Uma pessoa sofre uma queda em casa e machuca o joelho. Para reduzir a dor e o inchaço provocados pelo trauma, ela aplica imediatamente uma bolsa de gelo sobre a região lesionada. Esse procedimento é comum em primeiros socorros, pois o resfriamento local diminui a dor, reduz o edema e previne complicações inflamatórias.
Suponha que a bolsa contenha 0,30 kg de gelo a 0 °C, colocada sobre a região do corpo cuja massa térmica pode ser aproximada por 2,60 kg de água a 36 °C. A temperatura final de equilíbrio da região (água equivalente + água do gelo derretido) será:
Considere:

• Calor específico da água: c = 1,0 cal/g°C
• Calor de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g
• Despreze trocas de calor com o ambiente e admita que todo o gelo derrete. 

Na Unidade de Temperatura Intensiva (UTI), um paciente adulto é admitido após uma reação adversa a anestésicos, desenvolvendo um quadro de hipertermia (elevação anormal da temperatura corporal acima dos valores considerados normais). A equipe de enfermagem e medicina intensivista registra a temperatura corporal do paciente como 41 °C, valor compatível com emergência clínica. Para fins de monitoramento internacional e padronização em protocolos de pesquisa, é necessário expressar a temperatura também nas escalas Kelvin (K) e Fahrenheit (°F). Assinale a alternativa correta que indica a temperatura corporal do paciente, aproximada, em Kelvin e em Fahrenheit, respectivamente.

Uma barra de concreto, com coeficiente de dilatação linear a = 12.10^-6/°C, tem suas extremidades fixadas em blocos rígidos, conforme a figura. Em decorrência de uma variação de 24 °C em sua temperatura, a barra apresenta uma curvatura, elevando seu centro de uma altura x em relação à parte inferior da barra. Admitindo que a variação no comprimento da barra seja muito pequena quando comparada ao comprimento total da barra (a figura apresenta curvatura superestimada para efeito de visualização), o valor de x, desprezando os termos de ordem a²  ou superior, será: 

O etanol anidro é uma das principais apostas do Brasil para combustíveis sustentáveis. Em uma experiência, uma amostra de 100 g dessa substância foi aquecida e a curva de aquecimento obtida é mostrada no gráfico, no qual T é a temperatura, em ºC, e Q é a quantidade de calor recebida, em kcal.

A quantidade de calor absorvida por uma substância durante seu processo de aquecimento sem mudanças de fase pode ser determinada pela fórmula Q = m٠c٠ΔT, na qual c é o calor específico da substância. Na experiência, o calor específico do etanol anidro líquido obtido é igual a

O metano e o butano são hidrocarbonetos que podem ser encontrados no petróleo e no gás natural. A obtenção e separação desses constituintes do petróleo consiste no aquecimento em altas temperaturas até evaporar, e esse vapor é resfriado em diferentes níveis dentro de uma torre de destilação.

Considere que, antes dos processos de separação, havia uma mistura contendo 80 g de cada um dos gases metano e butano, confinados em 40 litros a uma temperatura de 127 °C.

Dado: Constante dos gases (R) = 0,082 atm.L.K^–1.mol^–1

O valor mais próximo da razão entre a pressão parcial dos gases metano e butano é

Em um laboratório de física, um pesquisador desenvolve uma nova escala termométrica, chamada de escala X. Nessa escala, o ponto de fusão do gelo, (0°C), corresponde a 50 graus e o ponto de ebulição da água, (100°C), corresponde a 120 graus. Com base nesses dados, é possível determinar a temperatura de 30°C na escala X, que será de:

O calor usado para mudar a temperatura de uma substância de massa m é dado por Q = mcΔT, onde c é chamado de calor específico e o calor necessário para alterar o seu estado físico é dado por Q = mL, em que L é chamado de calor latente. A figura a seguir representa o diagrama de temperatura em função da quantidade de calor para a mesma quantidade de massa das substâncias 1 e 2. 



Considere que 1 e 2 sofrem a mesma transformação de estado físico e indique a alternativa correta. 

Suponha que a reação produza 2 mols de CO₂ para cada 3 litros de vinagre. Nas condições do experimento, em que o volume de líquido é 1/3 de litro à temperatura T = 300 K, a pressão P_CO2 medida pelo manômetro será por volta de 

Quando uma barra de um certo material é aquecida até uma temperatura T a partir de uma temperatura inicial T₀, seu comprimento inicial L₀ sofre um aumento ΔL dado por ΔL = α L₀ ( T - T₀ ), sendo α o coeficiente de expansão linear, que depende do material. O gráfico a seguir mostra curvas de expansão linear para barras feitas de três materiais distintos.  




Com base no gráfico e nas informações apresentadas, é correto afirmar: 

O motor a combustão funciona como uma máquina térmica, que recebe uma quantidade de calor Q1 de uma fonte quente, realiza um trabalho W e envia uma quantidade de calor Q2 para uma fonte fria.

Considere um motor a combustão cujo rendimento seja de 40% e que desenvolva uma potência útil de 48 kW. A potência total e a potência dissipada na forma de calor por esse motor são, respectivamente,

Um tubo fino de um material transparente e termicamente indilatável é adaptado a um recipiente de vidro. Esse recipiente é preenchido com um líquido, à temperatura ambiente ϴ, que, além de enchê-lo completamente, ainda ocupa 2 cm³ do tubo, como ilustrado na figura 1. Provoca-se um decréscimo Δϴ na temperatura do conjunto até que, quando o volume do recipiente se torna igual a 250 cm³ , o líquido fique totalmente nele contido, como ilustra a figura 2. 

O coeficiente de dilatação do líquido ϒ_L = 181x10^-6 oC^-1 e o coeficiente de dilatação linear do vidro α_V = 7x10^-6 oC^-1 . O decréscimo Δϴ na temperatura foi de

Um gás ideal está contido em um cilindro fechado por um pistão. O gás é aquecido lentamente sofrendo uma transformação isobárica na qual o seu volume aumenta em 20%. A variação da sua temperatura T e o trabalho W realizado pelo gás sobre o pistão são descritos por

Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA a respeito de processos termodinâmicos. 


   

O volume de 400 mL de ar foi recolhido em um recipiente hermético, a bordo de um avião em voo, à pressão interna de 0,8 atm e 30 °C. Após o pouso, o ar foi transferido para um instrumento de medição em solo em condições ambiente. Assinale a alternativa que apresenta aproximadamente o volume de ar, em mL, medido pelo instrumento em solo. 

Um recipiente de paredes diatérmicas é dividido ao meio por um êmbolo de área A. O lado esquerdo do êmbolo é conectado ao recipiente por uma mola ideal de constante elástica k, em uma região onde há vácuo. No lado direito do êmbolo, há um gás ideal a uma pressão inicial P₀​. Então, uma quantidade $Q$ de calor é transferida a esse gás por um processo reversível e isotérmico.

Assinale a alternativa que fornece a diferença entre o comprimento natural da mola e o seu comprimento ao final do processo descrito.

A panela de pressão é utilizada para tornar mais rápido o cozimento de alimentos quando comparado com panelas comuns. Essa vantagem se dá devido à

Denomina-se gás perfeito um gás idealizado que obedece à equação de Clapeyron PV = nRT, em que P representa a pressão, V o volume, T a temperatura, n o número de mols do gás e R a constante universal dos gases. Considere um gás perfeito que obedece ao ciclo termodinâmico ABCD, representado na figura abaixo. As sequências BC e DA representam variações de estado isotérmicas.


De acordo com o ciclo ABCD, é falso afirmar que

Um balão de vidro A, com volume VA = 5 L, está interconectado a outro balão de vidro B, com volume VB, conforme o desenho abaixo.

O balão A contém gás He à pressão de 3 atm, o balão B está sob vácuo, e a torneira da conexão está fechada. A torneira é aberta e, após um intervalo de tempo, a pressão total do sistema, à temperatura constante de 27 °C, é igual a 1 atm. O volume VB e o número total de mols de gás He são, respectivamente,  

Com boa aproximação, a lei da irradiação de Stefan-Boltzmann, I = σT4, medida em W/m², permite calcular a temperatura média da Terra. Supondo-a sem atmosfera e como um corpo negro ideal à temperatura T, o balanço energético entre a irradiação recebida do Sol e a transmitida pela Terra de volta ao espaço fornece T~255 K (~ –18 ºC) para a temperatura média da Terra.

Entretanto, sabe-se que a temperatura média da Terra é de ~288 K (~ 15 ºC), ou seja, 33 ºC mais quente do que a hipótese da inexistência da atmosfera. Esse aquecimento adicional é o que se chama de “efeito estufa”, no qual alguns gases da atmosfera, como por exemplo o dióxido de carbono e o metano, absorvem e reemitem radiação infravermelha.

Sabendo que a constante de Stefan-Boltzmann σ = 5,67 x 10^-8 W/(m²K⁴), a irradiação infravermelha emitida pela atmosfera é, em W/m², aproximadamente

No bloco superior abaixo, são listadas Leis da Termodinâmica; no bloco inferior, frases que caracterizam cada uma dessas leis.

Associe adequadamente o bloco inferior ao superior.

1 - Lei Zero da Termodinâmica

2 - 1ª Lei da Termodinâmica

3 - 2ª Lei da Termodinâmica

( ) O calor não flui espontaneamente de uma região mais fria para uma região mais quente.

( ) O calor fornecido a um sistema termodinâmico é consumido na variação da energia interna deste sistema e na realização de trabalho contra forças externas que agem sobre ele.

( ) Se dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é