Questões de Concurso Sobre física térmica - termologia em física

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Q4087553 Física
Em um experimento no laboratório de química do IFCE, um balão contém certa quantidade fixa de gás ideal sob pressão constante. À temperatura de 27 °C, o volume ocupado pelo gás é de 600 ml. Considerando a lei de Charles, o volume do gás quando a temperatura for elevada para 87 °C, mantendo-se a pressão constante, será de, aproximadamente,
Alternativas
Q4087549 Física
Em um laboratório de química do IFCE, um pesquisador precisa armazenar 0,50 mol de gás nitrogênio (N₂) em um cilindro de 8,2 L. Considerando que o gás se comporta idealmente e que a temperatura no local é de 27 °C (300 K), qual é, aproximadamente, a pressão exercida pelo gás no interior do cilindro?

Dado: R = 0, 082 atm ⋅ L ⋅ mol-1 ⋅ K−1
Alternativas
Q4087305 Física
À medida que aumenta a temperatura do ar, diminui o gradiente térmico entre a superfície do animal e o meio, dificultando a dissipação de calor da forma sensível e aumentando a dissipação da forma insensível. De acordo com a bioclimatologia, assinale a alternativa que apresenta corretamente o significado de calor insensível.
Alternativas
Q4084106 Física
        Em uma unidade industrial, um operador monitora o comportamento de um gás armazenado em cilindros e reservatórios utilizados em processos operacionais. Durante uma manutenção programada, foram realizadas medições de pressão, volume e temperatura em diferentes situações. Para avaliar a segurança do sistema e prever o comportamento do gás sob novas condições operacionais, o operador utilizou as relações matemáticas que descrevem o comportamento dos gases ideais.

Considerando que, na situação hipotética precedente, o gás se comporte como gás ideal e que as transformações ocorram com quantidade fixa de gás, julgue o item que se segue. 


Considere que, durante o aquecimento controlado de um gás em um sistema com pressão constante, o operador tenha verificado um aumento da temperatura do gás. Nessas condições, o volume do gás tenderá a diminuir, pois o aumento da temperatura provoca maior agitação das partículas e maior tendência de aproximação entre elas.

Alternativas
Q4084105 Física
        Em uma unidade industrial, um operador monitora o comportamento de um gás armazenado em cilindros e reservatórios utilizados em processos operacionais. Durante uma manutenção programada, foram realizadas medições de pressão, volume e temperatura em diferentes situações. Para avaliar a segurança do sistema e prever o comportamento do gás sob novas condições operacionais, o operador utilizou as relações matemáticas que descrevem o comportamento dos gases ideais.

Considerando que, na situação hipotética precedente, o gás se comporte como gás ideal e que as transformações ocorram com quantidade fixa de gás, julgue o item que se segue. 


Considere que, em uma etapa de operação, um gás ocupe um volume de 10 L sob pressão de 5,0 atm. Nesse caso, se a pressão for reduzida para 2,5 atm mantendo-se a temperatura constante, então o volume final do gás será igual a 20 L. 

Alternativas
Q4084104 Física
        Em uma unidade industrial, um operador monitora o comportamento de um gás armazenado em cilindros e reservatórios utilizados em processos operacionais. Durante uma manutenção programada, foram realizadas medições de pressão, volume e temperatura em diferentes situações. Para avaliar a segurança do sistema e prever o comportamento do gás sob novas condições operacionais, o operador utilizou as relações matemáticas que descrevem o comportamento dos gases ideais.

Considerando que, na situação hipotética precedente, o gás se comporte como gás ideal e que as transformações ocorram com quantidade fixa de gás, julgue o item que se segue. 


Se um cilindro rígido dessa unidade industrial contiver inicialmente um gás à pressão de 4,0 atm e à temperatura de 300 K, e se a temperatura for elevada para 600 K a volume constante, então a pressão do gás passará a ser 8,0 atm.

Alternativas
Q4084103 Física
        Em uma unidade industrial, um operador monitora o comportamento de um gás armazenado em cilindros e reservatórios utilizados em processos operacionais. Durante uma manutenção programada, foram realizadas medições de pressão, volume e temperatura em diferentes situações. Para avaliar a segurança do sistema e prever o comportamento do gás sob novas condições operacionais, o operador utilizou as relações matemáticas que descrevem o comportamento dos gases ideais.

Considerando que, na situação hipotética precedente, o gás se comporte como gás ideal e que as transformações ocorram com quantidade fixa de gás, julgue o item que se segue. 


Considere que, em uma operação de ajuste em um reservatório contendo gás, o operador tenha observado que a temperatura do gás aumentou simultaneamente ao aumento da pressão interna do sistema. Nessa situação, se a quantidade de gás permaneceu constante, então o volume ocupado pelo gás necessariamente aumentou nas condições operacionais descritas.

Alternativas
Q4084101 Física

Em processos industriais e laboratoriais, o controle da temperatura é fundamental para garantir a segurança operacional e a qualidade dos produtos. Para isso, diferentes escalas de temperatura são utilizadas, cada uma com aplicações específicas. A correta conversão entre escalas e a compreensão do significado físico da temperatura são essenciais para a interpretação adequada de medições térmicas em contextos industriais e científicos. Sabendo que 0 K = − 73, 5 °C, julgue o item a seguir, acerca de escalas de temperatura.


A temperatura de 25 °C corresponde a uma temperatura inferior a 273,15 K

Alternativas
Q4084100 Física

Em processos industriais e laboratoriais, o controle da temperatura é fundamental para garantir a segurança operacional e a qualidade dos produtos. Para isso, diferentes escalas de temperatura são utilizadas, cada uma com aplicações específicas. A correta conversão entre escalas e a compreensão do significado físico da temperatura são essenciais para a interpretação adequada de medições térmicas em contextos industriais e científicos. Sabendo que 0 K = − 73, 5 °C, julgue o item a seguir, acerca de escalas de temperatura.


A escala Kelvin é denominada escala absoluta, pois seu zero corresponde à temperatura mínima teoricamente possível para um sistema físico.

Alternativas
Q4084099 Física

Em processos industriais e laboratoriais, o controle da temperatura é fundamental para garantir a segurança operacional e a qualidade dos produtos. Para isso, diferentes escalas de temperatura são utilizadas, cada uma com aplicações específicas. A correta conversão entre escalas e a compreensão do significado físico da temperatura são essenciais para a interpretação adequada de medições térmicas em contextos industriais e científicos. Sabendo que 0 K = − 73, 5 °C, julgue o item a seguir, acerca de escalas de temperatura.


Uma temperatura de −40 °C possui o mesmo valor numérico na escala Fahrenheit. 

Alternativas
Q4084098 Física

Em processos industriais e laboratoriais, o controle da temperatura é fundamental para garantir a segurança operacional e a qualidade dos produtos. Para isso, diferentes escalas de temperatura são utilizadas, cada uma com aplicações específicas. A correta conversão entre escalas e a compreensão do significado físico da temperatura são essenciais para a interpretação adequada de medições térmicas em contextos industriais e científicos. Sabendo que 0 K = − 73, 5 °C, julgue o item a seguir, acerca de escalas de temperatura.


Temperaturas negativas na escala Celsius não correspondem a temperaturas negativas na escala Kelvin.

Alternativas
Q4084097 Física

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


Considere que, ao observar a luminosidade emitida pelas grades da fornalha, um indivíduo perceba uma coloração amarelada tendente ao laranja. É correto inferir dessa situação que a radiação observada pelo indivíduo possui comprimento de onda superior a 700 nm.

Alternativas
Q4084096 Física
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


Admitindo-se que a caldeira não participe das trocas de calor externas e que o sistema receba exclusivamente a energia proveniente da fornalha, é correto afirmar que, depois de decorridas duas horas de funcionamento da fornalha, a temperatura da água alcançará um valor superior a 35 °C.

Alternativas
Q4084091 Física
        No contexto tecnológico do século XVIII — a era de ouro da primeira Revolução Industrial —, a fornalha era o "coração" energético de uma máquina térmica. Ela era o componente no qual ocorria a conversão de energia química (do combustível) em energia térmica (calor), a qual era posteriormente utilizada em processos internos, sendo convertida parcialmente em trabalho mecânico.

        Nas máquinas de Newcomen, a fornalha era uma câmara de combustão projetada para alimentar a caldeira. Esta, por sua vez, consistia em um grande recipiente construído com o objetivo de permitir a troca de calor entre a fornalha e a água em seu interior, produzindo geralmente vapor sob altas pressões — o que permite compará-la a uma grande panela de pressão.

         Suponha que uma fornalha produza uma potência térmica máxima de 40 kW e que 25% deste total sejam transferidos para 2 toneladas de água no interior de uma caldeira, inicialmente a 27 °C. Considerando que todas as trocas de calor da caldeira ocorram apenas com a fornalha, adote o calor específico da água como 4 J∙g−1 ∙°C−1 , o calor latente de vaporização da água como 2.160 J/g, a constante de Stefan-Boltzmann como 5,7 × 10−8 W/m2 e o comprimento da onda eletromagnética correspondente à cor vermelha como 700 nm. 

Com base nessas informações, julgue o item que se segue.


A energia cedida pela fornalha durante 20 minutos não é suficiente para vaporizar completamente 5 kg de água inicialmente a 10 °C. 

Alternativas
Q4084087 Física
        Thomas Newcomen (1664-1729), de Devon, sudoeste da Inglaterra, foi um fabricante e comerciante de ferro que fornecia produtos para minas locais. Ele projetou uma máquina térmica que utilizava um pistão e uma viga móvel em seu funcionamento. O vapor era condensado abaixo do pistão, com água fria injetada dentro do cilindro, criando-se um vácuo parcial. Dessa forma, a pressão atmosférica empurrava o pistão para baixo dentro do cilindro. O cilindro era ligado a uma grande alavanca, e em uma das extremidades desta se pendurava a haste que bombeava a água, conforme ilustrado na figura a seguir. Acredita-se que Newcomen tenha produzido um ou mais motores experimentais antes da instalação do primeiro, em 1712, em uma mina de carvão. Esses motores eram máquinas grandes, com cerca de 10 m de altura, em uma casa de máquinas com a caldeira montada sob o cilindro. O primeiro motor instalado elevou água a 50 m.


Ney Rogério Rezende, História das máquinas térmicas e o desenvolvimento
das leis da termodinâmica. Rio de Janeiro, v. 1, 2021, p. 15.
Internet:<https://educapes.capes.gov.br> (com adaptações).

A partir das informações do texto precedente, e considerando que a densidade da água seja 1.000 kg/m3 , que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e que a pressão atmosférica ao nível do mar seja 1 atm (105 Pa), julgue o item a seguir.


No processo de condensação do vapor no interior do pistão da máquina de Newcomen, o vapor deve absorver calor do meio para que ocorra a mudança do estado gasoso para o líquido.

Alternativas
Q4084085 Física
        Thomas Newcomen (1664-1729), de Devon, sudoeste da Inglaterra, foi um fabricante e comerciante de ferro que fornecia produtos para minas locais. Ele projetou uma máquina térmica que utilizava um pistão e uma viga móvel em seu funcionamento. O vapor era condensado abaixo do pistão, com água fria injetada dentro do cilindro, criando-se um vácuo parcial. Dessa forma, a pressão atmosférica empurrava o pistão para baixo dentro do cilindro. O cilindro era ligado a uma grande alavanca, e em uma das extremidades desta se pendurava a haste que bombeava a água, conforme ilustrado na figura a seguir. Acredita-se que Newcomen tenha produzido um ou mais motores experimentais antes da instalação do primeiro, em 1712, em uma mina de carvão. Esses motores eram máquinas grandes, com cerca de 10 m de altura, em uma casa de máquinas com a caldeira montada sob o cilindro. O primeiro motor instalado elevou água a 50 m.


Ney Rogério Rezende, História das máquinas térmicas e o desenvolvimento
das leis da termodinâmica. Rio de Janeiro, v. 1, 2021, p. 15.
Internet:<https://educapes.capes.gov.br> (com adaptações).

A partir das informações do texto precedente, e considerando que a densidade da água seja 1.000 kg/m3 , que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e que a pressão atmosférica ao nível do mar seja 1 atm (105 Pa), julgue o item a seguir.


Caso a máquina descrita no texto funcionasse sob as condições ideais de um ciclo de Carnot, operando entre fontes de calor a 27 °C e 127 °C, sua eficiência energética excederia o patamar de 30%. 

Alternativas
Q4084067 Física

No que se refere a termodinâmica, julgue o item que se segue.


Considere que uma máquina térmica real (irreversível) opere entre duas fontes, cujas temperaturas são iguais a 600 K e 300 K, e que, em cada ciclo, essa máquina retire 1,0 × 104 cal da fonte quente, transferindo 6,0 × 103 cal para a fonte fria. Nessa situação, o rendimento dessa máquina é de 40%.

Alternativas
Q4084066 Física

No que se refere a termodinâmica, julgue o item que se segue.


Considere que o gás ideal contido em uma máquina térmica ideal, ao receber uma quantidade de calor igual a 1,4 kJ, sofra uma expansão isotérmica a 300 K, de modo que seu volume passe de 1 m3 para 4 m3 . Considere também que, nesse processo, a pressão inicial do gás (quando com volume de 1 m3 ) seja de 1,0 × 103 Pa e que a pressão final seja P2 < 1,0×103 Pa. Nessa situação, ao sofrer a referida transformação isotérmica, o trabalho realizado pelo gás e sua pressão final (quando o volume passa a ser de 4 m3 ) são, respectivamente, iguais a 3,0 kJ e 2,5 × 102 Pa. 

Alternativas
Q4083131 Física

No que se refere a calorimetria, julgue o item que se segue, considerando, quando necessário, que Lf = 80 cal/g seja o calor de fusão da água, cágua = 1,0 cal/g °C seja o calor específico da água, Lv = 540 cal/g seja o calor de vaporização da água.


Ao se misturar 200 g de água a 60 °C com 100 g de água a 20 °C, a temperatura de equilíbrio será maior que 45 °C.

Alternativas
Q4083130 Física

No que se refere a calorimetria, julgue o item que se segue, considerando, quando necessário, que Lf = 80 cal/g seja o calor de fusão da água, cágua = 1,0 cal/g °C seja o calor específico da água, Lv = 540 cal/g seja o calor de vaporização da água.


O calor latente provoca variação de temperatura no corpo sem alterar seu estado físico. 

Alternativas
Respostas
81: A
82: E
83: A
84: E
85: C
86: C
87: E
88: E
89: C
90: C
91: C
92: E
93: C
94: C
95: E
96: E
97: C
98: E
99: C
100: E