A dilatação térmica dos materiais é um fenômeno que deve ser considerado em diversos projetos de equipamentos e estruturas.

Um cabo de aço (α_aço = 0,00012/°C) de 30 m é utilizado em um elevador de carga.

Se, ao longo de um dia de trabalho, esse cabo sofrer uma variação de temperatura de 20°C, seu comprimento, em cm, será alterado em

Duas barras de comprimentos iguais, sendo uma de cobre e a outra de alumínio, são coladas a 20°C, formando um único conjunto, conforme mostrado na Figura abaixo.

O conjunto é então aquecido até 120°C.

Sabendo-se que a 120°C a deformação térmica do alumínio é maior que a deformação térmica do cobre, a configuração final do conjunto a 120°C apresentará uma deformação axial

No processo de extração de petróleo, o óleo é retirado do poço a uma temperatura média de 65ºC, enquanto a água do mar se encontra a 2ºC.

Qual é a diferença de temperatura entre o petróleo e a água, em Kelvin e Farenheit, respectivamente?

Uma câmara hiperbárica é um compartimento selado, de volume constante, onde uma pessoa é submetida a pressões maiores do que a atmosférica. Considere uma câmara hiperbárica com n₁ mols de ar, inicialmente a 1,00 x 10⁵ Pa de pressão, a 300 K. Uma quantidade de ar foi injetada na câmara, que passou a ter n₂ mols à pressão de 6,00 x 10⁵ Pa, a 330 K.

Considerando o ar um gás ideal, a razão madamente, vale, aproximadamente.

O controle de um determinado processo industrial exige o monitoramento de um pequeno intervalo de temperaturas. Para isto, foi construído um termômetro com uma escala linear X. Nesta escala, 0 °X corresponde a 20,000 °C, e 100,00 °X corresponde a 20,500 oC.

O valor em °X correspondente a 20,150 °C é

Uma bomba de calor tem por finalidade transferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente.

Na coluna de destilação acima representada, visando a efetuar troca de calor entre as correntes de topo e de fundo da coluna, a bomba de calor ilustrada apresenta uma configuração

A Figura acima é compatível com uma máquina térmica que se constitui de

Uma corrente a montante da válvula está em fase líquida na temperatura T₀ e pressão P₀. A corrente contém uma substância pura, cuja pressão de vapor da T₀ é P_v(T₀).

A perda de carga na válvula reduz a pressão em 30%.

Desprezando-se efeitos térmicos devido ao atrito pela perda de carga, ao atravessar a válvula adiabática, a corrente

Um mol de um gás monoatômico ideal se encontra dentro de um recipiente inicialmente a uma temperatura To e sofre uma transformação isobárica, de modo que o seu volume dobra de valor. A quantidade de calor que o gás recebeu nesta transformação é dado por: Obs.: considere R como a constante geral dos gases.

Uma haste de comprimento inicial Lo e temperatura inicial To é aquecida até chegar a uma temperatura igual a 9To. Sabendo que o comprimento da haste aumentou em 4%, o coeficiente de dilatação linear desta haste vale:

Um calorímetro de capacidade térmica 80 cal/ºC, contendo 400g de água a 10ºC, é utilizado para determinação do calor específico de uma barra de liga metálica de 300g. A barra é inicialmente aquecida a 100ºC e imediatamente colocada dentro do calorímetro. Suponha que a água, a barra de liga metálica e o calorímetro formam um sistema isolado. Sabendo que a temperatura de equilíbrio térmico atingida no calorímetro foi de 20ºC, determine o calor específico do material da barra. Considere o calor específico da água 1,0 cal/(g.ºC)

Uma amostra de n mols de um gás ideal se expande isotermicamente, de modo que o seu volume triplica. Podemos afirmar que a variação da entropia neste processo é igual a:

Um mol de um gás monoatômico ideal, que está inicialmente a uma temperatura To, sofre uma transformação isovolumétrica, de modo que a sua pressão triplica. Em seguida, o gás sofre uma nova transformação isotérmica, de modo que o seu volume dobra de valor nesta transformação. A quantidade de calor que o gás recebeu ao longo de todo o processo é igual a: Obs.: considere R a constante geral dos gases.

Uma lâmina bimetálica foi acoplada a um circuito elétrico simples construído por um estudante para ser utilizado como alarme de incêndio.

De acordo com a figura, para que esse alarme funcione corretamente, é necessário principalmente que:

Dois blocos A e B de materiais distintos possuem massa de, respectivamente, 200 g e 100 g. Para que eles obtenham a mesma variação de temperatura, é necessário fornecer ao bloco A o triplo da quantidade de calor fornecida a B.

Nesse caso, pode-se afirmar que:

Durante uma conversa com seus alunos sobre dieta, metabolismo e gasto calórico, uma professora de Biologia escuta o seguinte comentário:

“Professora, não adianta tentar emagrecer, pois, mesmo sem ingerir qualquer alimento e fazer exercício físico, eu continuo engordando!”

Compreendendo o “ingerir alimento” como único recebimento de energia, pode-se concluir que tal afirmação contraria qual das leis a seguir?

Um gás, com um volume inicial V, uma energia interna U e uma pressão P, expande-se isobaricamente até um volume final 2V, alcançando uma energia interna 2U. A expansão está representada abaixo.

Após a análise do gráfico, o calor absorvido pelo gás, nesta expansão, é:

A figura abaixo apresenta um recipiente cilíndrico com um êmbolo, ambos feitos de material cuja capacidade térmica é desprezível. O atrito pode ser desconsiderado entre o êmbolo e as paredes do cilindro. Pendurado ao êmbolo, em equilíbrio, há um corpo suspenso por um fio. No interior, o cilindro armazena, sem escape, um gás ideal que ocupa um volume de 5 litros, estando à temperatura de 300 K e com pressão de 0,6 atm.

Em determinado instante o fio é cortado e após o gás reencontrar seu equilíbrio termodinâmico de maneira natural, os valores de suas variáveis de estado V, P e T serão:

O cotidiano é repleto de máquinas térmicas: automóveis com motor de combustão interna, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores. A figura abaixo representa o diagrama pV de uma máquina térmica que opera segundo o ciclo de Brayton, esquematicamente análogo a um refrigerador.

Considerando o diagrama pV representado na figura, avalie as afirmativas:

I A área da região delimitada pela curva da figura é igual ao trabalho realizado sobre o gás para extrair calor F (Q ) de um reservatório frio e rejeitar uma quantidade maior de calor (Q ) Q para o reservatório quente.

II O gás deve sofrer uma expansão adiabática no processo de 2 para 1 para que sua temperatura fique abaixo da temperatura do reservatório frio.

III O gás deve sofrer uma compressão adiabática no processo de 4 para 3 para que sua temperatura fique acima da temperatura do reservatório quente.

Das afirmativas feitas, está(ão) correta(s):

Para determinada aplicação, é necessária a utilização de um motor térmico com potência útil de 5kW. Para isso, duas alternativas de motor foram propostas, com o motor I, que consome 10.000J/s de taxa de calor e trabalha com T₁ = 300K e T₂ = 1.200K , ou com o motor II, que consome 8.000J/s de taxa de calor e trabalha com T₁ = 300K e T₂ = 900K. Denotando por T₁, T₂ , W e Q, respectivamente, a temperatura da fonte fria, a temperatura da fonte quente, a potência desenvolvida e a taxa de calor fornecida, e considerando que a máxima eficiência teórica que uma máquina térmica pode desenvolver corresponde à do ciclo de Carnot, é correto afirmar que: