Quando um corpo se dilata, ele sofre variações nas três dimensões: no comprimento, na altura (ou espessura) e na largura; entretanto, dependendo do contexto, basta analisar apenas uma delas. Podemos exemplificar tal situação analisando os trilhos da estrada de ferro. Eles dilatam-se nas três dimensões, mas quando consideramos somente o efeito da variação de temperatura sobre o comprimento, estaremos lidando com uma dilatação térmica linear que é afetada por três fatores:

•O comprimento inicial L_o do material, a uma certa temperatura Θ_o

•A variação de temperatura ∆Θ=Θ_final-Θ_o

•O coeficiente linear do material (α), que indica a variação do comprimento do objeto; por exemplo: para a prata no estado sólido tem-se que α=0,000019°C−1=1,9.10−5°C−1. O significado de α é que a cada 1°C de variação na temperatura, a dilatação constatada no comprimento de um objeto feito desse material é de 19 milionésimos, para menos ou para mais.

A expressão matemática que permite o cálculo da dilatação linear é

Sabendo que coeficiente linear do ferro é 0,000012°C^-1 e usando a expressão matemática acima descrita, analise a seguinte situação: para que um fio de ferro tenha uma dilatação de 6 mm em seu comprimento, devido a um aquecimento de 50°C, qual deve ser seu comprimento inicial?

Numa temperatura de 20ºC, um tubo de ensaio tem um volume interno (limitado pelas paredes) de 20cm³ . O coeficiente de dilatação volumétrica médio do vidro é de 25.10^-6 ºC^-1 , para um intervalo de temperatura de 50ºC. Desse modo, pode-se dizer que o volume interno do tubo a 50ºC é de

No dia 13 agosto de 2018, determinado sítio WEB informou que as temperaturas médias mínima e máxima, da região Sul do Brasil, foram 9ºC e 22ºC, respectivamente. Qual foi o valor da amplitude térmica dessa região em Fahrenheit?

Um calorímetro de capacidade térmica 50 cal/ºC contém 450g de água cujo calor específico é 1,0 cal/gºC . O calorímetro e a água estão inicialmente isolados em equilíbrio térmico a 10,0ºC . Um bloco metálico de 500g , inicialmente a 60º C, é colocado dentro da água e o sistema, isolado, atinge o equilíbrio térmico a 20ºC . Com base nas informações sobre a troca de calor, analise as afirmativas:
I. O calor específico do bloco metálico é 0,25cal/gºC .
II. O bloco metálico tem uma quantidade inicial de calor maior que o calorímetro.
III. A água recebe a mesma quantidade de calor que o calorímetro.
IV. O bloco metálico recebe 5000J de calor até atingir o equilíbrio térmico.
Assinale a alternativa CORRETA.

Em tempos onde cientistas e empresas estão preocupados em desenvolver dispositivos cada vez mais eficientes, que consomem menos dos nossos recursos naturais, surgem protótipos que prometem alta eficiência energética. Com este intuito, um pesquisador afirma ter construído um motor a combustão que funciona de acordo com o ciclo de Carnot, cuja eficiência térmica é de 52% e opera entre as temperaturas de 7°C e 127°C. Com relação aos conceitos de máquinas térmicas é CORRETO afirmar que:

Um gás ideal é submetido a uma transformação adiabática reversível, em que a quantidade de mols do gás se mantém sempre constante durante todo o processo.

Sobre essa situação, afirma-se:

Uma massa de água no estado sólido, inicialmente à temperatura de –10 ºC, é aquecida até atingir a temperatura final de 80 ºC. Considere que todo o processo tenha ocorrido à pressão constante de 1,0 atm e que essa massa de água tenha recebido um total de 16500 cal para o processo térmico. Sem levar em conta os efeitos de sublimação do gelo para temperaturas abaixo de 0 ºC, assuma que o valor para o calor específico do gelo seja de 0,5 cal/g ºC, que o calor específico da água seja 1,0 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo seja de 80,0 cal/g.

Nesse caso, a massa de água aquecida, em gramas, durante o processo é de

A observação de alguns corpos celestes tem se tornado difícil em grandes centros urbanos, principalmente por conta da poluição luminosa produzida. Os rastros luminosos deixados no céu pelas estrelas cadentes, por exemplo, são mais facilmente observados em locais ermos e distantes das cidades. As estrelas cadentes são, na verdade, meteoros cujas velocidades medidas são da ordem de milhares de quilômetros por hora. Erroneamente se atribui o aquecimento das regiões próximas ao meteoro ao atrito entre ele e a atmosfera, mas a principal razão desse aquecimento é a _________ do ar atmosférico logo à frente do meteoro.

Um grupo de estudantes, em aula de laboratório de Física, mergulhou o resistor de um aquecedor elétrico, ligado a uma fonte de tensão de 120 V, em um recipiente, termicamente isolado, contendo água. Mediram a temperatura da água em função do tempo e verificaram que, em 2 minutos, a temperatura variou de 20°C a 80°C. A partir dos resultados obtidos, construíram o gráfico apresentado na figura abaixo, da quantidade de calor Q, em calorias, fornecida à água em função do instante t, a partir do mergulho do resistor na água, em minutos.

Os valores da resistência elétrica do aquecedor e da massa de água aquecida são, respectivamente, iguais a:

Dados

• 1 cal = 4 J

• calor específico da água = 1 cal/g °C

A partir da adaptação para um sistema intensivo de criação em tanques escavados e do uso de aeração artificial diária, é possível se triplicar a produção de peixe de piscicultura no Amazonas, mantendo as mesmas áreas de tanques existentes.

Fonte: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/1472703/piscicultores-buscam-adotar-tecnologia--que-pode-triplicar-producaode-peixe-no-am, acessado em: 14 de julho de 2016. (Adaptado)

Analisando-se um sistema de aeração, percebe-se que uma bolha de ar que ascende desde o fundo de um tanque de piscicultura, com temperatura constante, dobra seu volume desde sua formação até atingir a superfície da água. Considerando-se que o ar da bolha é um gás ideal e que a pressão atmosférica local é igual a 1 atm, a profundidade do tanque é, aproximadamente, igual a 

Um pequeno copo é virado na superfície de um lago, onde o volume V de ar contido no copo está na pressão atmosférica. O copo é baixado até a profundidade H, onde o volume de ar dentro do copo se torna V/2, como mostrado na figura.

Este processo é lento, e a temperatura do copo e da água pode ser considerada como constante. Considerando o ar um gás ideal, calcule a profundidade H, em m.

Em um calorímetro, de capacidade calorífica desprezível, há 120 g de água a 60^o C. Calcule a massa de gelo a 0o C, em g, que deve ser adicionada ao calorímetro de modo que a temperatura final de equilíbrio do sistema seja 40^o C.

Um pequeno balão esférico flexível, que pode aumentar ou diminuir de tamanho, contém 1,0 litro de ar e está, inicialmente, submerso no oceano a uma profundidade de 10,0 m. Ele é lentamente levado para a superfície, a temperatura constante. O volume do balão (em litros), quando este atinge a superfície, é
Dados: p_atm =1,0 x 10⁵ Pa ; p_água = 1,0 x 10³ kg/m³ g = 10 m/s²

Para realizar um tratamento deve-se dar um banho num paciente com água a 37ºC. Utiliza-se nesse procedimento um chuveiro elétrico de resistência 22Ω, ligado a uma rede de 220V. (Considere para efeitos de cálculo, o calor específico da água c ≅ 4J/gºC, a densidade da mesma ρ = 1kg/litro e que toda a energia dissipada na resistência seja convertida em calor).

Sabendo-se que a temperatura ambiente é de 27ºC, a vazão, em mililitros/s, que esse chuveiro deverá ter nessas condições, é:

Considere o caso abaixo e responda: Qual é a transformação sofrida pelo gás ao sair do spray?

As pessoas com asma, geralmente, utilizam broncodilatadores em forma de spray ou mais conhecidos como bombinhas de asma. Esses, por sua vez, preci-sam ser agitados antes da inalação para que a medicação seja diluída nos gases do aerossol, garantindo sua homogeneidade e uniformidade na hora da aplicação.

Podemos considerar o gás que sai do aerossol como sendo um gás ideal, logo, sofre certa transformação em sua saída.