Questões de Concurso Militar EFOMM 2020 para Oficial da Marinha Mercante - Segundo Dia

Um balão de volume V = 50 l está cheio de gás hélio e amarrado por uma corda de massa desprezível a um pequeno objeto de massa m. Esse balão encontra-se em um ambiente onde a temperatura é de 27 °C e a pressão vale 1 atm Considerando-se que a pressão no interior do balão seja de 2 atm e que o gás está em equilíbrio térmico com o exterior, qual deve ser o menor valor possível da massa m, para que o balão permaneça em repouso? (Dados: Massa molar do ar = 29,0 g/mol; massa molar do gás Hélio = 4,0 g/ mol; constante universal dos gases R = 0,082 atm.l/mol.K; considere a massa do material que reveste o balão desprezível e todos os gases envolvidos no problema gases ideais.)

Um calorímetro está acoplado a um circuito elétrico composto por uma bateria que fornece uma tensão V = 10 V. uma chave S e um resistor de resistência R = 1,0 Ω capaz de fornecer energia térmica a seu interior. Um termômetro T também está no interior do calorímetro. conforme figura abaixo. Utilizando esse equipamento, foi feito o seguinte procedimento experimental:

1. colocou-se 100 g de água a 10 °C e 50 g de gelo com temperatura de - 10 °C no calorímetro;

2. ligou-se a chave S por 220 s e desligou-se em seguida;

3. esperou-se que o termômetro T indicasse que o sistema (água + gelo) alcançara o equilíbrio térmico e, então, foi feita a leitura da temperatura interna.

Considerando-se que o termômetro e o calorímetro têm capacidade térmica desprezível e toda energia dissipada pelo resistor se converteu em calor, espera-se que a temperatura indicada no termômetro T seja de:

(Dados: calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C; calor específico da água 1,0 cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; 1 cal = 4 J)

Um refrigerador que opera sob o ciclo de Carnot tem potência de 200 W e devolve 1400 J de calor ao exterior a cada segundo. Em um dia de verão, em que a temperatura ambiente é de 27° C, a mínima temperatura que se pode obter no interior do refrigerador é de: