Um estudante adaptou o sistema elétrico de um chuveiro para utilizá-lo como aquecedor de água. O estudante colocou o sistema para aquecer a água de sua caixa d'água. Sabemos que a caixa estava com 1000 litros de água, inicialmente a 20°C, e que ele queria que a temperatura da água atingisse 30°C. Passado o intervalo de uma hora, o estudante resolveu acelerar o processo de aquecimento e mudou a potência do sistema para um valor maior, de acordo com o gráfico a seguir.

Suponha que as trocas de calor se deram apenas entre o aquecedor e a água, e que as perdas de calor para o ambiente possam ser desconsideradas. Assinale a alternativa que indica qual será, aproximadamente, o tempo total que o estudante terá que esperar até que a água atinja a temperatura desejada.
(Dados: calor específico da água 4200 J/kg°C; densidade da água 1,0 kg/dm³ ).

Uma pessoa toma um banho de 20 minutos de duração, consumindo 300kg de água que escoam, a uma taxa constante, no interior de um aquecedor elétrico de fluxo contínuo que opera em regime estacionário durante todo o banho. Desprezando qualquer tipo de perda, determine a variação de temperatura, na escala fahrenheit, sofrida pela massa de água, desde a entrada até a saída do aquecedor, sabendo que ele possui um resistor de resistência elétrica igual a 40Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de 25A.

Um gás diatômico ideal (γ = C_p /C_V = 7/5), inicialmente com pressão P₀ e volume V₀ , passa por um processo isotérmico que faz com que o volume do gás se torne V₀ /32; e, em seguida, sofre um processo adiabático até sua pressão atingir P₀ /4.
O valor final do volume do gás, em função de V₀ , é

O conteúdo de uma garrafa térmica tem 1/3 de seu volume preenchido com água à temperatura T₀, e 2/3 preenchido com água à temperatura T₀ /2. A temperatura de equilíbrio, em função de T₀, é

Observe a figura abaixo. 

A figura mostra dois processos, I e II, em um diagrama pressão (P) x volume (V) ao longo dos quais um gás ideal pode ser levado do estado inicial i para o estado final f.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é ........ nos dois processos. O trabalho W_I realizado no processo I é ........ que o trabalho W_II realizado no processo II. 

Quando se fornece calor a uma substância, podem ocorrer diversas modificações decorrentes de propriedades térmicas da matéria e de processos que envolvem a energia térmica.
Considere as afirmações abaixo, sobre processos que envolvem fornecimento de calor.

I - Todos os materiais, quando aquecidos, expandem-se.
II - A temperatura de ebulição da água depende da pressão.
III- A quantidade de calor a ser fornecida, por unidade de massa, para manter o processo de ebulição de um líquido, é denominado calor latente de vaporização.


Quais estão corretas?

Em um calorímetro são colocados 100 g de gelo a 0°C e 200 g de água a 40°C.

Calcule, em °C, a temperatura final do sistema, supondo o calorímetro perfeitamente isolado.

Dados

c_água = 1,00 cal/gºC

L_gelo = 80 cal/g

Uma jarra térmica com aquecimento elétrico e paredes adiabáticas pode ser utilizada para aquecer líquidos em seu interior utilizando um elemento resistivo que aquece devido ao Efeito Joule. Considere uma jarra térmica com aquecimento elétrico, projetada para operar a uma tensão de 100,0 V e corrente elétrica de 4,0 A através de seu elemento resistivo para produzir aquecimento. Deseja-se aquecer 0,50 litros de água da temperatura inicial de 15,0 ℃ até a temperatura final de 95,0 ℃. Considere que não há troca de calor através das paredes da jarra e que o calor gerado pelo elemento resistivo é integralmente transferido para o líquido. Assinale a alternativa que mostra CORRETAMENTE o tempo necessário para causar esta variação de temperatura na água.
Dados: calor específico da água, c = 1,00 cal/g °C = 4,20 J/g °c ; densidade da água, p= 1,00 g/cm³ = 1000 kg/m³

Considere as seguintes assertivas sobre calor e temperatura:
I – Calor de transformação de uma substância é a energia total cedida ou absorvida por uma substância na forma de calor durante uma transformação de fase; II – Calor é a energia transferida entre sistemas em decorrência da existência de diferença de temperatura entre eles; III – Temperatura de um sistema é a medida da quantidade de calor contida nesse sistema; IV – De acordo com a Lei Zero da Termodinâmica, se um sistema C está em equilíbrio térmico com um sistema A e com um sistema B, os sistemas A e B transferiram energia para o sistema C na forma de Calor.
É CORRETO afirmar que

Problemas respiratórios, sangramento pelo nariz, irritação nos olhos e ressecamento de mucosas e da pele são algumas das consequências à saúde humana, provocadas pela baixa umidade relativa do ar, conforme avaliação da Organização Mundial de Saúde (OMS). Alguns desses sintomas podem ter sido comuns em Dourados na tarde do dia 19 de setembro de 2017, quando a estação agrometeorológica da Embrapa Agropecuária Oeste registrou que a umidade relativa do ar mínima atingiu 8%. Foi o menor nível do ano na cidade, que ainda registrou temperatura máxima de 35°C.

Dados:

Pressão de vapor da água a 35°C é 5,6 x 10³ Pa

Constante universal dos gases é 8,314 Pa.m³/mol.K

Considerando um quarto de 36 m³ com temperatura e umidade relativa do ar referentes ao dia 19 de setembro de 2017, a massa de vapor de água presente será de

Em um dia típico na região Centro-Oeste é comum se observar uma amplitude térmica, diferença entre as temperaturas máxima e mínima de um mesmo dia, de 15° C. O quanto equivale essa mesma amplitude térmica na escala Kelvin e Fahrenheit, respectivamente?

A energia necessária para aquecer uma certa massa de água é a mesma nos seguintes casos:

Considere o enunciado de uma lei da termodinâmica, que diz “se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, estarão em equilíbrio térmico entre si”. Assim, é correto afirmar que no equilíbrio térmico

Uma amostra de gás ideal está aprisionada em uma seringa de vidro que está em contato térmico com o meio ambiente. Lentamente, o êmbolo é pressionado (sem deixar escapar gás) até que o volume do gás diminui à metade e a sua pressão é dobrada.

Sobre a temperatura T do gás e o sinal do trabalho realizado por ele, nesse processo, conclui-se que

Em um trecho do ciclo executado por uma máquina térmica, um gás recebe uma quantidade de calor Q = 120J ao se expandir, e executa um trabalho W = 80 J. Nesse trecho, a energia interna do gás

Uma amostra de um gás ideal ocupa, inicialmente, um volume V₀ , sendo sua temperatura T₀ e pressão 3P₀ . O gás sofre uma transformação em duas etapas. Na primeira etapa, a pressão do gás passa de 3P₀ para 2P₀ mantendo o volume do gás constante igual a V₀ e atingindo a temperatura final T₁ . Na segunda etapa, o volume do gás muda para 2V₀ , mantendo pressão do gás constante em 2P0 e atingindo a temperatura final T₂. As relações entre T₀ , T₁ e T₂ são:

Um estudante monta um dispositivo termométrico utilizando uma câmara, contendo um gás, e um tubo capilar, em formato de “U”, cheio de mercúrio, conforme mostra a figura. O tubo é aberto em uma das suas extremidades, que está em contato com a atmosfera.


Inicialmente a câmara é imersa em um recipiente contendo água e gelo em fusão, sendo a medida da altura h da coluna de mercúrio (figura) de 2cm. Em um segundo momento, a câmara é imersa em água em ebulição e a medida da altura h da coluna de mercúrio passa a ser de 27cm. O estudante, a partir dos dados obtidos, monta uma equação que permite determinar a temperatura do gás no interior da câmara (θ), em graus Celsius, a partir da altura h em centímetros. (Considere a temperatura de fusão do gelo 0°C e a de ebulição da água 100°C).
Assinale a alternativa que apresenta a equação criada pelo estudante.

Icebergs flutuam na água do mar, assim como o gelo em um copo com água potável. Imagine a situação inicial de um copo com água e gelo, em equilíbrio térmico à temperatura de 0 °C. Com o passar do tempo o gelo vai derretendo. Enquanto houver gelo, a temperatura do sistema

Furacões são sistemas físicos que liberam uma enorme quantidade de energia por meio de diferentes tipos de processos, sendo um deles a condensação do vapor em água. De acordo com o Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico, um furacão produz, em média, 1,5 cm de chuva por dia em uma região plana de 660 km de raio. Nesse caso, a quantidade de energia por unidade de tempo envolvida no processo de condensação do vapor em água da chuva é, aproximadamente,
Note e adote:
π =3. Calor latente de vaporização da água: 2 x 10⁶ J/kg.
Densidade da água: 10³ kg/m³.
1 dia = 8,6 x 10⁴ s. 

Um fabricante de acessórios de montanhismo quer projetar um colchão de espuma apropriado para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. Considere que a taxa de transferência de calor ao solo por uma pessoa dormindo confortavelmente seja 90 kcal/hora e que a transferência de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusivamente pelo mecanismo de condução térmica através da espuma do colchão. Nestas condições, o gráfico representa a taxa de transferência de calor, em J/s, através da espuma do colchão, em função de sua espessura, em cm.

Considerando 1 cal = 4 J, a menor espessura do colchão, em cm, para que a pessoa durma confortavelmente é