Questões de Concurso Público SEDUC-RJ 2013 para Professor - Física

Os cinco frascos representados abaixo são transparentes, indilatáveis, estão apoiados numa superfície plana e horizontal e parcialmente cheios d'água em temperaturas diferentes.



Sabe-se que em um deles a água está a 4 °C. Lembre-se de que a água tem uma dilatação anômala entre 0 °C e 4 °C, como ilustra o gráfico abaixo, que mostra como a densidade µ da água varia em função da temperatura Ө.



Para tentar descobrir em qual dos recipientes a água está a 4 °C, dispondo-se de uma balança de braços iguais, coloca-se o frasco (2) em um dos pratos e testa-se o equilíbrio da balança colocando- se cada um dos quatro frascos no outro prato. Eis os resultados.



Analisando os resultados desses quatro experimentos, é possível concluir que a água se encontra a 4 °C no frasco:

Um recipiente fechado, adiabático e termicamente indilatável, contém 6,0.10²³ moléculas de um gás ideal sob 1,00 atm a 27 °C. Por um defeito na válvula de segurança, uma parte do gás escapa do recipiente. Sanado o defeito e cessado o vazamento, quando se restabelece o equilíbrio termodinâmico, o gás restante no recipiente está sob 0,63 atm a -3 °C. O número de moléculas do gás que escapou durante o vazamento foi:

Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 460 g de gelo a -20 °C. Nele são introduzidos 50 g de água a 20 °C. O calor específico do gelo é 0,50 cal/g°C, o da água (líquida) é 1 cal/g°C e o calor latente de fusão do gelo, que é igual ao de solidificação da água, é 80 cal/g. Quando se restabelece o equilíbrio térmico, a massa de gelo existente no calorímetro é: