Questões de Concurso Sobre física térmica - termologia em física

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Q1951013 Física
A entropia é uma quantidade fundamental para a descrição de fenômenos térmicos. Para além de sua interpretação estatística a partir de modelos microscópicos para descrever os fenômenos termodinâmicos, que ficou bastante popular, é bastante simples seu emprego para descrever fenômenos simples macroscópicos usando sua definição macroscópica: dada em termos do calor trocado entre o sistema e o meio, a temperatura do sistema e a temperatura do meio - argumentando pelo significado fundamental dessa quantidade, e que determina a irreversibilidade e a ocorrência (espontaneidade) dos fenômenos termodinâmicos. Considere: 273 g de gelo que derrete completamente, que o processo é realizado com o gelo a 0 oC, que o calor latente do gelo é de 80 cal/g, e que 1 cal = 4,2 J. Nessa situação, com o meio externo à temperatura fixa em 27oC (chamada também de entropia do universo) temos que a variação da entropia do meio é de aproximadamente -306J/K. Assinale a alternativa correta com respeito à variação da entropia total (sistema + meio).
Alternativas
Q1951012 Física
O resfriamento de um corpo depende da taxa de transferência de calor entre o corpo e as imediações que pode ser modelada como proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e o meio - o que corresponde à chamada Lei de Newton do resfriamento. Admita que o ambiente está à temperatura fixa e que o corpo, que está inicialmente mais quente que o meio, é muito menor que o meio exterior. Com respeito à dinâmica da temperatura do corpo, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q1951011 Física
O ciclo de Carnot consiste de uma elaboração fundamental à Termodinâmica que possibilitou identificar o papel da irreversibilidade dos processos térmicos e a natureza do calor. Um inventor alega ter construído uma máquina térmica que, operando em ciclos, entre 27 oC (temperatura ambiente) e com uma fonte de calor à temperatura de cerca de 327 oC tem rendimento aproximado de 90%.
Sobre o julgamento técnico desta máquina, que respeita a Termodinâmica, assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q1951010 Física
Um professor de física quer demonstrar aos seus estudantes como medir o calor latente do gelo de maneira simples, sem dispor de uma balança. Congela um volume de 1 copo americano de água. O gelo formado pelo volume do copo americano, ele pica e espera ver iniciar o derretimento para colocar na garrafa térmica. Coloca então, imediatamente, 3 volumes de copo americano de água quente, cuja temperatura pouco antes de despejar na garrafa era de 80,5 oC. Então, sela rapidamente a garrafa térmica com papel alumínio, papel de pão e espeta o termômetro (conforme a imagem abaixo), observando o equilíbrio térmico da mistura se estabelecer em 39,7 oC.

Imagem associada para resolução da questão


Se o calor específico da água é de 1 cal /goC, a admitindo que a fusão do gelo ocorre a 0 oC. Assinale a alternativa que apresenta o valor que identifica corretamente o valor do calor latente do gelo obtido pelo experimento do professor.
Alternativas
Q1951009 Física
A Amazônia é fundamental para o regime de chuvas, de ventos e do clima no Brasil. Não apenas a produção agrícola do país é dependente da água das chuvas, como também o sistema elétrico nacional é fortemente dependente da hidreletricidade. Portanto, a preservação da Amazônia é fundamental ao Brasil. Isso se deve muito em virtude do fenômeno dos “rios aéreos”, estudado por pesquisadores brasileiros como Antônio Nobre - que observa: "Na Amazônia, temos 5,5 milhões de quilômetros quadrados ocupados por florestas nativas, com aproximadamente 400 bilhões de árvores dos mais variados tamanhos. (...) Nós fizemos a conta, que também foi verificada de forma independente, e surgiu o incrível número de 20 bilhões de toneladas (ou 20 bilhões de litros) de água que são produzidos todos os dias pelas árvores da Bacia Amazônica".
Fonte: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-41118902
Em caráter de estimativa, vamos avaliar o efeito da umidade em termos calorimétricos. Suponha o experimento de calorimetria onde dois aquários vedados são utilizados. Em um deles (A) há ar seco e no outro (B) o ar é úmido em 80%. O ar seco tem calor específico de 1,005 kJ/kg K, ao passo que o ar úmido a 80% tem aumento de 2% em seu calor específico. 

Considere iguais as massas de ar que trocam calor em ambos aquários, e que ambos sistemas são aquecidos por uma fonte de 100W de calor ligada por 1h. Considere, ainda, que o calor dado ao interior do aquário não escapa para o meio externo. Despreze a capacidade térmica dos aquários. Assinale a alternativa que apresenta uma expectativa correta. 
Alternativas
Q1951007 Física
É possível ferver água à temperatura ambiente utilizando uma mangueira com água? Uma pessoa sugere que sim: se deve ter uma coluna vertical de água suficientemente alta feita com uma mangueira. A mangueira está aberta na extremidade mantida em um balde com água na base da coluna, e a outra extremidade é fechada e elevada verticalmente. A mangueira está inicialmente completamente preenchida por água. Considerando que a pressão local é de 105 Pa e g = 10 m/s2 e a densidade da água de 1kg/litro, analise as afirmativas abaixo e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F):

( ) A coluna deve ter pouco mais de 10 m de altura para iniciar a fervura (produção de vapor a partir do líquido com a formação de bolhas) no interior da mangueira, então a coluna desce um pouco e fica estável a uma altura menor e a fervura para ( ) A coluna deve ter cerca de 10m de altura, mas não há fervura e toda a água irá escorrer pelo tubo até que a mangueira esteja completamente vazia. ( ) Não é possível ferver água à temperatura ambiente, na medida em que não há energia térmica o suficiente transferida pela gravidade para água.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
Alternativas
Q1949856 Física
Considere um hectare de Cerrado em chamas, com uma temperatura média de 650 ºC, contendo 20 toneladas de matéria vegetal. Considere, também, que a massa vegetal tenha um calor específico de 1,5 kJ/kg ºC e que o calor latente da água é 2200 kJ/kg. Considerando, ainda, que, para apagar o fogo, deve-se injetar água suficiente para que o calor de vaporização abaixe a temperatura da vegetação em chamas até 50 ºC, assinale o valor que mais se aproxime da quantidade de água, em litros, necessária.
Alternativas
Q1947376 Física
Imagem associada para resolução da questão



      A figura precedente mostra o diagrama P - V, que descreve o ciclo termodinâmico de um motor. A substância de trabalho é um gás ideal simples constituído por moléculas com grau de liberdade g. Os processos AB e CD são processos isotérmicos de expansão e contração respectivamente. O fator de aumento proporcional da pressão 4 e de aumento proporcional do volume 5 são ambos maiores do que 1.

Considerando essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado pelo gás neste ciclo será dado por 
Alternativas
Q1947373 Física
Imagem associada para resolução da questão



      Considere que n moles de um gás ideal, com calor específico molar a volume constante dado por CV sofra um processo de expansão de um volume V1 para um volume maior V2, descrito no diagrama p - V mostrado na figura precedente (no processo considerado, a pressão é linearmente proporcional ao volume).

Com base nessas informações, considerando que R seja a constante universal dos gases, a variação de entropia SB - SA nesse processo é
Alternativas
Q1928364 Física
Para se esquentar um balde com 1 litro de água a temperatura de 20 °C, foi mergulhado nesse recipiente um pedaço de cobre de massa 500 g e temperatura de 200 °C.
Considerando-se que o sistema está isolado termicamente, a temperatura de equilíbrio atingida pela água, em graus Celsius, é de
Dado
calor específico da água: ca = 1,0 cal/g °C;
calor específico do cobre: cc = 0,1 cal/g °C;
densidade da água: r = 1g/ml.
Alternativas
Q1928349 Física
Dois gases não ideais monoatômicos A e B, em equilíbrio térmico, têm massas atômicas mA e mB e temperaturas TA e TB, respectivamente, tais que mAμmB e TA = TB/μ.
A razão das velocidades quadráticas médias VA/ VB dos gases A e B é
Alternativas
Q1928347 Física
Um sólido tem seu calor específico C variando com a temperatura, conforme mostrado na Figura.  

Imagem associada para resolução da questão

Considere as afirmativas a seguir:

I - O sistema é puramente clássico, pois, em altas temperaturas, o calor específico atinge o valor esperado clássico.
II - O valor do calor específico tendendo a zero para T → 0 mostra que existe uma diferença finita entre a energia do estado fundamental e a do primeiro estado excitado.
III - O sólido não obedece à 3ª Lei da Termodinâmica, pois o calor específico tem um valor nulo em T=0.

É correto o que se afirma APENAS em 
Alternativas
Q1928344 Física
A função de partição de um sistema à temperatura T é Z(β), com β = (kBT)-1 e kB sendo a constante de Boltzmann.
A média da energia interna desse sistema é
Alternativas
Q1912174 Física

O gráfico a seguir mostra a mudança de fases de uma substância hipotética.


Imagem associada para resolução da questão


O equipamento responsável pelo aquecimento da substância fornece uma potência constante de 500 W durante todo o processo.

Diante do exposto, a energia necessária para fazer com que a substância passe do estado líquido para o estado gasoso, em Joule, é de 

Alternativas
Q1912172 Física
No estudo da teoria cinética dos gases, usamos o conceito de gás ideal, que é usado para explicar as propriedades macroscópicas de um gás.
De acordo com essa teoria, um gás apresenta comportamento próximo ao de um gás ideal quando
Alternativas
Q1912171 Física
A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a variação da energia interna de um sistema (ΔU) é dada por:
ΔU = QW
Na qual • Quantidade de calor: Q; • Trabalho: W.
Para um processo adiabático, a variação da energia cinética é dada por 
Alternativas
Q1904760 Física
A temperatura do ar no interior de um laboratório de pesquisas permanece a 20℃ devido ao funcionamento de um aparelho de ar condicionado. No entanto o ambiente externo encontra-se a 30 ℃ e, por isso, ocorre um fluxo de calor para dentro do laboratório através de uma janela retangular de vidro, de 2,0 m de largura, 1,5 m de altura e 10 mm de espessura. Sabe-se que a condutividade térmica do vidro é de 0,8 W/m.K. Assinale a alternativa que corresponde ao fluxo de calor Φ que atravessa essa janela.
Alternativas
Q1904759 Física
Uma pessoa precisa de 1 L de água a 50℃ para fazer uma compressa de água quente. Para isso, ela resolve misturar, no interior de uma garrafa térmica de capacidade térmica desprezível, uma certa quantidade de água à temperatura ambiente de 20℃ com uma outra quantidade de água a 100℃ que ela acabara de ferver. Assinale a alternativa que corresponde às quantidades de água a 20℃ e 100℃ que devem ser misturadas para que a pessoa consiga atingir seu objetivo.
(Dados: calor específico da água: 1 cal/g.℃ ; densidade da água: 1g/cm3)
Alternativas
Q1902476 Física
Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém uma pedra de gelo a 0 oC. Injetam-se no calorímetro 50 g de vapor d’água a 100 oC. Considere o calor latente de condensação do vapor d'água igual a 540 cal/g, o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e o calor específico da água (líquida) igual a 1 cal/goC. Para que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, o calorímetro não contenha mais gelo, a massa inicial da pedra de gelo pode valer no máximo
Alternativas
Q1902475 Física
Um recipiente de vidro de 50 cm3 , na temperatura θ, está cheio até a boca com mercúrio, também na temperatura θ. Quando a temperatura do conjunto sofre um acréscimo Imagem associada para resolução da questão, transbordam 0,60 cm3 de mercúrio que são recolhidos em um tubo (indilatável) adaptado ao recipiente, como ilustram as figuras.

Imagem associada para resolução da questão

O coeficiente de dilatação do mercúrio é yHG= 181.10-6 oC -1 , enquanto o coeficiente de dilatação linear do vidro é αV = 7.10-6 oC -1 .
O acréscimo ∆θ ocorrido na temperatura do conjunto foi de
Alternativas
Respostas
1021: A
1022: B
1023: A
1024: B
1025: D
1026: A
1027: B
1028: C
1029: C
1030: C
1031: D
1032: B
1033: B
1034: D
1035: C
1036: D
1037: E
1038: D
1039: A
1040: E