte quente;
2. uma expansão adiabática até que o gás atinja a temperatura da fonte fria;
3. uma compressão isotérmica em contato com a fonte fria;
4. uma compressão adiabática que retorna o gás ao seu estado inicial.
Com base nos princípios da Segunda Lei da Termodinâmica e considerando-se que o hélio se comporta como um gás ideal nas condições descritas, a fração máxima do calor absorvido da fonte quente que pode ser convertida em trabalho útil por essa máquina é de
Adotando-se a conversão 1,00 cal = 4,00 J e considerando-
-se desprezíveis as trocas de calor entre o fluido e o cano,
o valor da resistência elétrica do resistor, em Ω, utilizado
nesse sistema é 
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