Em um dia quente, um ciclista mediu a pressão dos pneus de sua bicicleta antes de iniciar um treino em uma estrada, obtendo o valor P₀ . Após pedalar continuamente por 30 minutos, com o ar dentro dos pneus mais quente do que no início, mediu novamente a pressão dos pneus, obtendo o valor P₁ . Considerando o ar como um gás ideal e sabendo que o volume dos pneus permaneceu constante durante todo o treino, o valor de P₁ é

Alguns cubos de gelo feitos de água pura foram retirados de um freezer a uma temperatura θ < 0 ºC e deixados dentro de um copo inicialmente vazio, à temperatura ambiente, sobre uma pia de uma cozinha, no nível do mar. A imagem mostra esses cubos durante o processo de fusão, em que coexistem os estados sólido e líquido da água dentro do copo.


(Imagem gerada por IA. https://designer.microsoft.com. Adaptado.)

Nessa situação, o sistema está a uma temperatura 

Para muitas pessoas, um ovo perfeitamente cozido tem uma gema cremosa e uma clara firme. A gema atinge uma textura cremosa a 65 °C, mas a clara fica totalmente firme a 85 °C.
Métodos comuns de cozimento frequentemente resultam em um ovo com clara e gema duras (1), um ovo com clara dura e gema cremosa (2) ou um ovo com clara e gema cremosas (3).
Pesquisadores da Universidade de Nápoles, entretanto, perceberam que alternar o cozimento dos ovos em água a 100 °C e 30 °C a cada dois minutos, totalizando 32 minutos (4), faz com que as duas regiões do ovo (clara e gema) respondam de formas diferentes às temperaturas alternadas. Aplicando o método estudado (4), a temperatura da clara oscila antes de finalmente se estabilizar em torno de 85 °C, enquanto a temperatura da gema sobe lentamente até atingir 67 °C, quando chega à consistência desejada.
A figura a seguir compara o ovo cozido para cada um dos métodos descritos.




Di Lorenzo, E., Romano, F., Ciriaco, L. et al. “Periodic cooking of eggs”. Commun Eng 4, 5 (2025). Adaptado.

Suponha que, em cada método de cozimento, cada parte do ovo (clara e gema) seja aquecida de uma temperatura inicial de 20 ºC até as respectivas temperaturas finais apresentadas na figura. A quantidade de calor total recebida Qn pelo conjunto gema + clara para o método de cozimento (n = 1, 2, 3, 4), em ordem crescente, é:

O gás monóxido de dinitrogênio é empregado como agente analgésico e anestésico. Em um hospital dispõe-se de um reservatório de volume interno de 4,0 L contendo 8,8 g desse gás mantido a 300 K.
A pressão, em atmosferas, desse gás no interior do reservatório corresponde a:

Em uma linha de envase, atuadores pneumáticos operam em ciclos repetitivos para empurrar frascos. Em um teste de rotina, sensores registram o comportamento de uma câmara pneumática preenchida com gás ideal para verificar se a energia por ciclo é compatível com a potência do conjunto. O ciclo observado é representado no diagrama P × V a seguir, com contorno retangular, composto por duas etapas isobáricas e duas isocóricas.




Diagrama P-V.

Elaboração própria. As pressões alternam entre 1,0 atm e 2,5 atm, enquanto os volumes variam entre 2,0 L e 6,0 L nos trechos isocóricos. O percurso do ciclo é horário. Perdas mecânicas ou térmicas devem ser desprezadas e deve-se adotar que 1 atm = 1,0 × 10⁵ Pa; 1L = 1,0 × 10^–3 m³ .
O trabalho líquido realizado pelo gás por ciclo, em joules, é igual a:

Um inventor apresentou proposta de uma máquina térmica que opera em ciclos entre dois reservatórios: um a –33 °C e outro a 227 °C. Em cada ciclo, a máquina recebe 3,0 kJ de calor do reservatório quente.

É correto afirmar que o rendimento real da máquina apresentada

Em um experimento para observação do comportamento dos gases, um professor levou para a escola dois balões idênticos, resistentes, flexíveis e preenchidos com iguais volumes do gás hélio. Após a medida dos diâmetros dos balões pelos estudantes e a constatação de que os volumes eram iguais, o professor manteve um dos balões à temperatura ambiente de 25 °C, enquanto o segundo foi levado para dentro de uma geladeira com temperatura menor que 5 °C e mantido por tempo suficiente até observação de alteração do volume.

De acordo com a teoria cinética dos gases, é correto afirmar que o volume do balão mantido na geladeira é

As figuras 1 e 2 representam o circuito elétrico do indicador do nível de combustível de um veículo. Esse indicador possui uma boia de plástico que flutua no combustível, dentro do tanque, e está conectada a uma barra de metal. A outra ponta dessa barra desliza sobre um resistor de resistência variável (reostato). Quando o tanque está cheio (figura 1), apenas uma pequena porção do resistor faz parte do circuito. Quando o tanque está vazio (figura 2), uma grande porção do resistor faz parte do circuito.



A bateria do veículo faz circular uma corrente elétrica por esse circuito, que é usada para aquecer uma lâmina bimetálica constituída por dois metais, A e B, que, quando aquecida, se curva e desloca o ponteiro do mostrador, conforme a figura 1.

À medida que o combustível vai sendo utilizado, a intensidade da corrente elétrica que passa pelo reostato vai ________ e, para que esse indicador funcione como descrito na figura, o coeficiente de dilatação térmica do metal A da lâmina bimetálica deve ser ___________ coeficiente de dilatação térmica do metal B.

As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por:

Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém 200 g de água a 25 °C. Coloca-se 100 g de gelo a –20 °C.

Considere que não há troca de calor com o meio externo, o calor específico da água c_a = 1,0 cal/g °C, o calor específico do gelo c_g = 0,5 cal/g °C e o calor latente de fusão do gelo L_f = 80 cal/g.
Atingido o equilíbrio térmico, a massa de água existente no calorímetro é

Q representa a quantidade de calor necessária para aquecer quatro litros de água, originalmente a 10^oC, até que ela atinja 50^oC. Q2 denota a quantidade de calor para aquecer dois litros de água de 10^oC até 90^oC.

A razão Q₂/Q é:

Dois blocos de massas idênticas, um de alumínio (Al) e outro de ferro (Fe), são aquecidos em um forno até atingirem a mesma temperatura. Eles são retirados e, separadamente, resfriam-se até atingir a temperatura ambiente. Q_AL e Q_Fe denotam as respectivas quantidades de calor que cada bloco liberou no seu processo de resfriamento. Considerando que o calor específico do alumínio é o dobro do calor específico do ferro, a razão Q_AL/Q_Fe é:

Uma dada solução aquosa a 100 °C apresenta o equilíbrio químico A(aq) = B(aq). A quantidade inicial de A(aq) corresponde a 1,0 mol, e a constante de equilíbrio dessa reação é igual a 1,0. A essa solução é fornecida uma quantidade de energia igual a 540 cal por segundo, e a quantidade inicial de água na solução é igual a 1000 g.

Considere que: (i) o volume das substâncias A e B é desprezível em relação ao volume da solução; (ii) o equilíbrio é atingido muito rapidamente; (iii) as substâncias A e B não são voláteis; e (iv) toda a energia é utilizada para ebulição do solvente.

Assinale a alternativa que melhor representa o tempo gasto, em segundos, para que a temperatura da solução aumente em 1,04 °C.

Dados:

K (ebulioscópica) da água = 0,52 °C·kg·mol⁻¹

Δ H_ebulição(H₂O) = 540 cal·g⁻¹.

Considere duas barras X e Y, com 200 g cada, compostas por materiais hipotéticos distintos. Com o objetivo de determinar o calor específico de cada material, foram realizados os dois experimentos isobáricos a seguir:

Experimento 1: As barras X e Y, inicialmente a 230 °C, foram colocadas simultaneamente em um mesmo recipiente isolado (m = 500 g e C_p = 0,1 cal·g⁻¹·°C⁻¹), que continha água (m = 350 g e C_p = 1,0 cal·g⁻¹·°C⁻¹), inicialmente a 25 °C.

Experimento 2: A barra X, inicialmente a 260 °C, e a barra Y, inicialmente a 185 °C, foram colocadas simultaneamente no mesmo recipiente isolado, que continha os mesmos 350 g de água, inicialmente a 25 °C.

Sabendo que, no início do experimento, a água e o recipiente se encontravam na mesma temperatura e que, em ambos os experimentos, o equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C, assinale a alternativa que apresenta o calor específico (em cal·g⁻¹·°C⁻¹) dos materiais X e Y, respectivamente.

Em um escritório, trabalham 10 funcionários de segunda a sexta, em um regime de oito horas por dia. Diariamente, o ar-condicionado é ligado para manter o local de trabalho a 17 °C, sendo que o ambiente externo está a uma temperatura de 37 °C. Considere que o ar-condicionado funcione com máxima eficiência e que ele aja apenas para retirar o calor gerado pelas pessoas, que é de 100 W por funcionário. Sabendo que a tarifa da energia elétrica é de R$ 0,91 por kWh, assinale o custo aproximado para usar o ar-condicionado durante 4 semanas.

Durante um estudo de termorregulação, um fluido que simula o sangue percorre um circuito fechado. Ele entra no “coração artificial” a 36°C e sai a 37°C.
Se o fluxo de massa for constante em 0,05 kg/s e o calor específico for 4.200 J/(kg.°C), qual a potência térmica fornecida pelo “coração artificial” ao fluido?  

Em um procedimento de esterilização de um segmento ósseo para um implante, a equipe médica aquece 200 g de osso (calor específico aproximado de 0,3 cal/g.°C) de 20°C até 80°C. Sabendo que 1 cal ≈ 4,2 J e que o equipamento de aquecimento fornece uma potência de 100 W, qual é o tempo aproximado necessário para aquecer o osso até a temperatura desejada? 

Em um experimento didático, um professor de química comparou o comportamento de diferentes gases ao serem submetidos a variações de temperatura e de pressão. Ele destacou que, para simplificar os cálculos e para prever o comportamento dessas substâncias, considera-se o modelo de gás ideal, que se baseia em uma série de pressupostos teóricos. A partir dessa abordagem, os alunos puderam compreender melhor como os gases se comportam em diversas condições. Assim, o modelo de gás ideal é amplamente utilizado para descrever o comportamento dos gases em diferentes situações. Sobre esse modelo, assinale a alternativa correta. 

O ultrassom microfocado é um novo tratamento de estética aplicado por dermatologistas em pacientes que desejam o rejuvenescimento e a melhora da firmeza da pele. O aparelho utiliza uma tecnologia que aplica ondas de ultrassom em múltiplos pontos da pele, promovendo a coagulação, desnaturação e reorganização e produção de colágeno. A pele, inicialmente a 36 °C, aquece até aproximadamente 66 °C, o que inicia um processo inflamatório liberando substâncias responsáveis pela fabricação de colágeno novo. A sessão demora 30 minutos quando o tratamento é no rosto, e entre 1 hora ou mais quando se trata de uma região maior do corpo.
Disponível em: https://drdanielstellin.com.br/dermatologia-estetica/ultrassom-microfocado/. Acesso em: 12 ago. 2025 (adaptado).
Considere que 50% da energia liberada pelo aparelho seja efetivamente usada no aquecimento da pele do rosto de uma paciente durante uma sessão do ultrassom microfocado.
Nessas condições, qual será a relação entre a quantidade de energia absorvida para cada 1 °C de elevação da temperatura da pele, em cal/°C?
Dados: potência do aparelho: 300 W; 1 caloria corresponde a 4J.

Durante uma partida de basquete universitário, a estudante Marie Curie sofreu uma entorse de joelho após uma aterrissagem desequilibrada. Imediatamente, o inchaço começou a se formar na região lateral da articulação, um sinal clássico do processo inflamatório. A fisioterapeuta do clube aplicou uma bolsa de gelo específica contendo 200 g de gelo a -4 °C, explicando que a crioterapia ajuda a reduzir o edema (inchaço) através da retirada de calor do local lesionado, o que provoca vasoconstrição, diminui o metabolismo celular e reduz o extravasamento de líquidos para os tecidos. A aplicação foi mantida por 30 minutos. Ao final desse período, o gelo havia derretido completamente, e a água da bolsa atingiu a temperatura de 2 °C. Considerando os processos físicos de aquecimento do gelo, sua fusão e o aquecimento da água resultante, qual foi a quantidade total de calor retirada do joelho lesionado de Marie Curie durante essa aplicação terapêutica?

Dados:
• Calor específico do gelo: cg=0,5 cal/g°C
• Calor latente de fusão do gelo: Lf=80 cal/g
• Calor específico da água: ca=1,0 cal/g°C

Em uma unidade de terapia intensiva (UTI), um cilindro de oxigênio gasoso (O2) com capacidade de 50 litros é utilizado para a ventilação mecânica de um paciente. Sabe-se que o gás no interior do cilindro está a 150 atm e a 27 °C (300 K). Segundo o prontuário do paciente, a terapia deve ser administrada utilizando uma taxa constante de fluxo de 10 litros de oxigênio por minuto (L/min). Assumindo-se o comportamento de gás ideal e um processo de liberação isotérmica até que a pressão do cilindro seja de 1 atm, o tempo total de suprimento de oxigênio que o cilindro pode fornecer ao paciente é: