Questões de Concurso
Sobre física térmica - termologia em física
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O gráfico a seguir mostra a curva de aquecimento de uma substância, obtida durante uma aula prática.
Com relação às informações fornecidas pelo gráfico, assinale (V) para a afirmativa verdadeira e (F) para a falsa.
( ) O gráfico mostra a temperatura da substância em função da quantidade de energia que é transferida por ela para o meio, ao longo do tempo.
( ) A temperatura de fusão dessa substância é -50 oC.
( ) A substância analisada não é uma substância pura, mas sim, uma mistura de substâncias.
As afirmativas são, respectivamente,
Considere um gás de fótons em equilíbrio contido em uma caixa cúbica de volume L3 .
Calcule o número de modos normais permitidos de frequência ω no intervalo dω.
Figura B
No dilatômetro, dispositivo utilizado para medir a dilatação térmica linear de certas substâncias metálicas, uma barra metálica oca é anexada de modo que água aquecida (ou vapor aquecido) a uma temperatura conhecida circula em seu interior. Uma das extremidades da barra é fixada de modo que toda a expansão da barra ocorra apenas na outra extremidade livre. Nesta, há uma ponta móvel, que é encostada à barra e, com a dilatação da barra, se move, fazendo girar um eixo acoplado a um ponteiro, que indica a dilação da barra por meio de um mostrador graduado, conforme representado na figura A.
A figura B esquematiza a parte interna do mecanismo composto pela ponta móvel, pelo eixo giratório (cujo raio é r = 5,0 mm) e pelo ponteiro. Ao dilatar-se, a barra move a ponta para a direita, que faz girar o eixo juntamente com o ponteiro, por meio de um acoplamento entre a ponta e o eixo por intermédio de pequenos dentes de engrenagem.
Na situação descrita, supondo-se que não haja deslizamento entre a ponta móvel e o eixo rotativo do dilatômetro, e desprezando-se quaisquer atritos existentes em todo o sistema, é correto afirmar que a calibração da escala do mostrador será obtida quando a razão
, em que
é a variação angular do ponteiro e
, a
dilatação sofrida pela barra, for igual a Considerando-se
= 1 + x − y para x ≪ 1 e y ≪ 1, conclui-se que, no citado experimento, a razão E0/E' foi
A figura precedente ilustra um sistema denominado de pêndulo de Newton, que consiste em somente dois pêndulos idênticos, A e B. O pêndulo A é erguido a uma altura de h0 em relação à sua posição de equilíbrio e abandonado a partir do repouso desse ponto. Ao descer, colide frontalmente com o pêndulo B, que estava em repouso, elevando-o, após a colisão, a uma altura h' (< h0) em relação à posição de repouso. Após cada colisão, a temperatura de ambos os pêndulos varia
. Toda a
dissipação de energia mecânica é convertida integralmente em
energia térmica dos pêndulos e, após cada colisão, um deles
permanece totalmente em repouso. Com base nessas informações, assinale a opção que indica a altura atingida pelo pêndulo A quando o pêndulo B retorna e colide contra ele, considerando g como o módulo da aceleração gravitacional e c como o calor específico do material que constitui os pêndulos.
A fim de se descobrir a capacidade térmica de certo calorímetro, colocou-se dentro dele 50 g de água e verificou-se que o equilíbrio térmico se dava à temperatura de 25 °C. Após isso, introduziu-se um pequeno resistor elétrico que, ligado a uma fonte de tensão, fornecia uma potência de 8,4 W ao conjunto água + calorímetro. A variação de temperatura pôde ser acompanhada por um termômetro imerso no sistema, conforme ilustrado na figura anterior. Após 10 min de funcionamento, verificou-se que a temperatura do conjunto (em um novo equilíbrio térmico) havia atingido 45 °C.
Supondo-se que não haja perdas de calor ao ambiente (ou seja, que toda a energia térmica gerada pelo resistor seja absorvida pelo sistema água-calorímetro) e assumindo-se o calor específico da água como 1 cal∙g−1∙°C−1 e 1 cal = 4,2 J, é correto afirmar que a capacidade térmica do calorímetro é igual a
Em um laboratório de física, pretendia-se investigar as propriedades de um gás ideal monoatômico de massa atômica igual a 4,0 g/mol. Para tanto, confinou-se certa quantidade desse gás em um cilindro fechado munido de um êmbolo móvel, um manômetro e um termômetro, e submeteu-se esse gás a uma expansão isotérmica. Com esse procedimento, foi possível registrar diversas medidas de sua pressão (em Pa) em função do seu volume (em m3). Por fim, os resultados foram organizados na forma do gráfico precedente, o qual apresenta a pressão (P) em função do volume (V).
A partir das informações fornecidas, e assumindo que a constante dos gases ideais seja igual a 8 J∙mol−1∙K−1, assinale a opção correta acerca do sistema descrito.
A energia, segundo a Primeira Lei da Termodinâmica (ou Princípio da Conservação da Energia), não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma em outra ou transferida de um corpo para outro. Em relação às formas de energia, avaliar se as afirmativas são certas (C) ou erradas (E) e assinalar a sequência correspondente.
( ) Energia potencial é a energia que um corpo possui devido ao seu movimento.
( ) Energia elétrica pode ser transformada em luz, calor ou movimento mecânico.
( ) Energia cinética é a energia associada à posição ou condição de um corpo.
( ) A energia química armazenada em alimentos pode ser transformada em energia cinética e térmica pelo corpo humano.
Qual é a variação da energia interna do gás durante o processo?