Um gás ideal monoatômico é contido dentro de um cilindro perfeitamente rígido e isolado termicamente. Sendo a constante universal dos gases ideais R, o calor molar à pressão constante para esse gás vale

Em um calorímetro ideal, são colocados 100g de gelo a 0ºC e 100g de água a 50ºC que entram em equilíbrio térmico. Em seguida, é inserida no calorímetro uma massa M de alumínio a uma temperatura de 110ºC. A temperatura final de equilíbrio é 10ºC.

Considere:

 Calor específico da água = 1,0 cal / g^oC.  Calor específico do alumínio = 0,20 cal/ g^oC.  Calor latente de fusão do gelo = 80 cal / g.

O valor de M é

Considere que em uma brincadeira de colegas, eles sugam pela boca gás hélio e cantam parabéns para uma outra colega da turma.

A voz dos colegas se modifica, nesse caso, porque:

Considere que dois mols de um gás ideal monoatômico estão contidos em um dado recipiente que passa por uma transformação isobárica com pressão de 0,3 atm.

Nessa transformação, sua temperatura é elevada de 300 para 600 K e seu volume sofre uma elevação de 300 litros.

Assinale a alternativa que apresenta os valores mais próximos para a variação da energia interna, o trabalho realizado e a quantidade de calor trocada pelo gás,respectivamente.

(Considere R = 8,3 J/mol.K e 1 atm=1 x 10⁵ Pa)

Considere que em um experimento realizado em um laboratório de ciências, um estudante utiliza duas peças distintas metálicas, uma de alumínio e outra de ferro. Ele percebe que, ao fornecer a mesma quantidade de calor para ambas as peças, elas apresentam a mesma variação de temperatura.

Isso se deve ao fato, principalmente, de que:

Aquecedores solares são empregados no fornecimento de água quente residencial. Em dias muito ensolarados, eles podem elevar a temperatura da água até 80^oC, temperatura imprópria para banho. Por isso, nas residências que fazem uso desse sistema de aquecimento, é preciso misturar água aquecida com água fria, proveniente da caixa d’água. Considerando a temperatura ideal da água para um banho igual a 30^oC, a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria a 20^oC, para obter água na temperatura ideal de banho, é 

Usando uma simulação de computador, um grupo de estudantes realizou o seguinte experimento. Primeiro, eles aqueceram um gás contido em um cilindro dotado de um êmbolo móvel, como mostrado na figura.
Em seguida, repetiram o experimento, provocando a mesma elevação de temperatura do gás, mas mantendo seu volume constante. A respeito do experimento, os estudantes formularam as seguintes conclusões: ( ) A variação da energia interna do gás foi a mesma nas duas situações. ( ) O calor fornecido ao gás, na primeira situação, foi igual ao fornecido na segunda. ( ) O trabalho realizado pelo gás foi maior na primeira situação.
Analisando as afirmativas acima, marque (V) para verdadeiro ou (F) para Falso. A sequência correta é

Em 1824, aos 28 anos, o físico e engenheiro francês, Sadi Carnot, publicou um único e importante trabalho no qual demonstrou teoricamente que existe um ciclo especial em que uma máquina térmica obtém o máximo rendimento. Esse ciclo passou a denominar-se ciclo de Carnot. Considere uma máquina dessas com rendimento igual a 20%. Dobrando-se o valor da temperatura da fonte quente, a eficiência da máquina passará a ser igual a

O estudo do calor e de suas transformações em energia mecânica é chamado de termodinâmica, que significa “movimento do calor”. A ciência da termodinâmica foi desenvolvida no início do século XIX, antes que a teoria atômica e molecular da matéria fosse compreendida.

P. Hewitt. Física Conceitual. 9.ª edição (com adaptações).

A respeito da termodinâmica, assinale a alternativa correta.

O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), cujo trabalho sobre máquinas térmicas viria a ser fundamental para que Rudolf Clausius e Lord Kelvin desenvolvessem a Segunda Lei da Termodinâmica, discutiu em seu trabalho de 1824 “Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu” um ciclo idealizado para máquinas térmicas operando entre duas temperaturas, no qual a eficiência seria a máxima possível. Em sua homenagem, tal ciclo é chamado ciclo de Carnot.

Assinale a opção que melhor representa em um diagrama T – S (temperatura – entropia) o ciclo de Carnot.

São feitas, a seguir, três afirmativas que dizem respeito aos modos de propagação do calor. Assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. ( ) Para dificultar as trocas de calor entre seus corpos e o meio ambiente, os árabes que vivem nos desertos usam roupas claras, folgadas, de lã ou flanela. Essas roupas os protegem tanto de dia, sob sol intenso, quanto à noite. ( ) Se em uma noite de verão, você acende a lâmpada de incandescência de um abajur e se senta embaixo dela para ler o jornal, logo percebe uma elevação de temperatura. Isso ocorre porque há transferência de calor da lâmpada para você por convecção. ( ) Quando em uma região a chegada de uma frente fria torna a temperatura do ar ambiente muito baixa, os lagos dessa região se congelam apenas nas camadas superficiais. Isto porque, quando a temperatura das camadas mais superficiais da água se torna menor que 4ºC, elas ficam menos densas. Assim, a água das camadas mais profundas só podem ceder calor ao ar ambiente por condução e tanto a água quanto o gelo são maus condutores. As afirmativas são, respectivamente,

A respeito dos processos termodinâmicos a seguir, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Em um processo adiabático de um gás ideal, a temperatura do gás se conserva constante, pois sem troca de calor não pode ocorrer variação de temperatura.

( ) Faz-se determinada massa de um gás ideal evoluir entre dois estados de equilíbrio termodinâmico. Tanto o trabalho W realizado pelo gás quanto a quantidade de calor Q, recebida pelo gás dependem do processo através do qual se deu a evolução entre os estados inicial e final de equilíbrio. Já a diferença Q - W é sempre a mesma, seja qual for o processo entre esses mesmos estados inicial e final.

( ) Deseja-se fazer a temperatura de determinada massa de um gás ideal sofrer um acréscimo ΔT cedendo-lhe calor. Para que a quantidade de calor cedida seja a menor possível, devemos aquecer o gás mantendo seu volume constante.

As afirmativas são, respectivamente,