Em um estudo de termodinâmica, é essencial entender os estados de equilíbrio e as trocas de energia entre sistemas. Considerando os conceitos de equilíbrio termodinâmico e as leis fundamentais da calorimetria, avalie as seguintes proposições:

I.Os estados termodinâmicos são representados por funções que são válidas para quando o sistema se encontra em equilíbrio térmico, mecânico e químico, explicados adiante.

II.O equilíbrio termodinâmico é a condição em que dois ou mais sistemas realizam trocas de energia ou massa entre si, portanto, passado um longo tempo, sob tais condições, será impossível que se meça quaisquer mudanças macroscópicas nas variáveis de estado (pressão, volume e temperatura) desses sistemas.

III.A equação fundamental da calorimetria é usada para determinar a quantidade de calor transferida por um corpo, em razão de uma mudança de velocidade.

Assinale a alternativa correta:

During a laboratory experiment, an ideal gas is contained in a cylinder with a movable piston. Initially, the gas has a temperature of 300 K. The gas is heated, receiving 500 J of heat. Simultaneously, it does 200 J of work on the surroundings as it expands. Based on the First Law of Thermodynamics, calculate the change in the internal energy of the gas during this process. Regarding this, judge the following statements as true (T) or false (F):

(__)The change in the internal energy of the gas is 300 J.

(__)The internal energy of the gas decreased during the process.

(__)The internal energy of the gas increased during the process.

Select the alternative with the correct order of judgment:

Considere aquecer uma certa quantidade de água, tendo duas opções disponíveis: aquecimento direto pela combustão de gasolina e uso de um gerador elétrico alimentado por gasolina. Sabendo das seguintes informações:

- O aquecimento direto com a combustão de 1 litro de gasolina pode elevar a temperatura de 200 litros de água de 20 °C para 55 °C.
- O gerador elétrico, que consome 1 litro de gasolina por hora, gera eletricidade a 110 V e alimenta um resistor de 11 Ω, que está imerso na água. Todo o calor produzido pelo resistor é transferido para a água.
- O calor específico da água é 4,19 J/g°C.

Assinale a informação CORRETA em relação à quantidade de gasolina necessária para aquecer a mesma quantidade de água usando o gerador elétrico em comparação com a combustão direta? 

Em um sistema termodinâmico de compressão, realiza- -se um trabalho de 5000 J. Em função desse trabalho, o sistema fornece 800 cal ao meio exterior.
Considerando que 1,0 cal é igual a 4,2 J, a variação de energia do sistema é: 

Uma empresa compra 10⁵ m³ de combustível de um fornecedor, que realiza a entrega em um contêiner. O fornecedor enche o contêiner até a marcação "100.000", supondo tratar-se de m³, e parte para a entrega. No entanto, a marcação corresponde, na verdade, a jardas cúbicas. Por outro lado, o contêiner foi originalmente cheio na sede da empresa, quando a temperatura local era de 0 ⁰C, enquanto no local da entrega a temperatura ambiente é de 20 ⁰C. Aproxime 1 jarda por 0,9 m e considere que o coeficiente de dilatação volumétrica do combustível vale 5 x 10⁻³ ⁰C⁻¹. Nessa situação, pode-se dizer que, ao receber o combustível e fazer suas medidas em tanques próprios, graduados corretamente em m³, o comprador: 

Uma caixa cúbica, isolada termicamente do ambiente externo, possui dois compartimentos internos divididos por uma parede fixa, a qual permite a troca de calor. O compartimento esquerdo possui um volume 5 vezes maior que o direito. Ambos estão cheios de um mesmo gás ideal, inicialmente a temperaturas diferentes. Sejam ΔE_E e ΔE_D as variações de energia interna dos compartimentos esquerdo e direito, respectivamente, sofridas até que o equilíbrio térmico seja atingido. A razão ΔE_E/ΔE_D vale 

Você dispõe de 4,68 kg de prata derretida em um recipiente isolado termicamente a 962 ⁰C. Calcule a menor quantidade de prata sólida a 542 ⁰C que deve adicionar ao recipiente para que tenha somente prata sólida quando o equilíbrio térmico for atingido. A temperatura de fusão da prata é 962 ⁰C, seu calor específico é 234 J/kg⁰C e seu calor latente de fusão vale 105 kJ/kg. 

Uma viga de aço tem dois metros e meio de comprimento a uma temperatura de 30 °C. Sabendo que o coeficiente de dilatação do aço é 1,2×10-⁵, o comprimento da viga a 50 °C é de 

Entre as escalas mais usadas para medição de temperatura, encontra-se a escala centígrada ou Celsius, escala Kelvin e escala Fahrenheit.
Analise a figura a seguir, que mostra a relação entre essas escalas.





Nesse contexto, uma medição de temperatura de 135 ºC corresponde, nas escala ºK e ºF, respectivamente a: 

 A pirâmide de energia nunca é invertida, pois a mesma mostra uma sequência natural das leis da termodinâmica, que são universais, julgue-as como Verdadeiras (V) ou Falsas (F):

(__)A primeira lei afirma que a energia pode ser transformada, mas jamais criada ou destruída.
(__)Na segunda lei afirma que em todo processo de transformação de energia há sempre liberação de energia calorífica, não aproveitável.


(__)A terceira lei afirma que o fluxo unidirecional não é um fenômeno universal.

Fonte: LOPES, S.; ROSSO, S. Bio 1. São Paulo: Editora Saraiva, 2016. Assinale a alternativa com a sequência CORRETA de cima para baixo. 

Por meio do experimento clássico do Anel de Gravesande, é possível demonstrar um fenômeno físico importante relacionado a dilatação térmica dos sólidos. Um anel de metal e uma esfera de metal possuem dimensões tais que a esfera pode passar com certa dificuldade através do anel em temperatura ambiente. Isso significa que há uma pequena tolerância dimensional entre as peças e a folga existente é muito pequena quando estão na mesma temperatura. Ao aquecer a esfera, por exemplo, observa-se que ela não consegue mais passar pelo anel.  



Este fenômeno é extensamente usado na prática em sistemas mecânicos para facilitar a montagem de eixos e rolamentos em maquinas e equipamentos, pois pode-se utilizar o aquecimento de um maçarico ou o resfriamento por nitrogénio liquido para dilatar ou contrair as partes do maquinário. Assim, com base no experimento de Gravesande, assinale a alternativa correta:  

Dadas duas barras de metal, A e B, ligadas rigidamente, sendo a primeira feita de alumínio com 70 cm de comprimento a 20 ºC e a segunda de aço, apresentando um comprimento de 30 cm na mesma temperatura. Ao sofrer dilatação térmica por aumento da temperatura, ambas devem aumentar seu comprimento inicial, de modo que a barra composta tenha um comprimento final de acordo com a soma das variações de seus comprimentos individuais, assumindo que sofram a mesma variação de temperatura. 



Determine, a partir da tabela a seguir, qual seria o material mais indicado dentre os mostrados para substituir as duas barras por uma única C, feita de um só material que tenha o mesmo comprimento total que a barra  composta independente da variação de temperatura apresentada. 



Assinale a alternativa correta para o material que pode substituir a barra composta nessas condições apresentadas: 

Dois termômetros de mercúrio, um calibrado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, são usados para medir a temperatura de uma amostra de agua aquecida. Realizando a imersão dos termômetros na água, verifica-se que há uma diferença numérica de 70 unidades entre as leituras obtidas nos dois termômetros no equilíbrio térmico.

Assinale a alternativa correta que determina qual foi a temperatura da amostra medida em ambas as escalas: 

Considere a fervura da água em uma chaleira para preparar uma macarronada. Sabe-se que o cozimento do macarrão envolve hidratar e gelatinizar o amido contido na massa. Para isso, é fundamental utilizar água quente ou fervente. A escolha entre água aquecida e fervente pode afetar tanto a textura final do macarrão quanto suas características alimentícias. Quando o macarrão é adicionado à água fervente, ele rapidamente absorve a água, o que causa a expansão e a gelatinização dos amidos. Este processo é rápido e eficiente, garantindo uma textura firme, mas macia. 

A fervura ocorre em duas etapas distintas: primeiro, o aquecimento da água até seu ponto de ebulição e, em seguida, a conversão da água líquida em vapor. Nesse contexto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:

l. Durante o aquecimento da água da temperatura ambiente até 100°C, a energia térmica fornecida é utilizada para aumentar a sua temperatura.
E  
Il. Simultaneamente à primeira, no processo de fervura da água a 100°C em uma chaleira, a energia térmica fornecida é utilizada para diminuir a fase da agua de liquido para vapor, sem que haja qualquer mudança na temperatura na transição.

A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: 

O gráfico a seguir representa a quantidade de calor absorvida por dois corpos, A e B, de massas iguais em função da temperatura:




De acordo com o comportamento mostrado, pode-se afirmar que a razão entre os calores específicos dos corpo B em relação ao corpo A é:

A temperatura mais alta já registrada na superfície terrestre foi medida na localidade de Furnace Creek, no Vale da Morte na Califórnia, onde em 10 de julho de 1913, a temperatura alcançou 56,7°C. A partir do conhecimento deste recorde, considere a sua medição relativamente nas diferentes escalas termométricas Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K). Sobre a relação entre essas escalas, assinale a alternativa correta: 

As características e propriedades físicas mais importantes da água estão relacionadas ao seu comportamento à medida que ela absorve ou perde calor. Portanto, as características térmicas incomuns da água evitam a ampla variação de temperatura do dia para a noite e do inverno para o verão, e permitem que grandes quantidades de calor fluam nos oceanos e alimentem grandes tempestades, ondas de vento e correntes oceânicas na Terra.
A respeito das características da água do mar, analise as afirmativas a seguir.

I. A curva de densidade da água apresenta aumento de densidade à medida que ocorre a diminuição de temperatura. Entretanto, o aumento da densidade fica mais lento, chegando ao máximo de 1 g/cm3 a 3,98 °C.

II. Durante a transição do estado líquido para o sólido no ponto de congelamento, o ângulo das ligações covalentes entre os átomos de oxigênio e de hidrogênio na molécula de água se contrai de aproximadamente 109° para 105°. Essa alteração permite às ligações de hidrogênio a formação de um retículo cristalino de gelo.

III. O calor específico é uma medida do calor necessário para aumentar a temperatura de 1 g de uma substância em 1 °C. Portanto, essa propriedade física descreve a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa, ou seja, substâncias de elevado calor específico são diretamente proporcionais às variações de temperatura e massa.


Está correto o que se afirma em:

A atmosfera terrestre é essencial para a manutenção da vida em nosso planeta. Isso porque apresenta gases fundamentais para os seres vivos e impede que a Terra perca calor, atuando como uma estufa. Esse efeito estufa da atmosfera terrestre depende de vários fatores, entre os quais o seguinte:

O conceito de calor foi amplamente discutido e teorizado ao longo da História. A teoria do calórico, definida pela primeira vez por Lavoisier, em 1789, surgiu para explicar a diferença de temperatura entre os corpos por meio da concepção de calor como uma substância, como um fluido invisível e imponderável que se transferia de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Na teoria, o fluido possuía uma capacidade interna de autorrepulsão, e os materiais tinham distintas capacidades de atrair o calórico. A quantidade total era constante, ou seja, o calórico não poderia ser criado nem destruído. Apesar de sua grande aplicabilidade, a teoria do calórico não explicava alguns fenômenos, como, por exemplo:

Em uma partida de beisebol, um torcedor pegou a bola que foi lançada ao público na arquibancada. A bola de beisebol tem massa de 140 g e chegou à mão do torcedor com uma velocidade de 30 m/s. Considerando o choque perfeitamente inelástico e que o processo pode ser considerado adiabático devido ao pequeno intervalo de tempo da interação, a variação de energia interna do sistema, em Joules, durante a colisão, é de