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.

Uma máquina térmica, do tipo motor térmico, opera em ciclos. A cada 2,0 segundos, o ciclo apresentado no diagrama de Clapeyron, em destaque, é realizado. A potência útil de tal máquina pode ser calculada, medindo a rapidez com que o dispositivo realiza trabalho.

A opção que melhor representa a potência dessa máquina, em kW, é

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

A grande ilha de São Luís encanta por sua beleza arquitetônica, lenda e história. São Luís é cercada por várias praias com águas mornas ao longo do ano. Esta capital maranhense, Patrimônio Cultural da Humanidade, desde 1997, sempre tem recebido muitos visitantes por suas ruas centenárias de paralelepípedos, casarões de azulejos coloniais e grandes cenários literários.
http://portal.iphan.gov.br/pagina/detalhes/346/ >. Acesso em: 01 de agosto de 2023.

Considere que um paralelepípedo das ruas da cidade seja de alumínio, que possui coeficiente de dilatação linear, α=24x10-5 °C -1, e que tenha, a 40°C, arestas iguais a 20,0 cm, 10,0 cm e 6,0 cm.

Qual será o volume, em cm3, do paralelepípedo a 0,0 °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:

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. 

Uma amostra de gás ideal foi submetida ao ciclo ABCA, conforme figura a seguir. 

Sabe-se que a contração CA é um processo isotérmico e que o trabalho realizado sobre o gás nessa etapa vale 330 joules. Considerando Q_AB, Q_BC e Q_CA as quantidades de calor intercambiadas pelo gás com sua vizinhança em cada etapa do ciclo, o valor da soma Q_AB + Q_BC + Q_CA é, em joules: 

Depois de assar um bolo em um forno a gás, Aninha observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro metálico utilizado, mas não a queima ao tocar no bolo. A explicação cientificamente mais adequada para o fenômeno observado por Aninha é: 

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 planta de potência recebe 250 kJ/s de calor de um reservatório quente a 527° C e rejeita calor para um reservatório a 37 ºC. Sabendo que a planta opera como uma máquina de Carnot, qual a sua eficiência?  

Um tanque rígido contém 1 kg de gás carbônico (CO₂) puro a 1000 K e 1000 kPa. O gás é resfriado até 300 K. Assinale a alternativa com os respectivos valores da transferência calor “Q” e da variação de entropia “∆s” ocorridas nesse processo, considerando comportamento de gás ideal e as seguintes propriedades: constante do gás: R_CO2 = 0,1889 kJ⋅kg^-1⋅K^-1, calor específico a volume constante: Cv0 = 0,653 kJ⋅kg^-1⋅K^-1 e calor específico a pressão constante: C_p0 = 0,842 kJ⋅kg^-1⋅K^-1. 

Uma nebulosa planetária é uma nuvem composta de hidrogênio, com uma densidade muito baixa, de modo que esse gás pode ser tratado como ideal. Como exemplo, temos a Nebulosa do Anel, com densidade média de 3 × 10^–18 kg/m³ e uma temperatura média de 10000 K.

Nebulosa do Anel

(https://oal.ul.pt)

Adotando o valor R = 8 J/mol⋅K para a constante universal dos gases ideais e M = 2x10^-3 kg/mol para a massa molar do hidrogênio, a pressão média no interior da Nebulosa do Anel é 

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

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: 

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

Uma máquina térmica, operando no ciclo de Carnot, extrai 1500 J de energia do reservatório quente, cuja temperatura é de 250 K. A eficiência máxima da máquina, o trabalho realizado e a energia liberada para o reservatório frio a 150 K, por ciclo de operação da máquina, são, respectivamente,