Física - termofisica questões de vestibuar 2012

[email protected]

físicatermofísica

QUESTÕES DE VESTIBULARES2012.1 (1o semestre)2012.2 (2o semestre)

sumáriotermômetros e escalas termométricas

VESTIBULARES 2012.1 ...............................................................................................................................2VESTIBULARES 2012.2 ...............................................................................................................................3

calor sensível VESTIBULARES 2012.1 ............................................................................................................................... 4VESTIBULARES 2012.2 ...............................................................................................................................6

calor latente VESTIBULARES 2012.1 ...............................................................................................................................8VESTIBULARES 2012.2 ............................................................................................................................. 10

sistema termicamente isolado VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................13VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................15

transmissão de calor VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................16VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................18

dilatação térmica VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................20VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................23

transformações gasosas VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................25VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................27

trabalho da força de pressão VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................29VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................29

primeira lei da termodinâmica VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................30VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................35

segunda lei da termodinâmica VESTIBULARES 2012.1 ..............................................................................................................................37VESTIBULARES 2012.2 ..............................................................................................................................38

[email protected] 2

VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAtermômetros e escalas termométricas

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: EEfeitos quânticos não estão limitados a partículas subatômicas. Eles também aparecem em experimentos com sistemas macros e mais quentes. Cientistas descobriram, em 2010, que efeitos quânticos, à temperatura de 294,0 K, aumentam a eficiência fotossintética em duas espécies de algas marinhas.Com base nas informações, a experiência que revelou aumento da eficiência fotossintética em espécies de algas marinhas, devido a efeitos quânticos, foi realizada a uma temperatura, em ºF, aproxima-damente, igual aa) 60b) 63c) 65d) 68*e) 70

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: BOs instrumentos destinados a medir a temperatura de um corpo são denominados termômetros, que utilizam certos efeitos produzidos pela energia térmica para avaliar a temperatura. O termômetro de mercúrio consiste num tubo muito fino (tubo capilar), onde na base (bulbo ou reservatório) há mercúrio, um metal líquido.O efeito produzido pela energia térmica para avaliar a temperatura de um corpo neste termômetro é:a) pressão dos líquidos nos gases*b) dilatação térmicac) resistência elétricad) efeitos ópticose) efeito fisiológico dos líquidos

(VUNESP/CEFSA-2012.1) - ALTERNATIVA: DEm um laboratório, foram realizados dois experimentos:1.º experimento: o professor solicitou que um aluno segurasse um copo de leite quente (temperatura suportável). Após alguns minutos, o aluno deveria relatar o que percebeu.

2.º experimento: o professor solicitou que fosse adicionado leite frio em uma xícara de café quente. Após alguns minutos, o aluno deveria relatar o que percebeu.

O professor espera que os alunos percebam que ocorreu equilíbrio térmicoa) apenas no 1.º experimento, porque houve mistura de substân-cias.b) apenas no 2.º experimento, porque houve mistura de substân-cias.c) em nenhuma das situações apresentadas, pois não houve trans-ferência de calor.*d) nas duas situações, porque houve transferência de calor.

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm termômetro de mercúrio apresenta no ponto de fusão da água uma coluna de 20 mm de altura e, no ponto de ebulição, 80 mm. A uma temperatura de 92 °F, a coluna de mercúrio desse termômetro, em mm, é igual aa) 30. *b) 40.c) 50. d) 60.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm 1966, foi lançado o filme Fahrenheit 451, do diretor francês Fran-çois Truffaut. O foco da ação do filme é um grupo de bombeiros, o grupo Fahrenheit 451, responsável por queimar todos os livros que encontrassem, em uma temperatura de 451 graus Fahrenheit (451°F). No Brasil e na maior parte dos países do mundo, a escala de medida de temperaturas mais usual é a Celsius. No entanto, a escala de temperaturas oficial do Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Kelvin. A temperatura que dá nome ao filme é equivalente, aproximadamente, a*a) 233°C. d) 451°C.b) 178 K. e) 724 K.c) 724°C.

(UFJF/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CDurante uma aula no laboratório de Física, o professor colocou dois termômetros em um forno cuja temperatura pode atingir até 500 ºC. O primeiro termômetro tinha graduação em Celsius e o segundo, em Fahrenheit. O professor esperou o equilíbrio térmico e notou que o termômetro graduado na escala em Celsius indicava um valor que correspondia exatamente à metade do valor indicado no termômetro graduado na escala Fahrenheit. A temperatura medida pelo profes-sor, em graus Celsius, é:a) 130 ºC. d) 174 ºC.b) 142 ºC. e) 180 ºC. *c) 160 ºC.

(PUC/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: BO clima em Curitiba é caracterizado pelas altas variações de tempe-ratura em um mesmo dia.Segundo dados do Simepar (www.simepar.br), ao final do inverno de 2011, os termômetros chegaram a marcar 8,00ºC e 25,0ºC em um período de 24h.Determine essa variação de temperatura na escala Fahrenheit. Dados: ponto de fusão do gelo: 32ºF, ponto de ebulição da água: 212ºF.a) 17,0º F*b) 30,6º Fc) 62,6º Fd) 20,0º Fe) 16,5º F

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm aluno utilizou um termômetro para medir a temperatura de um determinado líquido e obteve o valor de 50 ºC. Resolvendo verificar a precisão do termômetro utilizado, observou que, para água conge-lando, a temperatura indicada era de −5 ºC e, para água fervendo, a temperatura indicada era de 105 ºC. Sendo assim, o aluno concluiu, que o valor correto da temperatura do líquido, em ºC, era igual aa) 45.*b) 50.c) 55.d) 60.e) 65.

(VUNESP/FAMECA-2012.1) - ALTERNATIVA: CPara calibrar um termômetro, um estudante o mergulhou em água a 25 °C e, depois, a 80 °C. Quando em equilíbrio térmico com a água nessas situações, a altura h da coluna de mercúrio, em relação ao centro do bulbo do termômetro, mediu 3 cm e 18 cm, respectivamente. Depois disso, utilizando esse mesmo termômetro, registrou que a dife-rença entre a mínima e a máxima temperatura num determinado dia foi de 15 °C. Pode-se afir-mar que, nesse dia, o deslocamento da extre-midade da coluna de mercúrio do termômetro, em cm, entre a mínima e a máxima temperatura indicada por ele, foi de, aproximadamente,a) 3,2.b) 3,8.*c) 4,1.d) 4,5.e) 5,4.

bulbo

ºC

h

[email protected] 3

VESTIBULARES 2012.2

(UFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm menino do País de Gales (Reino Unido) não se sente bem e pede para sua mãe medir sua temperatura corpórea.Após 2 minutos, o termômetro utilizado registra 99,8 °F. Com base nos conhecimentos de termometria, é correto afirmar que o menino:a) tem hipotermia, com T = 34 °C.b) está normal, com T = 36 °C.c) está normal, com T = 37 °C.*d) tem febre, com T = 38 °C.e) tem febre, com T = 39 °C.

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: C

Princípio zero da termodinâmica“O princípio básico sobre o qual a termodinâmica se assenta é no sistema isolado, envolto por uma fronteira completamente restriti-va em relação à troca de energia ou matéria - haverá um estado em particular, caracterizado pela constância de todas as grande-zas termodinâmicas mensuráveis (temperatura, pressões, volume, etc.), que, uma vez dado tempo suficiente para as transformações necessárias ocorrerem, sempre será atingido. Os valores a serem assumidos pelas grandezas no estado de equilíbrio encontram-se univocamente determinados desde o estabelecimento da fronteira e do sistema, dependendo estes, em sistemas simples, apenas do número e natureza das partículas, do volume e da energia interna encerrados no sistema.” Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Qual é a ideia básica de tal princípio?a) Irreversibilidade dos processos físicos.b) Conservação da energia.*c) Equilíbrio térmico.d) Entropia.e) Entalpia.

(PUC/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: DA energia da radiação cósmica de fundo possui um equivalente em temperatura de 2,7 kelvins. Indique, entre as alternativas seguintes, qual é o valor dessa temperatura na escala Celsius:a) 275,3 ºCb) −275,3 ºCc) 270,3 ºC*d) −270,3 ºC

(MACKENZIE/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: DA diferença entre as temperaturas de ebulição do álcool etílico e do éter etílico, sob pressão de 1,0 atm, é 78,0 ºF. Sabendo-se que a temperatura de ebulição desse éter é 35,0 ºC, conclui-se que a temperatura de ebulição desse álcool éa) 8,3 ºCb) 35,3 ºCc) 43,3 ºC*d) 78,3 ºCe) 105,4 ºC

[email protected] 4

VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAcalor sensível

(UERJ-2012.1) - RESPOSTA: Cx = 10 cal.K−1 e Cy = 4 cal.K−1; cx = 0,5 cal.g−1.K−1 e cy = 0,4 cal.g−1.K−1

Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por subs-tâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g.O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses cor-pos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento.

806040200273

275

277

279

281

283

T (K)

Q (cal)

Y

X

Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem.

(UERJ-2012.1) - RESPOSTA: ∆θ = 36ºCUm copo contendo 200 g de água é colocado no interior de um forno de microondas.Quando o aparelho é ligado, a energia é absorvida pela água a uma taxa de 120 cal/s.Sabendo que o calor específico da água é igual a 1 cal • g−1

•ºC−1, calcule a variação de temperatura da água após 1 minuto de funcio-namento do forno.

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DAtualmente, os carros estão mais econômicos, comparativamente aos de algumas décadas atrás. O fato é que os motores estão mais leves, por causa das descobertas de novas ligas metálicas.O gráfico da esquerda ilustra a potência em função dos ciclos do motor. O segundo gráfico apresenta a temperatura do motor em um intervalo de tempo, com o giro em 2000 rpm.

25

50

75

2 4 6 8

Tem

pera

tura

(ºC

)

tempo (min)0,5 1,0 1,5 2,0

100

75

50

25Pot

ênci

a (H

P)

ciclos (103 rpm)

Considerando-se estas informações, qual é a capacidade térmica desse motor após oito minutos de funcionamento, em 104 J/K?a) 0,8 c) 24,0b) 8,0 *d) 72,0

Dado: 1 HP = 750 W

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DO homem utiliza o fogo para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, um forno é essencial para o trabalho do ferreiro na con-fecção de ferraduras. Para isso, o ferro é aquecido até que se torne moldável. Considerando que a massa de ferro empregada na con-fecção de uma ferradura é de 0,5 kg, que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 ºC e que o calor específico do ferro vale 0,1 cal/g.ºC, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro.Dado: temperatura inicial da ferradura: 20 ºC.a) 25b) 250c) 2500*d) 25000e) 250000

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm copo com 300 ml de água é colocado ao sol. Após algumas horas, verifica-se que a temperatura da água subiu de 10 °C para 40 °C.Considerando-se que a água não evapora, calcule em calorias a quantidade de calor absorvida pela água.

Dados: dágua = 1 g/cm3 e cágua = 1 cal/g.ºC

a) 1,5 × 105 *d) 9,0 × 103

b) 2,0 × 105 e) 1,2 × 102

c) 3,0 × 103

(PUC/GO-2012.1) - QUESTÃO ANULADA - RESPOSTA: 1 m3

Em uma casa ecológica, a energia dos raios solares poderia ser conservada em reservatórios cheios de água. Em uma semana de inverno foram necessários 107 cal para manter a temperatura interna da casa em 20ºC. Se a temperatura da água que estava no reser-vatório era de 30ºC, o volume de água necessário é de (marque a alternativa que contenha a proposição correta:)Dados: calor específico da água = 1 cal/(g.ºC); densidade volumétrica da água = 1000 kg/m3

a) 1000 m3.b) 10 m3.c) 10000 m3.d) 100 m3.

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CConsidere um aquecedor elétrico de imersão constituído por um re-sistor do tipo linear de 15 ohms e que funciona sob uma tensão especial de 100 V. Esse aparelho é usado para aquecer 1,5 kg de água, sendo a temperatura inicial da água de 12 ºC. Conside-re que todo o calor gerado pelo aparelho seja absorvido pela água e que o calor específico da água seja igual, aproximadamente, a 4 × 103 J/(kg.ºC). Determine o tempo necessário para que toda a massa de água atinja a temperatura de 100 ºC.a) 5,9 minutosb) 9,5 minutos*c) 13,2 minutosd) 12,1 minutose) 8,9 minutos

(UFV/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm pequeno bloco escorrega para baixo sobre uma superfície, par-tindo do repouso no ponto A, como mostra a figura abaixo. O bloco atinge novamente o repouso depois de percorrer uma certa distância horizontal H. O bloco é feito de material de calor específico c. Su-ponha que metade da energia mecânica dissipada pelo atrito seja absorvida pelo bloco, aumentando a sua temperatura, e que este não dissipe calor para o ambiente.

D H

R

A

Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, a variação de tem-peratura do bloco, desde o instante inicial até o instante em que ele atinge o repouso, é:

*a) gR2c

b) πgR4c

c) gH2c

d) 2cg√R2 + D2

[email protected] 5

(UNITAU-TAUBATÉ/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AA quantidade de calor necessária para alterar de a temperatura de uma massa m de uma substância cujo calor específico é c pode ser calculada como Q = m.c.∆θ , quando não há mudança de estado físi-co da massa m. A massa de líquido contida nas latas de uma bebida muito popular no Brasil é aproximadamente igual a 350 g. Sabendo que o calor específico da bebida é igual a 1 cal/(g.ºC), calcule a potência necessária para resfriar o líquido contido em uma lata da bebida, de uma temperatura ambiente de 32 ºC até a temperatura de 2 ºC, em um intervalo de 7 minutos. Considere 1 cal = 4,2 joules*a) 105 watt d) 115 wattb) 150 watt e) 155 wattc) 151 watt

(FATEC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm um sistema isolado, dois objetos, um de alumínio e outro de co-bre, estão à mesma temperatura. Os dois são colocados simultanea-mente sobre uma chapa quente e recebem a mesma quantidade decalor por segundo. Após certo tempo, verifica-se que a temperatura do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre, e ambos não mu-daram de estado. Se o calor específico do alumínio e do cobre valem respectivamente 0,22 cal/g°C e 0,09 cal/g°C, pode-se afirmar que*a) a capacidade térmica do objeto de alumínio é igual à do objeto de cobre.b) a capacidade térmica do objeto de alumínio é maior que a do objeto de cobre.c) a capacidade térmica do objeto de alumínio é menor que a do objeto de cobre.d) a massa do objeto de alumínio é igual à massa do objeto de co-bre.e) a massa do objeto de alumínio é maior que a massa do objeto de cobre.

(FMABC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm jovem lança um bloco de alumínio de massa 80 g, cuja tempera-tura inicial é de 20 ºC, sobre uma superfície áspera. O coeficiente de atrito dinâmico entre a base do bloco e a superfície vale 0,3. O bloco, no momento que se separou da mão do garoto, tinha velocidade inicial de 10 m/s e deslizou por 3,33 s até parar. Suponha que toda a energia desse movimento tenha sido convertida em energia térmica e que 20% dela tenha sido absorvida pela superfície de deslizamen-to. A variação de temperatura do bloco, na escala Fahrenheit, será dea) 0,05 ºF.*b) 0,09 ºF.c) 4 ºF.d) 7,2 ºF.e) 16 ºF.

Para simplificação dos cálculos, adote: g = 10m/s2, 1 cal = 4 J e o calor especí-fico do alumínio = 0,2 cal/gºC.

(FGV/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: ASabe-se que a capacidade térmica (C) é uma propriedade de cada corpo e está relacionada com o poder desse corpo de variar sua temperatura ao trocar calor. O gráfico que melhor expressa a ca-pacidade térmica de um corpo ao receber calor com a respectiva variação de temperatura (∆t), sem mudar de estado físico, é*a) C

∆t

d) C

∆tb) C

∆t

e) C

∆tc) C

∆t

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm refrigerante sem açúcar indica nas informações nutricionais do seu rótulo que contém 1 Cal = 1000 cal.Uma pessoa de massa 50 kg ingere o conteúdo completo desse refrigerante. Suponha que toda a quantidade de calorias ingeri-da seja utilizada exclusivamente para aumentar a temperatura da pessoa. Considerando o calor específico do corpo humano igual a 0,8 cal/(gºC), a variação de temperatura da pessoa será igual a:*a) 0,025 ºC d) 5 ºCb) 0,05 ºC e) 25 ºCc) 0,25 ºC

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BCerto estudante, em um laboratório de Física, na Inglaterra, realizou uma experiência que envolvia trocas de calor. Durante uma parte do trabalho, teve de aquecer um corpo de massa 1,00 kg, constituído de uma liga de alumínio, cujo calor específico é c = 0,215 cal/(g.ºC). A temperatura do corpo variou de 212 ºF até 392 ºF. Considerando que 1 caloria = 4,2 J, a energia térmica recebida por esse corpo foi aproximadamentea) 160 kJ*b) 90 kJc) 40 kJd) 16 kJe) 9 kJ

(UFC/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: DAo se fornecer calor a uma amostra de cobre sólido, observa-se um aumento linear da sua temperatura, passando de 0 a 100 °C. O ponto de fusão do cobre é 1085 °C. Esse comportamento decorre do fato de que:a) a massa da amostra de cobre é constante.b) o calor específico do cobre depende de sua massa.c) o calor específico do cobre é constante nesse intervalo de tem-peratura.*d) a massa e o calor específico do cobre são constantes nesse intervalo de temperatura.e) durante uma mudança de fase, a mudança de temperatura não depende do calor fornecido.

(UNICAMP/SP-2012.1) - RESPOSTA: a) 3,6×104 cel./s b) Q = 1,4 JEm 2015, estima-se que o câncer será responsável por uma dezena de milhões de mortes em todo o mundo, sendo o tabagismo a prin-cipal causa evitável da doença. Além das inúmeras substâncias tó-xicas e cancerígenas contidas no cigarro, a cada tragada, o fumante aspira fumaça a altas temperaturas, o que leva à morte células da boca e da garganta, aumentando ainda mais o risco de câncer.a) Para avaliar o efeito nocivo da fumaça, N0 = 9,0×104 células hu-manas foram expostas, em laboratório, à fumaça de cigarro à tem-peratura de 72 ºC, valor típico para a fumaça tragada pelos fuman-tes. Nos primeiros instantes, o número de células que permanecem

vivas em função do tempo t é dado por N(t) = N0 1 − 2tτ , onde τ

é o tempo necessário para que 90% das células morram. O gráfico abaixo mostra como τ varia com a temperatura θ. Quantas células morrem por segundo nos instantes iniciais?

b) A cada tragada, o fumante aspira aproximadamente 35 mililitros de fumaça. A fumaça possui uma capacidade calorífica molar C = 32 J/K.mol e um volume molar de 28 litros/mol. Assumindo que a fumaça entra no corpo humano a 72 ºC e sai a 37 ºC, calcule o calor transferido ao fumante numa tragada.

[email protected] 6

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: AO gráfico abaixo representa o calor absorvido por unidade de mas-sa, Q/m, em função das variações de temperatura ∆T para as subs-tâncias ar, água e álcool, que recebem calor em processos em que a pressão é mantida constante.

Q/m(kJ/kg)

∆T (ºC)10

40

8642

30

20

10

0

Z

Y

X

(Considere que os valores de calor específico do ar, do álco-ol e da água são, respectivamente, 1,0 kJ/kg.ºC, 2,5 kJ/kg.ºC e 4,2 kJ/kg.ºC.)

Com base nesses dados, é correto afirmar que as linhas do gráfico identificadas pelas letras X, Y e Z, representam, respectivamente,

*a) o ar, o álcool e a água.b) o ar, a água e o álcool.c) a água, o ar e o álcool.d) a água, o álcool e o ar.e) o álcool, a água e o ar.

VESTIBULARES 2012.2

(UFPR-2012.2) - ALTERNATIVA: CUma piscina retangular de 3 m por 5 m, com água a 1 m de altura, absorve (num dia de verão) a potência de 1000 W/m2. Admitindo-se que o sistema não tem perdas de calor, que 1 cal = 4,18 J e que a densidade da água é de 1 g/cm3, o tempo de exposição ao Sol ne-cessário para que a temperatura da água varie de 20 °C para 22 °C será de, aproximadamente:a) 4 h.b) 3 h e 20 min.*c) 2 h e 20 min.d) 1 h e 30 min.e) 30 min.

(UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: AUma modelo está permanentemente fazendo regime da Somália, em que a média alimentar diária é de 1580 Calorias. Participou de uma festa em que foram servidos irresistíveis canapés de cama-rão. Consultando a tabela de valores calóricos de cada alimento, ela estimou que ingeriu 600 kcal a mais do que devia. Então ela teve a seguinte ideia: “Se eu tomar água gelada a 6 ºC, meu corpo vai consumir as 600 kcal, elevando a temperatura da água até 36 ºC, e o excesso de água será naturalmente eliminado”.Considere que a densidade da água é 1 g/ml e que o calor específico da água é 1 cal/gºC.Quantos litros de água ela deverá tomar?*a) 20 litros.b) 16,6 litros.c) 9,8 litros.d) 2 litros.e) 1,6 litros.

(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EUm corpo sólido de massa m = 100 g possui calor específico 0,2 cal/gºC. Para elevarmos a temperatura do corpo em 20 ºC, deve-mos fornecer ao corpo uma quantidade de calor igual a:a) 100 calb) 200 calc) 50 cald) 500 cal*e) 400 cal

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: EEm um laboratório de física, pesquisadores analisaram a variação da temperatura de certa quantidade de água pura, que é aquecida por meio de um resistor de resistência ôhmica R, imerso num recipiente de capacidade térmica desprezível e que contém essa substância.Dessa análise foi construída a seguinte tabela:

t (s) U (V) I (A) T (ºC)

0 12 2 17,0

60 12 2 18,2

120 12 2 19,4

180 12 2 20,5

12 V

R

Considerando a massa da água utilizada igual a 140 g e o calor específico da água 4,2 J/g.ºC, pode-se afirmar que a energia elétrica fornecida ao resistor e a energia recebida pela água são, em joule, nesse intervalo de tempo, iguais a, respectivamente,

a) 2 160 e 1 166.

b) 2 160 e 2 058.

c) 3 240 e 1 680.

d) 4 320 e 1 166.

*e) 4 320 e 2 058.

[email protected] 7

(UERJ-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm um laboratório, as amostras X e Y, compostas do mesmo mate-rial, foram aquecidas a partir da mesma temperatura inicial até de-terminada temperatura final.Durante o processo de aquecimento, a amostra X absorveu uma quantidade de calor maior que a amostra Y.Considerando essas amostras, as relações entre os calores especí-ficos cX e cY , as capacidades térmicas CX e CY e as massas mX e mY são descritas por:

*a) cX = cY CX > CY mX > mY

b) cX > cY CX = CY mX = mY

c) cX = cY CX > CY mX = mY

d) cX > cY CX = CY mX > mY

(PUC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: AQual o valor do calor específico de uma substância de massa 270 g que, ao receber 10,8 kJ de calor de uma fonte térmica de potência constante, tem sua temperatura aumentada de 18º F, em um local cuja pressão é de 1atm?

Adote 1 cal = 4 J*a) 1,00 cal/gºCb) 0,005 cal/gºCc) 1,287 cal/gºCd) 0,002 cal/gºCe) 0,20 cal/gºC

(ACAFE/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: ASejam dois corpos de massas mA e mB feitos de diferente materiais, A e B. Ao absorver quantidades iguais de energia térmica, ambos os corpos têm suas temperatura aumentadas na mesma proporção.Assinale a alternativa correta que mostra a relação entre os calores específicos dos dois materiais A e B.*a) cA = (mB/mA)cBb) cA = cBc) cA = (mA/mB)cBd) cA = (mA.mB)cB

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: CUm projétil de chumbo é disparado de uma arma de fogo contra um alvo de madeira, onde fica encravado. A velocidade de saída da bala é de 820 km/h e o calor específico do chumbo 128 J/(kg·K). Caso toda a energia cinética inicial do projétil permaneça nele após o repouso, sob forma de energia térmica, o aumento aproximado de temperatura da bala éa) 75 K.b) 128 K.*c) 203 K.d) 338 K.

[email protected] 8

VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAcalor latente

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AA temperatura de um bloco sólido homogêneo, que recebeu calor de uma fonte térmica com potência constante, variou de acordo com o gráfico.

241680

25

75

θ (ºC)

t (min)

Com base nas informações e sabendo-se que o calor específico do bloco, na fase sólida, é de 0,60 cal/gºC, o calor latente de fusão do bloco, em cal/g, é igual a*a) 60,0b) 50,0c) 36,0d) 24,0e) 20,0

(VUNESP/UNISA-2012.1) - ALTERNATIVA: ELuísa, uma garota muito esperta e prestativa, tem, entre suas tarefas em casa, encher as forminhas de gelo com água e colocá-las no congelador. Em determinado dia, a menina usou 250 g de água, à temperatura de 20 ºC para congelar.Seu congelador utiliza potência constante de 5,0 cal/s para formar o gelo, cujo calor latente de solidificação é igual a 80 cal/g. Sendo o calor específico da água igual a 1,0 cal/g.ºC, para encontrar a água colocada totalmente convertida em gelo, Luísa deverá abrir o conge-lador em, no mínimo,a) 1000 s. d) 4000 s.b) 2000 s. *e) 5000 s. c) 3000 s.

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: COs estados físicos da matéria indicam em que fase uma substância pode estar. E essa substância pode sofrer mudança entre essas fa-ses. Com relação a isso, observe a figura a seguir:

sólido líquido vapor

I II

As curvas I e II podem ser, respectivamente:a) solidificação e fusão.b) fusão e sublimação.*c) solidificação e condensação.d) sublimação e ebulição.e) ebulição e fusão.

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm aluno, durante a última aula de laboratório, realizou o seguinte experimento: colocou diferentes quantidades de água pura em dois béqueres semelhantes e os aqueceu, simultaneamente, com fontes de calor idênticas (mesma temperatura e mesma quantidade de ca-lor entregue), conforme mostra a figura abaixo.

fonte de calor

água pura

O aluno fez anotações sobre o tempo em que iniciou a ebulição em cada béquer, assim como a temperatura em que a ebulição ocorreu. Complete a afirmativa: a água ferveu, primeiro, no béquer ___, à temperatura de __ ºC. Preenchem as lacunas as informações da alternativa a) B e 100. b) A e 110. *c) A e 100. d) B e 110. e) A e 105.

(PUC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BNo reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 20 ºC. No interior desse reservatório encontra-se um resistor de 12 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A quando o aparelho está em funciona-mento.

Adote:1 cal = 4,2 JCalor específico da água = 1,0 cal/g.ºCCalor latente de vaporização da água = 540 cal/gP = 1 atm

Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia tér-mica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água colo-cada no reservatório deve ser dea) 3 min 37s*b) 4 min 33sc) 4 min 07sd) 36 min 10se) 45 min 30s

(UFPB-2012.1) - AFIRMATIVAS CORRETAS: I , II , III e IVAs usinas siderúrgicas usam em larga escala o processo de fundi-ção, no qual uma peça de aço em estado sólido é aquecida a partir de uma temperatura inicial até atingir o seu estado líquido. Para a realização desse processo, é preciso fornecer calor à peça.Sabendo que o calor latente de fusão do aço é 300 J/g, identifique as afirmativas corretas relacionadas ao processo de fundição:I. A quantidade de calor fornecida à peça depende da sua tempera-tura inicial.II. A quantidade de calor fornecida à peça é proporcional à sua mas-sa.III. A quantidade de calor fornecida para a fusão de uma peça de 20 g é 6000 J.IV. A quantidade de calor fornecida a uma peça diminui se a tempe-ratura de fusão do aço também diminuir, mantendo os outros parâ-metros fixos.V. A temperatura da fase líquida é, durante a fusão do aço, maior do que a temperatura da fase sólida.

[email protected] 9

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: EUma massa de 20 g de substância pura, acondicionada em um re-cipiente bem isolado termicamente, é aquecida com o fornecimento de calor a uma taxa constante de 30 cal/min. Esse processo está representado pelo gráfico seguinte.

0

120

T (ºC)

t (min)

90

60

30

10 20 30 40

A

B C

D

Analisando esses dados, é correto concluir que oa) calor específico no trecho AB é 1,0 cal/g°C.b) calor específico no trecho BC é 1,5 cal/g°C.c) calor específico no trecho CD é 2,0 cal/g°C.d) calor total fornecido à substância é 600 cal.*e) calor latente na transição de fase é 22,5 cal/g.

(UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AQuando um corpo absorve ou cede energia térmica de modo que ocorra variação na sua temperatura, denominamos essa energia térmica de “calor sensível”. A denominação “calor latente” é dada à energia térmica absorvida ou cedida por um corpo durante sua mudança de estado.Um corpo de grande dimensão é colocado em contato térmico com 10,00 gramas de água e 10,00 gramas de vapor d’água, ambos a 100°C. As interações ocorreram à pressão de uma atmosfera e a temperatura do corpo manteve-se constante em 33°C devido a sua grande dimensão. Sendo o calor específico da água igual a 4200 J/kgK e, o calor latente de vaporização da água igual a 2200 kJ/kg, a quantidade de energia térmica cedida pela água e pelo vapor são, respectivamente:*a) 2,814 kJ e 24,814 kJ b) 2,814 MJ e 24,814 MJc) 2,814 kJ e 22,000 kJ d) 2,814 MJ e 22,000 MJ

(UFPE-2012.1) - RESPOSTA: t T = 92 segundosO gálio (Ga) é um metal cuja temperatura de fusão, à pressão at-mosférica, é aproximadamente igual a 30 ºC. O calor específico médio do Ga na fase sólida é em torno de 0,4 kJ/(kg.ºC) e o calor latente de fusão é 80 kJ/kg. Utilizando uma fonte térmica de 100 W, um estudante determina a energia necessária para fundir comple-tamente 100 g de Ga, a partir de 0 ºC. O gráfico mostra a variação da temperatura em função do tempo das medições realizadas pelo estudante.

30

T (ºC)

t (s)00

t T

Determine o tempo total t T , em segundos, que o estudante levou para realizar o experimento. Suponha que todo o calor fornecido pela fonte é absorvido pela amostra de Ga.

(UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 35 (01+02+32)Pedrinho, ao chegar da escola, explica para sua avó o que apren-deu sobre o funcionamento de uma panela de pressão. Ela ficou surpresa em saber como um utensílio doméstico comum serve para exemplificar e explicar muitos princípios físicos.Independentemente de marca e modelo, além de cabos e tampa, toda panela de pressão é constituída basicamente de uma válvula com pino, que serve para controlar a pressão dentro da panela, e de uma válvula de segurança que se rompe, caso a válvula com pino não seja acionada.

válvula desegurança

válvula com pino

p (atm)

T (K)

Com base no funcionamento da panela, nos princípios e fenôme-nos físicos envolvidos e no diagrama de fase acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. Na panela de pressão em contato com a chama, ocorre uma transformação isobárica quando a válvula com pino é acionada.02. O diagrama de fase (curva de vaporização), acima, representa a relação entre temperatura e pressão de vaporização da água.04. A pressão dentro da panela depende unicamente da massa de água que está passando para a fase gasosa.08. A panela de pressão cozinha os alimentos em um tempo menor, porque ela atinge a temperatura de vaporização (100º C) mais rapi-damente do que as panelas comuns.16. A água na fase gasosa é denominada vapor, pois sua tempe-ratura se encontra abaixo da temperatura crítica, não podendo ser liquefeita simplesmente por compressão isotérmica.32. A panela de pressão cozinha os alimentos em um tempo menor, porque ela atinge a temperatura de vaporização acima da tempera-tura de ebulição da água na pressão de 1,0 atm.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BO gráfico a seguir mostra os fenômenos de aquecimento e de mu-dança de estado de uma substância X, submetida a uma fonte de calor constante, durante um intervalo de tempo de 10 s.

0 2 4 6 8 10

16141210

86420

Tempo

Tem

pera

tura

Sólido

Gasoso

Líquido

De acordo com as informações contidas no gráfico, a substância X éa) uma substância pura, já que seu aquecimento se dá de forma constante.*b) uma mistura, já que sua mudança de estado físico não se dá à temperatura constante.c) uma substância pura, já que suas retas de aquecimento apresen-tam o mesmo coeficiente angular.d) uma mistura, já que suas retas de aquecimento apresentam o mesmo coeficiente angular.e) uma substância pura, pois misturas não passam pelos três esta-dos físicos (sólido, líquido e gasoso) quando são aquecidas.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 11 (01+02+08)A mudança de estado de uma substância pode ser caracterizada pelo diagrama abaixo. Com relação à mudança de estado de uma substância, assinale o que for correto.

tem

p (º

C)

Q (cal)A0 B C

D

01) As leis que norteiam a construção do diagrama são válidas ape-nas para substâncias cristalinas.02) A energia doada pela fonte de calor representada no espaço BC é suficiente para desfazer a rede cristalina do sólido.04) A fusão de uma substância amorfa ocorre na superfície. Pode-se dizer que, sob pressão constante, a fusão se processa a uma temperatura definida.08) Chama-se de condensação o processo pelo qual o vapor de água libera energia equivalente à recebida na evaporação.

[email protected] 10

(UFJF-2012.1) - ALTERNATIVA: ADurante um experimento no laboratório de Física, o professor co-locou no fogo uma barra de ferro e mostrou aos alunos que o ferro se aqueceu, ou seja, sofreu uma elevação em sua temperatura. Em seguida, o professor fez o mesmo com um bloco de gelo a 0 ºC e mostrou que o gelo derrete, isto é, transforma-se em líquido, mas sua temperatura não se modifica. Com esse experimento, o profes-sor demonstrou que, quando um corpo recebe calor, este pode pro-duzir variação de temperatura ou mudança de estado. Sobre esses efeitos, é CORRETO dizer que:*a) o ferro recebeu calor sensível e o gelo recebeu calor latente.b) o ferro recebeu calor específico e o gelo recebeu calor sensível.c) o ferro recebeu calor latente e o gelo recebeu calor latente.d) o ferro recebeu calor sensível e o gelo recebeu calor sensível.e) o ferro recebeu calor latente e o gelo recebeu calor específico.

(MACKENZIE/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm estudante, no laboratório de Física de sua escola, forneceu calor a um corpo de massa 50 g, utilizando uma fonte térmica de potência constante. Com as medidas obtidas, construiu o gráfico abaixo, que representa a quantidade de calor ∆Q recebida pelo corpo em função de sua temperatura t.

2700

2400

2100

1800

1500

1200

900

600

300

0

∆Q

8070605040302010 t (ºC)

Analisando o gráfico, pode-se afirmar que o calor específico, no es-tado sólido e o calor latente de vaporização da substância que cons-titui o corpo, valem, respectivamente,a) 0,6 cal/(g.ºC) e 12 cal/g.*b) 0,4 cal/(g.ºC) e 12 cal/g.c) 0,4 cal/(g.ºC) e 6 cal/g.d) 0,3 cal/(g.ºC) e 12 cal/g.e) 0,3 cal/(g.ºC) e 6 cal/g.

(ITA/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EConforme a figura, um circuito elétrico dispõe de uma fonte de ten-são de 100 V e de dois resistores, cada qual de 0,50 Ω. Um resistor encontra-se imerso no recipiente contendo 2,0 kg de água com tem-peratura inicial de 20°C, calor específico 4,18 kJ/kg.°C e calor laten-te de vaporização 2230 kJ/kg. Com a chave S fechada, a corrente elétrica do circuito faz com que o resistor imerso dissipe calor, que é integralmente absorvido pela água. Durante o processo, o sistema é isolado termicamente e a temperatura da água permanece sempre homogênea.

0,50 Ω100 VS

0,50 Ω

Mantido o resistor imerso durante todo o processo, o tempo neces-sário para vaporizar 1,0 kg de água éa) 67,0 s. b) 223 s. c) 256 s.d) 446 s. *e) 580 s.

VESTIBULARES 2012.2(UNEMAT/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: B

O Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), o qual se denomina gás de cozinha, encontra-se nos botijões de gás na forma liquefeito a partir de uma compressão isotérmica. A pressão de vaporiza-ção de um gás é uma função exclusiva da temperatura. Assim, o ponto de liquefação se dá numa pressão crítica, correspon-dente a uma temperatura crítica específica para o gás.

O GLP que se encontra liquefeito no interior dos botijões de gás possui uma temperatura crítica que é:a) igual à temperatura ambiente.*b) maior que a temperatura ambiente.c) menor que a temperatura ambiente.d) dependente da temperatura ambiente.e) extremamente alta; consequentemente, o engarrafamento do GLP é executado em laboratórios de alta tecnologia.

(UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: CNa indústria farmacêutica, substâncias específicas são utilizadas para revestir pílulas e comprimidos. Em um experimento, uma das substâncias sólidas foi retirada de uma formulação e purificada. Para verificar a eficiência da purificação, um termômetro foi colocado em um tubo de ensaio contendo uma amostra da substância derretida, a 1 atm. Durante o resfriamento e até que a amostra tenha se soli-dificado completamente, foram lidas as temperaturas em intervalos regulares. Com esses dados, foi traçada a curva de resfriamento, um gráfico que mostra a variação de temperatura em função do tem-po, a 1 atm.O gráfico que corresponde à curva de resfriamento da substância pura está representado por

a) d)

b) e)

*c)

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AA seguir é mostrado um gráfico do aquecimento de uma massa m de água. Inicialmente, a água encontrava-se no estado sólido. A massa de água, em gramas, é igual a*a) 11.b) 10.c) 9,0.d) 8,0.

Dados:calor específico do gelo = 0,5 cal/gºCcalor latente do gelo = 80 cal/gcalor específico da água = 1 cal/gºC

5

−5

T ºC)

Q (cal)962,5


(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: EUm recipiente contém inicialmente uma quantidade desconhecida de água na fase sólida e 900 g de água na fase líquida em equilí-brio térmico a 0 ºC. A mistura é lentamente aquecida absorvendo 200 cal/min, e sua temperatura é medida em diversos instantes. Os dados registrados são mostrados no gráfico a seguir. O calor de fu-são da água é 80,0 cal/g e seu calor específico é 1,00 cal/g.ºC.

80,060,040,020,00,0tempo (min)

5,00

tem

pera

tura

(ºC

)

4,00

3,00

2,00

1,00

0,00

Com base nas informações do gráfico e do texto acima, afirma-se:I. O calor recebido pela mistura nos 40 min iniciais do aquecimento é 8,00 × 103 cal.II. A massa de água congelada inicialmente presente na mistura é 100 g.III. Nos 10 min finais do aquecimento, a temperatura da mistura au-menta 2,00 ºC.Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)a) I, apenas.b) II, apenas.c) I e III, apenas.d) II e III, apenas.*e) I, II e III.

(VUNESP/FASM-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm cozinhas industriais, os trabalhadores ficam submetidos a fontes de calor intenso chegando a perder cerca de 2,0 litros de água du-rante um dia de trabalho.Considerando o calor específico latente de vaporização da água 320 J/g e a densidade da água 1,0 g/cm3, se a energia utilizada na evaporação do suor de um cozinheiro fosse integralmente fornecida a uma lâmpada de 100 W, ela ficaria acesa por*a) pouco menos de 2 horas.b) cerca de 1 hora.c) pouco mais de 100 horas.d) cerca de 1 minuto.e) quase 1 dia.

(VUNESP/UNIVOVE-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOEm 1891, Herman Frasch criou o primeiro processo economicamen-te viável para a extração de enxofre presente em jazidas subterrâne-as. O processo consiste em injetar nos poços, sob forte pressão, va-por de água a 160 ºC, que provoca a fusão do enxofre, inicialmente a 40 ºC, até que este atinja temperatura de 115 ºC, desprendendo-se da rocha onde se encontra afixado. Depois de liberado, o enxofre líquido é levado à superfície por meio de um bombeamento com ar comprimido.Considere o calor específico do enxofre (sólido) igual a 0,75 kJ/kg·ºC e o calor latente de fusão do enxofre a 115 ºC igual a 41,8 kJ/kg. Determine, nessas condições,a) a quantidade de calor que se deve fornecer a 1 tonelada de enxo-fre no estado sólido, à temperatura de 40 ºC, para se obter enxofre no estado líquido, a 115 ºC.b) o tempo de permanência individual, em horas, de 90 lâmpadas de 100 W acesas, admitindo-se que toda a energia térmica fornecida a 1 tonelada de enxofre, nessa transformação, seja convertida em energia elétrica.

RESPOSTA VUNESP/UNINOVE-2012.2:a) Q = 98050 kJ b) ∆t ≅ 3 horas

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: DO gráfico abaixo ilustra a temperatura de certa quantidade de água em função da energia fornecida.

−30

0

30

60

90

62,7

396 815

energia adicionada (J)

T (º

C)

Considerando o calor específico do gelo 2090 J/(kg·ºC) e 3,33 × 105 J/kg seu calor latente de fusão, a massa de água gerada após fundir todo o gelo é, aproximadamente,a) 159 kg.b) 1 kg.c) 159 g.*d) 1 g.

(IF/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: DUma das maneiras de se definir calor é “calor é uma forma de ener-gia em trânsito, motivada por uma diferença de temperatura”. Assim, um corpo pode receber ou ceder energia na forma de calor, mas nunca armazená-la.O que pode acontecer quando fornecemos calor a um corpo?Assinale a alternativa CORRETA.a) Ocorre necessariamente um aumento na temperatura, que pode ou não ser acompanhado de mudança no estado físico.b) A temperatura do corpo pode diminuir e ele pode mudar de estado físico.c) Só pode ocorrer uma diminuição na temperatura, uma vez que a energia térmica flui em sentido contrário ao do calor.*d) Pode ocorrer aumento da temperatura ou mudança de estado físico.e) Ocorre sempre uma mudança no estado físico, porque a cada temperatura corresponde um determinado estado físico.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)Uma preocupação com o aquecimento global é o processo de der-retimento dos glaciares, que tem como consequência o aumento gradual do nível do mar.Considere que a densidade do gelo é 920 kg/m3 e que esse valor corresponde, aproximadamente, a 90% da densidade da água do mar; além disso, o calor latente de fusão do gelo é de aproximada-mente 334 kJ/kg. Levando em conta essas informações, assinale o que for correto.

01) 90% do volume de um iceberg (geleira flutuante) ficam imersos em águas marinhas.

02) O aumento do nível do mar com o derretimento das geleiras ocorre porque a água ocupa um volume maior do que uma quantida-de de gelo com a mesma massa.

04) A quantidade de calor que uma geleira de 5×107 m3 precisa ab-sorver para derreter completamente é superior a 1013 kJ.

08) Se um bloco de gelo é submetido a uma potência constante de aquecimento, em intervalos de tempo de mesma duração, massas iguais de gelo são derretidas.

16) A massa de gelo presente em uma camada cilíndrica de 2 m de raio com 2 cm de espessura é superior a 270 kg.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 24 (08+16)O calor latente de fusão da prata (Ag) é 21 cal/g e seu ponto de fusão é 961 ºC, quando esse metal é submetido a uma pressão de uma atmosfera. Considerando essa informação e o dado abaixo, as-sinale o que for correto.

Dado: cAg = 0,056 cal/g.ºC.

01) Para elevar a temperatura de 1g de prata, de 0 ºC até 961 ºC, necessitamos fornecer 21 cal.

02) Em 961ºC, a prata sempre estará totalmente em sua fase líqui-da.

04) Ao transferir 21 cal a 1 g de prata, em sua fase sólida, a 961 ºC, sua temperatura aumenta de 1 ºC.

08) 1 g de prata, em sua fase sólida, à temperatura de 961 ºC, ne-cessita de 21 cal para que se converta totalmente em prata na sua fase líquida.

16) Na escala Kelvin, o ponto de fusão da prata é aproximadamente 1234 K.


(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08)O gráfico abaixo mostra a evolução da temperatura de um corpo de massa m, constituído por uma substância pura, em função da quantidade de calor que lhe é fornecida. Com base nas informações desse gráfico, assinale o que for correto.

10006003001000Q (cal)

T (ºC)

20

80

120

01) Em T = 20 ºC e T = 80 ºC o corpo sofre mudanças de fases.02) A quantidade de calor cedido ao corpo enquanto a sua tempera-tura variou entre 20 ºC e 80 ºC é denominado calor sensível.04) Em T = 0 ºC o corpo se encontra na fase sólida.08) O calor cedido ao corpo durante as mudanças de fase é deno-minado calor latente.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CO gráfico abaixo representa a pressão em função da temperatura para uma amostra de um determinado gás. Nas condições indica-das pelo ponto A, tal amostra coexiste em estado sólido, líquido e gasoso.

p (cmHg)

T (Celsius)−209 0

A 10

Considere que esta mesma amostra seja submetida a três situa-ções:

Situação A: temperatura de −209 ºC e pressão de 12 cmHg.Situação B: temperatura de −100 ºC e pressão de 10 cmHg.Situação C: temperatura de −240 ºC e pressão de 5 cmHg.

Nas situações A, B e C, os estados físicos em que se encontra a amostra são, respectivamente,a) líquido, gasoso e líquido.b) sólido, líquido e sólido.*c) sólido, gasoso e gasoso.d) líquido, sólido e gasoso.

(UFU/MG-2012.2) - RESPOSTA: a) c = 0,12 cal/g.ºC b) aumentaria

Um corpo em estado sólido possui massa de 500 g e recebe ca-lor de um aquecedor, cuja potência é de 20 W. Nesse processo, a temperatura do corpo varia em função do tempo, conforme indica o gráfico a seguir.

t (min)

θ (ºC)

α

40100

25

75

Considere 1 cal = 4 J.

a) Qual o calor específico do corpo sólido submetido a esse aque-cimento?b) Caso a mesma situação se repetisse, porém o material sólido fos-se substituído por outro similar, com calor específico menor, o que ocorreria com o valor do ângulo α indicado no gráfico?


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAsistema termicamente isolado

(VUNESP/UFSCar-2012.1) - ALTERNATIVA: CComo sempre tomavam café com leite, os vigias decidiram manter apenas uma das garrafas térmicas cheia dessa mistura.Na garrafa que continha 360 mL de café a 70 ºC derramaram o con-teúdo da outra garrafa que continha 480 mL de leite a 80 ºC.

CAFÉ LEITE

Considerando que os calores específicos e as densidades do café e do leite são iguais, de valores respectivamente 1 cal/(g·ºC) e 1 g/mL, e que as garrafas, por serem idênticas, tinham capacidades térmicas de 120 cal/ºC, desconsiderando-se perdas de calor, a temperatura do equilíbrio térmico do café com leite, em ºC, é,a) 72.b) 73.*c) 75.d) 76.e) 78.

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: EUma barra metálica, que está sendo trabalhada por um ferreiro, tem uma massa M = 2,0 kg e está a uma temperatura Ti. O calor especí-fico do metal é cM = 0,10 cal/g.°C .Suponha que o ferreiro mergulhe a barra em um balde contendo 10 litros de água a 20 °C. A temperatura da água do balde sobe 10 °C com relação à sua temperatura inicial ao chegar ao equilíbrio.Calcule a temperatura inicial Ti da barra metálica.

Dado: cágua = 1,0 cal/g.°C e dágua = 1,0 g/cm3

a) 500 °Cb) 220 °Cc) 200 °Cd) 730 °C*e) 530 °C

(UNESP-2012.1) - ALTERNATIVA: CClarice colocou em uma xícara 50 mL de café a 80 °C, 100 mL de leite a 50 °C e, para cuidar de sua forma física, adoçou com 2 mL de adoçante líquido a 20 °C. Sabe-se que o calor específico do café vale 1 cal/(g.°C), do leite vale 0,9 cal/(g.°C), do adoçante vale 2 cal/(g.°C) e que a capacidade térmica da xícara é desprezível.

Considerando que as densidades do leite, do café e do adoçante sejam iguais e que a perda de calor para a atmosfera é desprezível, depois de atingido o equilíbrio térmico, a temperatura final da bebida de Clarice, em °C, estava entrea) 75,0 e 85,0.b) 65,0 e 74,9.*c) 55,0 e 64,9.d) 45,0 e 54,9.e) 35,0 e 44,9.

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: BUma peça de ferro de 2,0 kg é retirada de um forno, onde sua tem-peratura era de 650 ºC, e é colocada sobre um grande bloco de gelo a 0 ºC. Supondo-se que todo calor cedido pelo ferro é usado, para fundir o gelo, a quantidade de gelo fundido pelo calor fornecido pelo ferro é de

Dados: cferro = 0,1 cal/gºC Lfusão = 80 cal/g

a) 1325 g. d) 2600 g.*b) 1625 g. e) 2625 g.c) 1300 g.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUma barra metálica de massa 300 gramas, cujo calor específico é igual 0,11 cal/g°C, inicialmente a 80°C, é colocada em contato com gelo a 0°C, dentro de um recipiente. Considere que só acontecerão trocas de calor entre o gelo e a barra metálica. Supondo-se que o equilíbrio térmico é alcançado à temperatura de 0°C, a massa de gelo que irá liquefazer-se, em gramas, seráa) 31,0.b) 32,5.c) 32,8.*d) 33,0.

Dados:Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/gCalor específico do gelo = 0,5 cal/g°CCalor específico da água = 1 cal/g°C

(UTFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm pouco de água à 20 ºC foi colocado em um copo contendo uma pedra de gelo. Pode-se afirmar que:a) com o tempo o gelo resfria a água a 0 ºC, e ele não derrete no processo.b) a água aquece o gelo a 20 ºC derretendo-o no processo, sem que a água se resfrie.*c) enquanto a água e o gelo estão juntos no copo, o gelo derrete e a água se resfria em uma temperatura de 0 ºC.d) o contato da água com o gelo força a água a se congelar a 20 ºC.e) o contato da água com o gelo força o gelo a se congelar a 0 ºC.

(FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CEm uma sala fechada e isolada termicamente, uma geladeira, em funcionamento, tem, num dado instante, sua porta completamente aberta. Antes da abertura dessa porta, a temperatura da sala é maior que a do interior da geladeira. Após a abertura da porta, a tempera-tura da sala,a) diminui até que o equilíbrio térmico seja estabelecido.b) diminui continuamente enquanto a porta permanecer aberta.*c) diminui inicialmente, mas, posteriormente, será maior do que quando a porta foi aberta.d) aumenta inicialmente, mas, posteriormente, será menor do que quando a porta foi aberta.e) não se altera, pois se trata de um sistema fechado e termicamente isolado.

(SENAC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: BCom o intuito de esfriar um ovo cozido bem quente (77 ºC) ele é introduzido em um copo contendo 120 g de água à temperatura de 21 ºC. Considerando a capacidade térmica do ovo igual a 40 cal/ºC, pode-se estimar a temperatura de equilíbrio térmico entre o ovo e a água, em ºC, (Dado: cágua = 1,0 cal/gºC)

a) 26 d) 50*b) 35 e) 58c) 42

(FEI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm sistema de resfriamento de água utilizado para pasteurização é composto de um reservatório onde são colocados 3000 kg de gelo a 0 °C. Neste reservatório são despejados 5000 L de água a 80 °C que foi utilizada no processo de pasteurização. Desprezando-se as perdas de calor para o reservatório e para o ambiente, qual é a tem-peratura da água após atingido o equilíbrio térmico?

Dados: calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g; calor específico da água c = 1,00 cal/g°C; densidade da água ρ = 1kg/L.

a) 10 °C d) 25 °Cb) 15 °C e) 30 °C*c) 20 °C


(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: ADois blocos A e B, constituídos de materiais diferentes, têm massas iguais. Esses blocos apresentam temperaturas de 0ºC e 100ºC, res-pectivamente, quando são colocados em contato térmico entre si. Mantendo-se os blocos perfeitamente isolados do meio externo, é correto afi rmar que a temperatura dos mesmos no equilíbrio térmico é*a) maior que 50ºC se a capacidade térmica de B for maior que a de A.b) maior que 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A.c) igual a 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for igual à perdida por A.d) menor que 50ºC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A.e) menor que 50ºC se a capacidade térmica de B for maior que a de A.

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: DA energia solar é ecologicamente correta, limpa e gratuita. Em um sistema de aquecimento de água para banho, por exemplo, a água aquecida nos coletores solares é armazenada em reservatórios tér-micos, muitas vezes chamados de boilers. Quando utilizamos aque-cimento solar, a água aquecida pode atingir até 70 ºC, o que exige a mistura da água quente do sistema com a água fria da caixa de água da casa. Para tomar banho, um rapaz precisa misturar 70 litros de água fria (a 15 ºC) com certa quantidade de água quente (a 70 ºC). Admitindo que a densidade da água seja igual a 1,0 kg/L e despre-zando perdas de calor para o meio externo, a quantidade de água quente, em litros, necessária para o rapaz tomar seu banho a uma temperatura de 35 ºC éa) 10.b) 15.c) 25.*d) 40.e) 55.

(VUNESP/FMJ-2012.1) - ALTERNATIVA: EPara que a prata pura possa ser vendida em quantidades diferentes, ela é derretida, é jogada em água. Como resultado, solidificam-se filetes e gotas de diversos tamanhos, facilitando a pesagem, que é feita tal qual se faz na venda de cereais a granel. Quando 100 g de prata passam por esse processo, a quantidade de água que a esfria atinge a temperatura de 62 ºC que, no caso, é a temperatura do equilíbrio térmico. Se a prata que foi jogada na água encontrava-se completamente líquida e em seu ponto de fusão, admitindo que todo o calor perdido pela prata é absorvido pela água, o valor absoluto da quantidade de calor transferida pela prata para a água é, em joules, aproximadamente,

Dados: calor específico da prata no estado sólido = 230 J/(kg·ºC) calor latente de fusão da prata = 100 × 103 J/kg ponto de fusão da prata = 962 ºC

a) 18000.b) 21000.c) 26000.d) 29000.*e) 31000.

(UFPR-2012.1) - RESPOSTA: T0 = −28,5 ºCEm um dia de muito calor, o freguês de um restaurante pediu uma garrafa de água mineral e um copo com gelo. No copo vieram três cubos de gelo, cada um com massa de 20 g. Nesse copo, o fre-guês colocou 300 ml de água mineral, cuja temperatura inicial era de 20 ºC. Após o gelo fundir-se completamente, verificou-se que a água estava a uma temperatura de 1 ºC. Desprezando a capacidade tér-mica do copo, calcule a temperatura inicial dos cubos de gelo.

Dados: cágua = 4190 J/kg.K; cgelo = 2,1×103 J/kg.K; L = 3,34×105 J/kg

(UNIFESP-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm calorímetro de capacidade térmica 10 cal/ºC, contendo 500 g de água a 20 ºC, é utilizado para determinação do calor específico de uma barra de liga metálica de 200 g, a ser utilizada como fundo de panelas para cozimento. A barra é inicialmente aquecida a 80 ºC e imediatamente colocada dentro do calorímetro, isolado termicamen-te. Considerando o calor específico da água 1,0 cal/(g·ºC) e que a temperatura de equilíbrio térmico atingida no calorímetro foi 30 ºC, determine:a) a quantidade de calor absorvido pelo calorímetro e a quantidade de calor absorvido pela água.b) a temperatura final e o calor específico da barra.

RESPOSTA UNIFESP-2012.1:a) QCal = 100 cal e Qág = 5000 calb) θ = 30 ºC e c = 0,51 cal/(g.ºC)

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: EEm um calorímetro são colocados 2,0 kg de água, no estado líquido, a uma temperatura de 0 ºC. A seguir, são adiciondados 2,0 kg de gelo, a uma temperatura não especificada. Após algum tempo, tendo sido atingido o equilíbrio térmico, verifica-se que a temperatura da mistura é 0 ºC e que a massa de gelo aumentou 100 g.Considere que o calor específico do gelo (c = 2,1 kJ/kg.ºC) é a meta-de do calor específico da água e que o calor latente de fusão do gelo é de 330 kJ/kg; e desconsidere a capacidade térmica do calorímetro e a troca de calor com o exterior.Nessas condições, a temperatura do gelo que foi inicialmente adicio-nado à água era, aproximadamente,a) 0 ºC.b) −2,6 ºC.c) −3,9 ºC.d) −6,1 ºC.*e) −7,9 ºC.


VESTIBULARES 2012.2(UFG/GO-2012.2) - RESPOSTA: a) m = 3 kg b) C= 56 kcal/ºCEm um dia de verão, o asfalto encontrava-se a uma temperatura de 60 ºC, e uma chuva de 3 mm foi suficiente para resfriá-lo até a tem-peratura de 30 ºC. A água da chuva estava inicialmente a 20 ºC.Considerando-se que a água é completamente evaporada a uma temperatura média de 40 ºC, calcule para cada metro quadrado de asfalto:

Dados:cágua = 1,0 cal/gºCL = 540 cal/gρágua = 1,0 g/cm3 = 103 kg/m3

a) a massa de água da chuva que caiu no solo;b) a capacidade térmica do asfalto.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: BForam colocadas em uma caixa térmica, que contém gelo a 0 ºC, 180 latinhas de refrigerante, de 350 mL cada, que se encontravam inicialmente a 20 ºC.

Considere que 180 latinhas equivalem a 3 kg de alumínio, que a densidade do refrigerante é 1 g/mL, que o calor específico do alumí-nio é 0,2 cal/(g·ºC), o calor específico do refrigerante é 1,0 cal/(g·ºC) e que o calor latente de fusão do gelo vale 80 cal/g. Despreze ainda a capacidade térmica da caixa e suponha que não haja troca de calor com o meio ambiente.Para que o líquido no interior das latinhas de alumínio atinja a tem-peratura de 0 ºC ainda em estado líquido, a massa aproximada de gelo em fusão, em kg, que deverá ser convertida em água a 0 ºC seráa) 18. d) 10.*b) 16. e) 8.c) 14.

(IF/CE-2012.2) - ALTERNATIVA: DUma estudante de Física deseja medir a capacidade térmica de uma garrafa térmica (Vaso de Dewar), usada como calorímetro. Para isso, segue os seguintes passos:1. Coloca na garrafa 100 mL de água à temperatura ambiente e aguarda o equilíbrio térmico que ocorre em 20ºC.2. Em seguida, coloca, na mesma garrafa, 200 mL de água em ebu-lição à pressão normal de 1 atm. Aguarda o novo equilíbrio térmico e encontra 60ºC.Desprezando-se as perdas de energia térmica para o meio exterior, é correto afirmar-se que a capacidade térmica da garrafa, em cal/ºC, vale

Dado: calor específico da água c = 1 cal/gºCa) 50. *d) 100.b) 60. e) 160.c) 80.

(UECE-2012.2) - ALTERNATIVA: CConsidere um sistema constituído por dois corpos de temperaturas diferentes. Este sistema está isolado termicamente do ambiente. Ao longo de um intervalo de tempo, o corpo quente aquece o frio. Pode-mos afirmar corretamente que no final deste intervaloa) suas respectivas variações de temperatura sempre são as mes-mas.b) o aumento de temperatura do corpo frio é sempre maior, em mó-dulo, que a queda de temperatura do corpo quente.*c) a quantidade de energia perdida pelo corpo quente é igual à quantidade de energia ganha pelo corpo frio.d) a quantidade de energia ganha pelo corpo frio é maior que a quantidade de energia perdida pelo corpo quente.


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAtransmissão de calor

(UEG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DUma garrafa térmica tem suas partes apresentadas na figura abai-xo.

Vidro duplo

Paredesespelhadas

Ar rarefeito

Na utilização do recipiente, o vidroa) favorece a transmissão de calor sob a forma de radiação, por ter paredes espelhadas.b) evita a transmissão de calor, por dilatação e convecção, porque ele é um isolante térmico.c) favorece a transmissão de calor, por condução e convecção, por ele ser um condutor térmico.*d) evita a propagação de calor, por convecção e condução, por ter ar rarefeito entre as paredes.

(PUC/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CNum dia “frio”, em sua casa, uma pessoa desloca-se descalça da sala para a cozinha. Trata-se na verdade de um mesmo ambiente, com pisos diferentes. O piso da sala é de madeira, enquanto o da cozinha é de cerâmica lisa. Quando ela pisa no chão da cozinha, sente um “frio” intenso em seus pés. Essa sensação ocorre porque:a) a temperatura da sala é maior do que a da cozinha, uma vez que a cerâmica é mais densa que a madeira.b) a cerâmica tem uma temperatura menor que a madeira, devido à sua condutividade térmica ser menor.*c) a cerâmica tem maior condutividade térmica e, portanto, parece mais fria, embora os dois pisos estejam à mesma temperatura.d) a madeira tem maior condutividade térmica e, portanto, parece mais quente, embora os dois pisos estejam à mesma temperatura.

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: CRecentemente, tem-se falado muito sobre os possíveis danos que o uso contínuo de aparelhos celulares pode trazer ao ser humano. Por sua vez, muitas pessoas que já utilizaram o celular encostado à ore-lha, por um tempo suficientemente longo, perceberam que a região em torno desta se aqueceu. Isso se explica pelo fato de quea) o celular absorve ondas eletromagnéticas, que são transformadas em radiação ultravioleta e aquecem os tecidos da região da orelha.b) o celular emite ondas sonoras, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendo-a.*c) o celular emite ondas eletromagnéticas, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha, aquecendo-a.d) o celular absorve ondas sonoras, que são transformadas em ra-diação infravermelha que aquecem os tecidos da região da orelha.

(UFSC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 40 (08+32)A estação central de trens de Estocolmo, na Suécia, criou um siste-ma para reduzir o consumo de energia elétrica em até 25 %, usando o calor gerado pelo corpo das pessoas que lá passam todos os dias. São 250 mil passageiros que passam por dia na estação, que possui temperatura média de 25,0 ºC na área de circulação. A companhia que administra a rede ferroviária da Suécia fez os cálculos e des-cobriu que esses passageiros produzem, juntos, 130 metros cúbi-cos de ar quente a cada respirada. O sistema funciona com tubos instalados no forro da estação que levam o ar aquecido pelos pul-mões dos passageiros até a central de calefação, na qual radiadores transferem o calor do ar captado para a água.Considere que a temperatura do corpo humano é 37,0 ºC e que o ser humano realiza 15 movimentos respiratórios por minuto. Densidade do ar 1,3 kg/m3, e calor específico do ar 1000 J/kg°C.Com base nestas informações, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A única forma de o corpo humano liberar calor é pela respira-ção.02. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do ultravioleta.04. A quantidade de calor liberada a cada respirada pelo número médio de passageiros que circulam diariamente na estação central de Estocolmo é de 2,0 × 107 J.08. A potência gerada durante uma respirada pelo total de passagei-ros que circulam diariamente pela estação é próxima a 0,5 MW.16. O corpo humano é capaz de liberar mais energia do que con-some ou possui armazenada, por isso é importante utilizar o calor humano como fonte de energia.32. A maior parte da energia liberada pelo corpo humano na forma de radiação está na faixa do infravermelho.

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: ECom o intuito de preservar o meio ambiente e, também, fazer econo-mia, em edificações de algumas regiões do país, têm sido utilizadas caixas de leite longa vida ou de sucos, que são aluminizadas em seu interior, para fazer a forração de telhados e, com isso, conse-guir temperaturas mais agradáveis. Essa utilização se justifica por causaa) das correntes de convecção.b) da refração dos raios solares.c) da difusão do calor por toda a superfície.d) da troca de calor do interior com o meio exterior.*e) do fenômeno da reflexão da radiação solar.

(UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA: F; V; V; FSão Paulo teve hoje piora na qualidade do ar devido à inversão tér-mica (fenômeno que dificulta a dispersão de poluentes) no nível da superfície. Segundo a Cetesb (Companhia de Tecnologia de Sane-amento Ambiental), quanto mais baixa a inversão, pior a qualidade do ar.

Fonte: Folha Online, de 21/08/2003.

Fenômenos que acarretam mudanças no clima local ou global são cada vez mais constantes, sendo um deles a “inversão térmica”. O esquema abaixo indica as condições térmicas de duas camadas da atmosfera em uma situação de dia normal (A), e em outro em que ocorre a “inversão térmica” (B).

A

B

Marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) Na inversão térmica, os gases poluentes não se dispersam, porque se tornam menos densos que os gases das mais altas cama-das da atmosfera, o que faz com que fiquem aprisionados próximos ao solo.2 ( ) Em dias em que ocorre inversão térmica, o gases poluentes que estão mais próximos ao solo se tornam frios, assim como os das camadas superiores, o que não favorece a formação das correntes de convecção.3 ( ) Em dias sem inversão térmica, os gases poluentes se disper-sam por meio de correntes de convecção no sentido do solo para as mais altas camadas da atmosfera.4 ( ) Em dias em que ocorre inversão térmica, o regime de trocas de calor entre as camadas da atmosfera funciona do mesmo modo que no interior de uma geladeira, que possui o congelador em sua parte superior.


(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: CAlgumas pessoas não gostam de tomar remédios para baixar uma febre. Enrolam-se em um cobertor de lã e, após transpirarem, di-zem sentirem-se melhor. Sob o ponto de vista das leis da física, tal sensaçãoa) é contraditória, pois a transpiração provocada pelo cobertor man-tém constante a temperatura do corpo, um banho quente seria mais eficiente.b) é contraditória, pois a transpiração faz a temperatura do corpo subir ainda mais e o cobertor facilita a troca de calor com o corpo.*c) é contraditória, pois o cobertor impede a troca de calor do corpo com o ambiente, um banho de água fria ou morna seria mais efi-ciente.d) faz sentido, uma vez que a transpiração provocada pelo cobertor faz com que o corpo interaja termicamente com o mesmo.e) faz sentido, uma vez que a transpiração provocada pelo cober-tor libera toxinas e com esse mecanismo a temperatura do corpo diminui.

(UFRN-2012.1) - ALTERNATIVA: CO uso de tecnologias associadas às energias renováveis tem feito ressurgir, em Zonas Rurais, técnicas mais eficientes e adequadas ao manejo de biomassa para produção de energia. Entre essas tec-nologias, está o uso do fogão a lenha, de forma sustentável, para o aquecimento de água residencial. Tal processo é feito por meio de uma serpentina instalada no fogão e conectada, através de tubula-ção, à caixa d’água, conforme o esquema mostrado na Figura ao abaixo.

ÁGUA FRIA

CAIXA D’ÁGUA

ÁGUA QUENTE

SERPENTINA

FOGÃO A LENHA

Na serpentina, a água aquecida pelo fogão sobe para a caixa d’água ao mesmo tempo em que a água fria desce através da tubulação em direção à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor.Considerando o processo de aquecimento da água contida na caixa d’água, é correto afirmar que este se dá, principalmente, devido ao processo dea) condução causada pela diminuição da densidade da água na ser-pentina.b) convecção causada pelo aumento da densidade da água na ser-pentina.*c) convecção causada pela diminuição da densidade da água na serpentina.d) condução causada pelo aumento da densidade da água na ser-pentina.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04)O calor é uma forma de energia, portanto se propaga de uma região para outra, de um corpo para outro, quando entre esses existe uma diferença de temperatura. Com relação à propagação de calor, assi-nale o que for correto.01) A transferência de calor por convecção se deve ao fato de a densidade de partículas, que constituem o meio onde ocorre o fenô-meno, ter valores diferentes.02) Nos sólidos, os processos de condução e a convecção de calor podem ocorrer simultaneamente.04) Uma garrafa térmica é construída com duplas paredes, sendo que uma delas é espelhada para evitar a transferência por irradia-ção. Entre elas existe vácuo, o que impede a transferência de calor por condução e por convecção para o meio ambiente.08) A irradiação provoca alteração na temperatura do meio através do qual se propaga.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: BUma pizza de calabresa e queijo mussarela encontra-se inicialmen-te congelada, com todas as suas partes à mesma temperatura. A pizza é levada ao forno, e a mesma quantidade de calor é absorvida por massas iguais de calabresa e queijo. Ao ser retirada do forno, a parte de queijo encontra-se mais quente que a parte de calabresa. Isso ocorre porque:a) a parte de queijo possui condutividade térmica menor que a de calabresa.*b) a parte de queijo possui calor específico menor que a de cala-bresa.c) a parte de queijo possui calor de fusão menor que a de calabre-sa.d) a parte de queijo possui calor específico maior que a de calabre-sa.e) a parte de queijo possui condutividade térmica maior que a de calabresa.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 22 (02+04+16)Em regiões litorâneas, as variações de temperatura (máxima e mí-nima) não são grandes quando comparadas com outras regiões. Observa-se, também, nessas regiões que, durante o dia, uma brisa sopra em um sentido e à noite sopra no sentido contrário. Esses fenômenos podem ser explicados pela presença de grandes massas de água nessas regiões. Com relação a esses fenômenos, assinale o que for correto.01) Ao anoitecer, a água do mar resfria-se mais rapidamente do que a terra, porque o calor específico da água é maior do que o da ter-ra.02) Ao anoitecer, a terra resfria-se mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é maior do que o da ter-ra.04) Durante o dia, observa-se uma brisa soprando do mar para a terra. Uma justificativa pode ser o fato de a massa de ar próxima à superfície da terra estar mais aquecida do que a massa de ar junto à superfície da água do mar.08) Durante a noite, observa-se uma brisa soprando da terra para o mar. Uma justificativa pode ser o fato de a massa de ar próxima à superfície da terra estar mais aquecida do que a massa de ar junto à superfície da água do mar.16) Durante o dia, a temperatura da água do mar é menor do que a da terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08)Sobre os conceitos de termodinâmica, assinale o que for correto.01) Se dois corpos com diferentes temperaturas forem colocados em contato, uma certa quantidade de energia térmica será transfe-rida de um corpo ao outro, devido, exclusivamente, à diferença de temperatura entre eles.02) A quantidade de calor necessária para elevar em 1ºC a tempe-ratura de 1 g de uma substância é denominada de calor específico dessa substância.04) Quando uma quantidade de calor se transfere de um corpo a outro pelo processo de condução, essa energia se propaga devido à agitação atômica no material.08) Nos líquidos, a transferência de calor ocorre, sobretudo, por meio das correntes de convecção, as quais são formadas devido à diferença entre as densidades das regiões mais quentes e mais frias do líquido.16) A transferência de calor por radiação é realizada por meio de ondas eletromagnéticas, que se propagam somente na presença de um meio material.

(IF/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: CO frasco de Dewar é um recipiente construído com o propósito de conservar a temperatura das substâncias que ali forem colocadas, sejam elas quentes ou frias. O frasco consiste em um recipiente de paredes duplas espelhadas, com vácuo entre elas e de uma tampa feita de material isolan-te. A garrafa térmica que temos em casa é um frasco de Dewar. O objetivo da garrafa térmica é evitar ao máximo qualquer pro-cesso de transmissão de calor entre a substância e o meio ex-terno. É CORRETO afirmar que os processos de transmissão de calor são:a) indução, condução e emissão.b) indução, convecção e irradiação.*c) condução, convecção e irradiação.d) condução, emissão e irradiação.e) emissão, convecção e indução.

Tampa

Vácuo

ParedesEspelhadas


(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm copo plástico e um de alumínio estão dentro de uma geladei-ra. Eles possuem o mesmo volume e a mesma forma. Uma pessoa pega cada copo com uma das mãos e tem a sensação de que o copo de alumínio está mais frio que o de plástico.Isso acontece porquea) o copo de alumínio está mais frio, pois a capacidade térmica do plástico é maior que a do alumínio.b) o copo de plástico está realmente mais quente, pois a capacidade térmica do plástico é maior que a do alumínio.c) os dois estão à mesma temperatura, possuem a mesma conduti-vidade térmica e a sensação diferente deve-se aos calores especí-ficos de ambos.*d) os dois estão à mesma temperatura, e a sensação diferente que ocorre é porque a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do plástico.e) os dois estão à mesma temperatura, e a sensação diferente que ocorre é devido ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser menor que a do plástico.

VESTIBULARES 2012.2(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EA foto a seguir mostra uma usina termonuclear situada no município de Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro.

Fonte: Disponível em <http://www.eletronuclear.gov.br/empresa/index.php>. Acesso em: 20/07/2011.

A instalação de usinas termonucleares próximas a rios, lagos ou mar se justifica pelo fato de que é necessário utilizar água desses locais paraa) girar as turbinas.b) limpar as usinas.c) aquecer a água das turbinas.d) evitar que vaze radiação do reator.*e) condensar o vapor de água das turbinas.

(UNIFOR/CE-2012.2) - ALTERNATIVA: BEm um projeto de engenharia, o técnico desenhou uma sala com um aparelho condicionador de ar próximo ao chão como se vê na figura. O condicionador de ar tinha como objetivo o resfriamento do ambiente. Um engenheiro, analisando o desenho, condenou a insta-lação do aparelho na forma projetada.

Assinale a opção abaixo que melhor justifica a atitude do engenhei-ro.a) Neste caso, o ar é aquecido por radiação por isto o aparelho deve ficar na parte mais alta da parede.*b) O aparelho deve ser colocado na parte superior por força do Princípio da Convecção, onde a energia térmica se transmite com o deslocamento para cima do ar aquecido.c) O aparelho de ar condicionado irradia calor para dentro da sala então deve ser instalado na parte alta da parede.d) O ar, neste caso, é resfriado por condução então o aparelho deve ficar mais alto para otimizar o conforto térmico.e) O aparelho deve ficar mais alto porque o calor é energia térmica em trânsito por causa de uma diferença de temperatura.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AIlhas e penínsulas não têm extremos de temperatura, quando as comparamos com os extremos registrados em localidades no inte-rior do continente. Isso ocorre porque, quando o ar está quente nos meses de verão, a água o esfria; quando ele está frio nos meses do inverno, ela o aquece.A água possui o papel de moderar a temperatura, porque*a) seu calor específico é maior que o do ar; logo, ela perde e ganha calor mais lentamente.b) seu calor latente é inferior ao do ar; logo, ela mantém a tempera-tura do ambiente estável.c) sua energia interna varia mais rápido que a do ar, o que favorece a intensa troca de calor.d) sua dilatação térmica ocorre do mesmo modo que a do ar, equili-brando a troca de calor.Obs.: Essa questão pertence a uma prova que foi anulada por que-bra de sigilo.

(IME/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm problemas relacionados ao aproveitamento de energia térmica, é comum encontrar expressões com o seguinte formato: V = k.α.β, onde:• V : variável de interesse com dimensão de razão entre a potência e o produto área × temperatura;• α: representa a taxa de variação de temperatura com relação a uma posição;• β: é a viscosidade dinâmica de um fluido, cuja dimensão é a razão (força × tempo) / área.Sabendo-se que as dimensões básicas para temperatura, compri-mento e tempo são designadas pelos símbolos θ, L, e T, a dimensão de k é dada pora) L−2θ−2T−1

*b) L2θ−2T−2

c) L−2θ−2Td) L−2θ−2T2

e) L−2θ2T−1


(FEI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: BO sistema de aquecimento solar é composto de placas coletoras, um reservatório de água quente e um reservatório de água fria. Para que o sistema funcione corretamente sem o auxílio de nenhuma válvula ou bomba, os equipamentos devem ser instalados de qual maneira?a) O reservatório de água fria deve ficar acima do reservatório de água quente e abaixo das placas coletoras.*b) O reservatório de água quente deve ficar acima das placas cole-toras e abaixo do reservatório de água fria.c) O reservatório de água quente deve ficar acima do reservatório de água fria e acima das placas coletoras.d) O reservatório de água fria deve ficar abaixo do reservatório de água quente e acima das placas coletoras.e) O reservatório de água quente deve ficar no mesmo nível das placas coletoras e acima do reservatório de água fria.

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: CNos hospitais, é comum médicos e enfermeiros fazerem a assepsiadas mãos utilizando álcool em gel. Ao colocarmos um pouco desse álcool nas mãos temos uma sensação de frio porque o álcool,a) em forma de gel, encontra-se a uma temperatura inferior à da pele.b) por ser volátil, encontra-se a uma temperatura superior à da pele.*c) por meio do fenômeno da evaporação, absorve energia da pele.d) por ser desinfetante, fornece energia na forma de calor à pele.e) em forma de gel, fornece energia na forma de radiação à pele.

(PUC/PR-2012.2) - ALTERNATIVA: BDurante uma longa noite de estudos, Pedro resolve aquecer uma empada de frango, que estava parcialmente congelada, no seu forno de microondas. Após 1min30s de aquecimento, ele tira a empada do forno, toca a parte de cima, que é composta por uma camada bem sequinha de massa, e percebe que está a uma boa temperatura, isto é, que não irá queimar sua boca. Confiante, pega a empada em um guardanapo de papel e lança-lhe uma mordida voraz, queimando completamente a boca por dentro com o recheio quentíssimo.A partir do exposto acima, qual é a explicação mais provável para o ocorrido?a) O forno de micro-ondas opera basicamente com ondas de infra-vermelho, que aquecem o alimento de dentro para fora, o que propi-cia uma falsa sensação da temperatura interna.*b) As ondas eletromagnéticas geradas pelo forno interagem com as moléculas de água por ressonância. Dessa forma, partes com me-nor concentração de água precisam de mais tempo para esquentar.c) As ondas produzidas pelo forno em questão são ondas mecânicas de ultrassom. Essas ondas são muito eficientes no aquecimento de alimentos.d) Dentro do forno de micro-ondas, o dispositivo responsável por aquecer os alimentos é a lâmpada, que sempre acende quando está em funcionamento.e) As ondas que o forno de micro-ondas utiliza são os conhecidos raios gama. Esse é o motivo de nunca aproximar-nos dele durante seu funcionamento.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 27 (01+02+08+16)Calor é energia que pode ser transferida de um ponto para outro. Sobre a transferência de calor, assinale o que for correto.01) É impossível ocorrer transferência de calor se não houver dife-renças de temperatura.02) Temperatura elevada não indica existência de calor.04) O sol transfere energia térmica para terra por irradiação.08) O calor pode ser transferido sem o arraste de matéria.16) Determinados tipos de aeronaves e mesmo alguns pássaros fa-zem uso da transferência de calor para se elevar na atmosfera.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AAs placas tectônicas são movimentadas em função do grande calor e do magma do interior da Terra. O transporte deste calor se dá das camadas mais profundas de nosso planeta até as fendas em sua superfície, como ilustra a figura abaixo.

Magma Fenda

COMINS, N.F.; KAUFMANN III, W.J. Descobrindo o universo. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 180.

Do ponto de vista físico, o transporte deste calor ocorre devido*a) às correntes de convecção que se formam porque o magma aquecido por baixo se expande, tendo sua densidade diminuída. Isso cria correntes ascendentes, que liberam o calor para a super-fície.b) ao fluxo de radiação de calor do interior do planeta para a super-fície, decorrente da diferença entre a pressão interna e externa. Isso cria correntes ascendentes, que liberam o calor para superfície.c) às correntes de convecção, que se formam porque o magma aquecido por baixo se comprime, fazendo variar a pressão no inte-rior do planeta. Isso cria correntes ascendentes cuja função é aliviar a pressão interna.d) ao campo magnético da Terra, que age sobre o magma aquecido por baixo, fazendo com que a força magnética o carregue para as fendas, liberando assim, o excesso de calor para a supefície.


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAdilatação térmica

(IME/RJ-2012.1) - RESPOSTA: ∆V = 3,0 × 10−9 m3

Um corpo com velocidade v parte do ponto A, sobe a rampa AB e atinge o repouso no ponto B.

10 m

10 m

g→

A

B

corpo

Sabe-se que existe atrito entre o corpo e a rampa e que a metade da energia dissipada pelo atrito é transferida ao corpo sob a forma de calor. Determine a variação volumétrica do corpo devido à sua dilatação.Dados: aceleração da gravidade: g = 10 m.s−2; volume inicial do corpo: vi = 0,001 m3; coeficiente de dilatação térmica linear do corpo: α = 0,00001 K−1; calor específico do corpo: c = 400 J.kg−1.K−1.

Observações: o coeficiente de atrito cinético é igual a 80% do coeficiente de atrito estático; o coeficiente de atrito estático é o menor valor para o qual o corpo permanece em repouso sobre a rampa no ponto B.

(FGV/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm uma aula de laboratório, para executar um projeto de construção de um termostato que controle a temperatura de um ferro elétrico de passar roupa, os estudantes dispunham de lâminas de cobre e de alumínio de dimensões idênticas. O termostato em questão é forma-do por duas lâminas metálicas soldadas e, quando a temperatura do ferro aumenta e atinge determinado valor, o par de lâminas se curva como ilustra a figura, abrindo o circuito e interrompendo a passagem da corrente elétrica.

Circuito abertoCircuito fechado

DadosCoeficiente de dilatação linear do cobre = 1,7 × 10−5 ºC−1

Coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2,4 × 10−5 ºC−1

Para que o termostato possa funcionar adequadamente,*a) a lâmina de cima deve ser de cobre e a de baixo de alumínio.b) a lâmina de cima deve ser de alumínio e a de baixo de cobre.c) ambas as lâminas devem ser de cobre.d) ambas as lâminas devem ser de alumínio.e) as lâminas não podem ser do mesmo material e é indiferente qual delas está em cima.

(UFT/TO-2012.1) - ALTERNATIVA: CUma chapa metálica quadrada possui um furo circular de raio r0 em seu centro. Deseja-se encaixar uma chapa metálica circular de raio r = r0 + x no orifício da chapa quadrada, que é do mesmo material metálico. Sabe-se que um cubo com volume inicial V0 deste material metálico sofreu uma variação volumétrica ∆V = V0/10 após o aque-cimento de um grau celsius (1°C). Qual a variação de temperatura (∆θ) necessária para que a chapa circular caiba exatamente no ori-fício da chapa quadrada?

r0

r0 + x

Considere o material puro, homogêneo, isótropo e que somente a chapa circular sofre variação de temperatura.

a) (r0 + x)2

15r0∆θ = ºC

b) (r0 + x)2

10r0∆θ = ºC10 −

*c) ∆θ = ºC− 15(r0 + x)2

15r02

d) ∆θ = −10 ºC

e) ∆θ = 10 ºCObs.: Encontra-se a alternativa C como resposta usando dila-tação superficial [A = A0(1 + β∆θ)]. Se utilizar dilatação linear

[L = L0(1 + α∆θ)] a resposta será ∆θ = ºC− 30 (r0 + x)

30r0

(IF/CE-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm bloco em forma de cubo possui volume de 400 cm3 a 0 ºC e 400,6 cm3 a 100 ºC. O coeficiente de dilatação linear do material que constitui o bloco, em unidades ºC−1, vale a) 4 × 10−5. b) 3 × 10−6. c) 2 × 10−6. d) 1,5 × 10−5. *e) 5 × 10−6.

(UFPB-2012.1) - ALTERNATIVA: BUltimamente, o gás natural tem se tornado uma importante e estra-tégica fonte de energia para indústrias. Um dos modos mais eco-nômicos de se fazer o transporte do gás natural de sua origem até um mercado consumidor distante é através de navios, denomina-dos metaneiros. Nestes, o gás é liquefeito a uma temperatura muito baixa, para facilitar o transporte. As cubas onde o gás liquefeito é transportado são revestidas por um material de baixo coeficiente de dilatação térmica, denominado invar, para evitar tensões devido às variações de temperatura.Em um laboratório, as propriedades térmicas do invar foram testa-das, verificando a variação do comprimento (L) de uma barra de invar para diferentes temperaturas (T). O resultado da experiência é mostrado, a seguir, na forma de um gráfico:

100500

1,0001

1 T (ºC)

L (m)

Com base nesse gráfico, conclui-se que o coeficiente de dilatação térmica linear da barra de invar é:a) 1 × 10−6 / °C d) 10 × 10−6 / °C*b) 2 × 10−6 / °C e) 20 × 10−6 / °Cc) 5 × 10−6 / °C

DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS


(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: AEm um dia típico de verão utiliza-se uma régua metálica para medir o comprimento de um lápis. Após medir esse comprimento, coloca-se a régua metálica no congelador a uma temperatura de −10 ºC e esperam-se cerca de 15 min para, novamente, medir o comprimento do mesmo lápis. O comprimento medido nesta situação, com rela-ção ao medido anteriormente, será:*a) maior, porque a régua sofreu uma contração.b) menor, porque a régua sofreu uma dilatação.c) maior, porque a régua se expandiu.d) menor, porque a régua se contraiu.e) o mesmo, porque o comprimento do lápis não se alterou.

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma haste metálica é composta de dois segmentos de mesmo ta-manho e materiais diferentes, com coeficientes de dilatação lineares α1 e α2. Uma segunda haste, feita de um único material, tem o mes-mo comprimento da primeira e coeficiente de dilatação α . Considere que ambas sofram o mesmo aumento de temperatura e tenham a mesma dilatação. Assim, é correto afirmar-se que

*a) α = (α1 + α2)/2.

b) α = (α1α2)/(α1 + α2) .

c) α = (α1 + α2)/(α1α2) .d) α = α1 + α1.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BDuas barras metálicas possuem comprimentos 1 e 2 e coeficientes de dilatação linear α1 e α2, respectivamente. Partindo da mesma temperatura e sofrendo a mesma variação de temperatura, os tama-nhos finais das barras serão L1 e L2 , respectivamente. Sabendo-se que 1 = 22 e α2 = 2α1, afirma-se corretamente que

a) L1 = L2 + 22

.

*b) L1 = L2 + 12

.

c) L2 = L1 + 12

.

d) L1 = L2 .

(FUVEST/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: CPara ilustrar a dilatação dos corpos, um grupo de estudantes apre-senta, em uma feira de ciências, o instrumento esquematizado na figura abaixo.

Nessa montagem, uma barra de alumínio com 30 cm de comprimen-to está apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior do ponteiro indicador e a outra encostada num an-teparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte superior é 10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumínio, inicialmente à temperatura de 25ºC, for aquecida a 225ºC, o deslocamento da extremidade supe-rior do ponteiro será, aproximadamente, dea) 1 mm.b) 3 mm.*c) 6 mm.d) 12 mm.e) 30 mm.

NOTE E ADOTECoeficiente de dilatação linear do alumínio: 2×10−5 ºC−1.

(UEG/GO-2012.1) - RESOLUÇÃO OFIC. NO FINAL DA QUESTÃOUma esfera maciça, feita de alumínio, possui um raio R0 e está den-tro de uma caixa na forma de um paralelepípedo de ferro, com pa-redes de espessura fina e arestas internas dadas por a0 > c0 > b0. O coeficiente de dilatação do alumínio é maior que o do ferro. Por meio de um fio condutor, pode-se fornecer calor à esfera e à caixa, simultaneamente.Cosiderando a situação apresentada, deduza uma equação para a variação de temperatura que se pode fornecer ao sistema para que a esfera não afete a integridade da caixa.

RESOLUÇÃO OFICIAL UEG/GO-2012.1:A esfera tem diâmetro D0 = 2R0.O cubo tem arestas a0 > c0 > b0.O encontro ocorrerá com o lado menor do paralelepído. Neste caso, tem-se:

Dfinal = bfinal ⇒ ∆D + D0 = ∆b + b0 ⇒

D0αAl∆T + D0 = b0αFe∆T + b0 ⇒ ∆T = b0 − D0

D0αAl − b0αFe

(UNITAU-TAUBATÉ-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma chapa metálica de formato retangular está a uma temperatura θ0, e seus lados têm comprimentos a0 e b0, sendo a área inicial da chapa igual a S0 = a0.b0 . A chapa metálica é aquecida até uma temperatura θ0 + ∆θ e, como consequência, seus lados se dilatam. Os lados da chapa passam a ter comprimentos a = a0(1 + α.∆θ) e b = b0(1 + α.∆θ), onde α é o coeficiente de dilatação linear e ∆θ é a diferença de temperatura que causou a dilatação. É CORRETO afirmar que a área dilatada S, sem qualquer tipo de aproximação, será:*a) S = S0(1 + 2α.∆θ + α2.∆θ2).b) S = S0(1 + 2α.∆θ).c) S = S0(1 + α2.∆θ2).d) S = S0(2α.θ + α2.∆θ2).e) S = S0(1 + 2α + α2.∆θ2).

(SENAC/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm pêndulo simples é constituído de um fio de massa desprezível e comprimento , preso por uma extremidade e tendo uma esfera de massa M suspensa na outra extremidade.Para pequenas amplitudes, a frequência de oscilação de um pêndu-

lo simples pode ser expressa por f = g√2π

1 , onde g é a aceleração

da gravidade local.Assim, um relógio de pêndulo típicoa) terá sua frequência invariável em qualquer estação do ano.b) terá seu período maior no inverno que no verão.c) atrasará no inverno.*d) atrasará no verão.e) atrasará, se for levado para um local de menor altitude.

(FEI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DEm uma porta corta fogo de aço, com 2 m de altura, as folgas na parte superior e inferior são as mesmas e valem 0,5 mm. Deseja-se que, a partir de certa temperatura, a porta emperre e não pos-sa mais ser aberta, evitando assim que o fogo intenso atravesse para a área de escape. Se o coeficiente de dilatação da porta é α = 1,5 × 10−6/°C, e se a porta está inicialmente a 20 °C, qual é, aproximadamente, a máxima temperatura a que a porta pode ser submetida antes que emperre?a) 186 °Cb) 254 °Cc) 286 °C*d) 353 °Ce) 432 °C

(FGV/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DAs linhas de metrô são construídas tanto sob o solo quanto sobre este. Pensando nas variações de temperatura máxima no verão e mínima no inverno, ambas na parte de cima do solo, os projetistas devem deixar folgas de dilatação entre os trilhos, feitos de aço de co-eficiente de dilatação linear 1,5 × 10−5 ºC−1. Em determinada cidade britânica, a temperatura máxima costuma ser de 104 ºF e a mínima de −4 ºF. Se cada trilho mede 50,0 m nos dias mais frios, quando é feita sua instalação, a folga mínima que se deve deixar entre dois trilhos consecutivos, para que eles não se sobreponham nos dias mais quentes, deve ser, em centímetros, dea) 1,5. *d) 4,5.b) 2,0. e) 6,0.c) 3,0.


(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DO funcionário de um ferrovia precisa instalar um segmento de tri-lho para recompor uma linha férrea. O comprimento sem trilho é de 25,00 m. O funcionário sabe que a temperatura no local da instala-ção varia de 10 ºC, no inverno, a 40 ºC, no verão. O coeficiente de dilatação térmica do aço, material do qual o trilho é fabricado, é igual a 14 × 10−6 ºC−1. Se a manutenção ocorrer no inverno, qual dos valores listados abaixo aproxima-se mais do máximo comprimento que o funcionário deve cortar o trilho para encaixar no espaço a ser preenchido?a) 25,00 m. *d) 24,99 m.b) 24,90 m. e) 24,95 m.c) 25,01 m.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm cubo possui aresta de tamanho L e é feito de um metal cujo co-eficiente de dilatação linear é α. Após ser submetido a uma variação de temperatura ∆T, a razão entre a sua variação de área e a sua variação de volume é igual a*a) 4/L.b) 2/(3L).c) 3/(2L).d) 2/L.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm lápis, de coeficiente de dilatação térmica linear α, tem tamanho L0 quando inicialmente colocado em um ambiente a uma temperatu-ra T0. Sejam L1 e L2 os tamanhos do lápis quando colocado em am-bientes a temperaturas T1 = T0 + ∆T e T2 = T0 − ∆T, respectivamente. A expressão para a soma L1 + L2 é:a) L0 (1 + α∆T)b) L0 [1 + α (∆T + T0)]c) L0 [1 − α (∆T + T0)]d) L0 [1 + α (∆T + T0)] [1 − α (∆T + T0)]*e) 2L0

(CESGRANRIO/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma placa é feita de um material que possui um coeficiente linear de dilatação térmica igual a 1,0 × 10−5 ºC−1.Ao aumentar sua temperatura em 50 °C, qual é o aumento percentu-al de área de uma placa feita do mesmo material?*a) 0,10 % d) 0,0050 %b) 0,050 % e) 0,010 %c) 0,0010 %

(UECE/URCA-2012.1) - ALTERNATIVA: BO raio da base de um cone metálico, cuja densidade é igual a 10 g/cm3, tem a 0°C um comprimento inicial Ro = 2 cm. Aquecendo-se este cone até uma temperatura de 100°C a sua altura sofre uma variação ∆h = 0,015 cm. Sendo a massa do cone de 100 g, o coefi-ciente de dilatação linear médio do material vale:a) 6 × 10−4 °C−1

*b) 6 × 10−5 °C−1

c) 5 × 10−4 °C−1

d) 5 × 10−5 °C−1

e) 4 × 10−4 °C−1

DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DA ÁGUA

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm disco de ferro, de área igual a 100,0 cm2, ajusta-se perfeita-mente em uma cavidade existente em um bloco de cobre, estando ambos a 0ºC.Sabendo-se que os coeficientes de dilatação linear do ferro e do cobre são respectivamente iguais a 1,0 × 10−5 ºC−1 e 1,6 × 10−5 ºC−1, a área da coroa vazia entre o disco de ferro e a cavidade no cobre, quando o conjunto atingir a temperatura de 100ºC, será igual, em cm2, aa) 0,18b) 0,16c) 0,14*d) 0,12

(UFT/TO-2012.1) - ALTERNATIVA: BPara um aumento de temperatura observa-se que a maioria das substâncias dilata-se, isto é, aumenta de volume. Porém, o mesmo não ocorre com a água em estado líquido, que apresenta compor-tamento anômalo entre 0 °C e 4 °C, ou seja, neste intervalo de tem-peratura o volume da água diminui. Por outro lado, quando a água é aquecida acima de 4 °C seu volume aumenta à medida que a temperatura aumenta. O gráfico abaixo ilustra a variação do volume com o aumento da temperatura para 1g (um grama) de água.

1,0003

1,0002

1,0001

11086420

Temperatura (ºC)

Volu

me

(cm

3 )

Considerando o gráfico acima, assinale a alternativa que apresenta a CORRETA variação da densidade em função da temperatura, para 1 grama de água.

a)

0,9996

0,9997

0,9998

0,9999

1

1086420Temperatura (ºC)

Den

sida

de (g

/cm

3 )

*b)

0,9996

0,9997

0,9998

0,9999

1


Den

sida

de (g

/cm

3 )

c)

0,9996

0,9997

0,9998

0,9999

1


Den

sida

de (g

/cm

3 )

d)

0,9996

0,9997

0,9998

0,9999

1


Den

sida

de (g

/cm

3 )

e)

0,9996

0,9997

0,9998

0,9999

1


Den

sida

de (g

/cm

3 )


(FAAP/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EAs tampas metálicas dos recipientes de vidro são mais facilmente removidas quando o conjunto é imerso em água quente. Tal fato ocorre porque:a) a água quente lubrifica as superfícies em contato, reduzindo o atrito entre elas;b) a água quente amolece o vidro, permitindo que a tampa se solte;c) a água quente amolece o metal, permitindo que a tampa se sol-te;d) o vidro dilata-se mais que o metal, quando ambos são sujeitos à mesma variação de temperatura;*e) o metal dilata-se mais que o vidro, quando ambos são sujeitos á mesma variação de temperatura.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04)Em um experimento para demonstrar a dilatação térmica dos mate-riais sólidos foram utilizados os seguintes materiais: um cilindro me-tálico de raio r1 e uma placa, também metálica, com um orifício cir-cular de raio r2 coincidente com o seu centro geométrico. O cilindro e a placa são constituídos por metais diferentes cujos coeficientes de dilatação térmica linear são respectivamente, α1 e α2. Quando o cilindro e a placa estão em equilíbrio térmico com o meio ambiente, observa-se que o cilindro pode atravessar, sem folga, o orifício na placa. A figura abaixo permite visualizar a montagem do experimen-to. Com relação a esse experimento, assinale o que for correto.

01) Se α1 > α2 e somente a placa for aquecida, o cilindro passará através do orifício.02) Se o cilindro e a placa forem igualmente aquecidos e α1 > α2, o cilindro passará através do orifício.04) Se o cilindro e a placa forem igualmente aquecidos e α1 < α2, o cilindro passará através do orifício.08) Se o cilindro e a placa forem igualmente resfriados e α1 > α2, o cilindro não passará através do orifício.16) Se α1 = α2 e somente o cilindro for aquecido, ele passará atra-vés do orifício.

VESTIBULARES 2012.2

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BUma esfera de raio R sofre uma variação de temperatura ∆T. O coe-ficiente de dilatação linear do material de que é constituída a esfera é α. Devido a essa variação de temperatura, a esfera sofre uma variação de volume e da área da superfície dados por ∆V e ∆S, respectivamente. A variação da área da superfície é, numericamen-te, a metade da variação de volume. O valor de R, em unidades de comprimento, é igual aa) 2,0.*b) 4,0.c) 1,0d) 0,5.

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: EA figura seguinte representa um termostato usado em aquários para evitar que a temperatura da água atinja valores baixos. O aquecedor é constituído de uma lâmina bimetálica e um contato ligado na rede elétrica (V) e numa resistência (R), como mostrado no circuito. Na tabela são fornecidos valores dos coeficientes de dilatação linear de alguns metais.

Metal Coeficiente de dilatação (1/ºC

alumínio 23 × 10−6

latão 19 × 10−6

cobre 17 × 10−6

aço 11 × 10−6

Metal AMetal B

R

V

A uma temperatura próxima a 22ºC, a lâmina encontra-se na posição mostrada na figura. Ao reduzir a temperatura da água, ela curva-se até fechar o contato a 18 ºC, estabelecendo uma corrente elétrica. Nessas condições, ela é aquecida e volta à sua forma original, des-ligando o circuito. Para que essa lâmina apresente maior curvatura para a referida variação de temperatura, os metais A e B podem ser, respectivamente, dea) cobre e aço. d) alumínio e latão.b) latão e cobre. *e) cobre e alumínio.c) alumínio e aço.Obs.: A resposta oficial é alternativa C.

DILATAÇÃO DOS SÓLIDOS

DILATAÇÃO DOS LÍQUIDOS

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: AUm tanque metálico em forma de paralelepípedo possui em seu interior uma parede que o divide em duas câmaras. Uma das câ-maras (câmara 1) é completamente preenchida com água, que se encontra em equilíbrio térmico com o tanque. O conjunto é levado a aquecimento abaixo do ponto de fervura da água e, devido à di-latação, parte da água transborda para a segunda câmara (câmara 2). A dilatação real da água corresponde ao volume derramado na câmara 2,*a) mais a dilatação da câmara 1.b) mais as dilatações das câmaras 1 e 2.c) menos as dilatações das câmaras 1 e 2.d) mais a dilatação da câmara 1 subtraído da dilatação da câma- ra 2.e) menos a dilatação da câmara 1 somado à dilatação da câma- ra 2.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 21 (01+04+16)O gráfico abaixo mostra a dilatação de uma substância quando é submetida a uma variação de temperatura. Sobre o fenômeno da dilatação térmica, assinale o que for correto.

01) Se a substância apresentada pelo gráfico for um líquido, e no instante inicial o volume do líquido encher plenamente um recipien-te, ocorrendo a elevação da temperatura, parte do volume do líquido vai extravasar.

02) Para uma mesma substância, o gráfico apresentado é o mesmo para dilatação linear, superficial ou volumétrica.

04) Todo corpo, independente de sua forma, em cujo interior haja um orifício, ao se dilatar comporta-se como se fosse maciço.

08) É impossível determinar o coeficiente de dilatação de um gás, uma vez que o gás não tem volume próprio.

16) O coeficiente angular da reta corresponde ao coeficiente de dila-tação volumétrica da substância.

Obs.: Com relação à afirmativa 01 precisa analisar o coeficiente de dilatação do recipiente, se ele for menor que o do líquido a afirmativa está correta, senão está errada.


DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DA ÁGUA

(VUNESP/UFTM-2012.2) - ALTERNATIVA: DAo fazer um estudo a respeito da dilatação térmica da matéria, seja sólida ou líquida, foram feitas algumas colocações:I. ao se aquecer um anel metálico, verifica-se que, com a dilatação do anel, seu orifício interno diminui;II. em países que sofrem grandes variações de temperatura, do dia para a noite, ou de uma estação para outra, devem se manter vãos entre os trilhos de trem, por exemplo, ou nas estruturas de pontes e viadutos;III. ao aumentar a temperatura de um corpo sólido, seu volume au-menta e, consequentemente, sua densidade também aumenta;IV. ao aquecer determinado líquido, em um recipiente completamen-te preenchido, o derramamento desse líquido significa que a dilata-ção real do líquido é maior que a dilatação do recipiente.Das afirmativas anteriores, são corretas, apenas,a) I e II. *d) II e IV.b) I e III. e) III e IV.c) II e III.

(IF/GO-2012.2) - ALTERNATIVA: COs diagramas abaixo ilustram o comportamento aproximado do vo-lume e da densidade em função da temperatura de um líquido à pressão normal.

V (cm3) d (g/cm3)

V0

V

t (ºC) t (ºC)0 4 0 4

1

De acordo com os diagramas, é correto afirmar que:a) Os diagramas representam o comportamento de um metal no es-tado líquido.b) Os diagramas não conseguem representar o comportamento de líquidos, pois a densidade de qualquer substância é constante.*c) Os diagramas representam o comportamento anômalo da água (H2O) que, a 4°C, tem menor volume e, consequentemente, maior densidade.d) A água (H2O) a 4°C tem o maior volume possível e, consequente-mente, a maior densidade.e) Os diagramas representam a possibilidade de se obter gelo em temperaturas superiores a 4°C.

(IF/SC-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08)A dilatação térmica é um fenômeno decorrente da variação da tem-peratura que as substâncias sofrem. Em alguns casos, é muito dis-creta, mas não deve ser desconsiderada. Na construção de pontes, prédios, calçadas, etc, os efeitos da dilatação térmica são levados em conta com a utilização das juntas de dilatação, entre outras ações. A dilatação térmica nos líquidos é mais acentuada do que nos sólidos e por isso merece mais atenção. Com base no fenômeno da dilatação térmica, assinale no cartão-resposta o número correspon-dente à proposição correta ou à soma das proposições corretas.01. A dilatação térmica é consequência do aumento do número de partículas da substância.02. A dilatação térmica é proporcional às dimensões iniciais do corpo e depende das características da substância que compõe o corpo e do aumento da temperatura.04. Quando uma chapa com um orifício é aquecida, a chapa dilata e tem suas dimensões aumentadas, enquanto as dimensões do ori-fício são diminuídas.08. Não devemos encher completamente um recipiente com um líquido e depois colocar o conjunto para aquecer, pois, como os líquidos dilatam mais que os sólidos, o líquido irá transbordar do recipiente.16. Todas as substâncias sofrem a mesma dilatação quando são submetidas à mesma variação de temperatura.32. Para calcular a dilatação térmica de um corpo, devemos levar em conta a massa do mesmo.


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAtransformações gasosas

(UERJ-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm um reator nuclear, a energia liberada na fissão de 1 g de urânio é utilizada para evaporar a quantidade de 3,6 × 104 kg de água a 227ºC e sob 30 atm, necessária para movimentar uma turbina gera-dora de energia elétrica.Admita que o vapor d’água apresenta comportamento de gás ideal e a constante universal dos gases ideais = 0,08 atm.L.mol−1.K−1 .O volume de vapor d’água, em litros, gerado a partir da fissão de 1 g de urânio, corresponde a:a) 1,32 × 105.*b) 2,67 × 106.c) 3,24 × 107.d) 7,42 × 108.

(VUNESP/UFSCar-2012.1) - ALTERNATIVA: ANa cafeteira conhecida como “italianinha”, a geração de vapor em um recipiente inferior, empurra a água aquecida em direção ao reci-piente superior, fazendo-a antes passar pelo pó de café.

válvula desegurança recipiente

inferiorpressurizado

pressão necessária para abertura da válvula 1,5 × 105 Pa

pressão atmosférica local 1,0 × 105 Pa

temperatura do vapor a 1,0 × 105 Pa 100 ºC

Por prevenção, tais cafeteiras possuem uma válvula de segurança, fixa na lateral do recipiente inferior. Certa vez, quando praticamen-te já não havia água líquida, a comunicação entre os recipientes se entupiu, selando o recipiente inferior que ainda recebia calor da chama do fogão. Admitindo-se que o vapor de água se comporte como um gás perfeito, a temperatura em ºC a ser atingida por ele, no momento iminente da abertura da válvula de segurança, será de aproximadamente*a) 286. d) 170.b) 270. e) 156.c) 216.

(PUC/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: EUm processo acontece com um gás ideal que está dentro de um balão extremamente flexível em contato com a atmosfera. Se a tem-peratura do gás dobra ao final do processo, podemos dizer que:a) a pressão do gás dobra, e seu volume cai pela metade.b) a pressão do gás fica constante, e seu volume cai pela metade.c) a pressão do gás dobra, e seu volume dobra.d) a pressão do gás cai pela metade, e seu volume dobra.*e) a pressão do gás fica constante, e seu volume dobra.

(UFF/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: BUma quantidade de um gás ideal é colocada em um recipiente de vidro hermeticamente fechado e exposto ao sol por um certo tempo. Desprezando-se a dilatação do recipiente, assinale a alternativa que representa corretamente, de forma esquemática, os estados inicial (i) e final (f) do gás em um diagrama P×T (Pressão × Temperatura).

a) P

T

i f

d) P

T

i

f

*b) P

T

i

f

e) P

T

f i

c) P

T

i

f

(UDESC-2012.1) - ALTERNATIVA: BEm um dia muito frio, quando os termômetros marcam −10 ºC, um motorista enche os pneus de seu carro até uma pressão manométri-ca de 200 kPa. Quando o carro chega ao destino, a pressão mano-métrica dos pneus aumenta para 260 kPa.Supondo que os pneus se expandiram de modo que o volume do ar contido neles tenha aumentado 10%, e que o ar possa ser tratado como um gás ideal, a alternativa que apresenta o valor da tempera-tura final dos pneus é: (Dado: patm = 1,0 × 105 N/m2)a) 103 ºC d) 16 ºC*b) 74 ºC e) 112 ºCc) 45 ºC

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: EEm um termômetro a gás, de volume constante, a grandeza termo-métrica é a pressão desse gás considerado ideal. Se, a 27ºC, sua pressão for de 100 mmHg, então, ao duplicá-la, a temperatura cor-respondente, em ºC, será dea) 54.b) 81.c) 127.d) 273.*e) 327.

(IF/SC-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 10 (02+08)Três recipientes A, B e C estão interligados por tubos de volume desprezível, dotados de uma torneira T, conforme esquema a seguir. Num determinado instante, o recipiente A contém 12 litros de um gás ideal, à temperatura de 127 ºC e pressão de 6,0 atm. Já nos reci-pientes B e C, que possuem, respectivamente, volumes de 6 litros e 10 litros, há vácuo.

A

B

C

T

Com base na situação apresentada, assinale no cartão-resposta a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. Abrindo a torneira, o gás se expande. Se a pressão diminuir para 0,5 atm, a temperatura do gás diminui para 44,44 K.02. Abrindo a torneira, o gás se expande. Se ocorrer uma expan-são isotérmica, a pressão do gás diminui, aproximadamente, para 2,57 atm.04. A pressão de um gás está associada ao número de colisões das moléculas constituintes com as paredes do recipiente, à sua tempe-ratura absoluta e ao volume do recipiente que o contém.08. Abrindo a torneira, o gás se expande. Para ele se expandir iso-baricamente, é necessário aumentar a temperatura em aproximada-mente 933,33 K.16. Um mol de qualquer gás nas CNTP, ou seja, a 25 °C e a 1,0 atm de pressão, ocupa 22,4 L.32. Pelo modelo de gás ideal, as moléculas que compõem o gás são consideradas como pequenas esferas, pois se pretende, somente, analisar a energia de translação associada, desprezando-se qual-quer energia associada a rotação.


(UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: ANuma temperatura de 27°C, um balão é preenchido com gás hélio até seu volume alcançar 300 cm3.Deixando-o exposto à radiação solar, sua temperatura alcança 42°C. Considerando que a pressão do gás no interior do balão manteve-se em equilíbrio com a pressão atmosférica e considerando o gás hélio como um gás ideal, tem-se que o volume do balão à temperatura de 42°C é:*a) 315 cm3 c) 467 cm3

b) 193 cm3 d) 342 cm3

(INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DO gráfico abaixo pode estar representando:I – p × T para um gás a V constante.II – V × T para um gás a p constante.III – p × V para um gás a T constante.

a) Apenas I está corretab) Apenas II está corretac) Apenas III está correta*d) Apenas I e II estão corretase) Apenas II e III estão corretas

(INATEL/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm gás está contido em um cilindro, provido de um pistom de peso P = 200 N e área da seção reta A = 100 cm2. Inicialmente, o sistema está em equilíbrio nas condições mostradas na figura abaixo.

9,0 cm

Suponha que a temperatura foi mantida constante e que a pressão atmosférica local vale 1,0 × 105 Pa. Agora, inverta o cilindro de modo que o pistom passe a comprimir o gás e determine a nova altura que este gás ocupará dentro do cilindro.a) 9,0 cm d) 5,0 cmb) 8,2 cm e) 3,0 cm*c) 6,0 cm

(VUNESP/UEA-2012.1) - ALTERNATIVA: CO gráfico de pressão versus volume representa várias compressões isotérmicas sofridas por um gás ideal.

P

V

T4

T1

T2

T3

A relação de ordem correta entre as temperaturas mencionadas éa) T1 = T2 = T3 = T4

b) T1 > T2 > T3 >T4

*c) T4> T3 > T2 > T1

d) T4 > T3 < T2 < T1

e) T4 < T3 > T2 > T1

(VUNESP/UFTM-2012.1) - ALTERNATIVA: DConsidere os processos termodinâmicos isobárico, isotérmico, iso-córico e adiabático em um gás ideal. É correto afirmar que, nos pro-cessosa) isotérmicos, a densidade do gás permanece constante.b) isocóricos, a pressão diminui e a temperatura aumenta.c) adiabáticos, ocorrem trocas de calor com o meio exterior.*d) isobáricos, a razão entre volume e temperatura é constante.e) isobáricos, a pressão é proporcional ao volume.

(SENAI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm balão cheio de gás hélio tem um volume de 2 L quando solto próximo à superfície da Terra, no nível do mar, e está numa tempe-ratura de 27 ºC. Ao atingir uma certa altitude, a temperatura está em 7 ºC e a pressão do ar é de 0,8 atm. O novo volume aproximado do balão será dea) 1,5 L.b) 1,8 L.c) 2,0 L.*d) 2,3 L.e) 2,5 L.

(VUNESP/FMJ-2012.1) - ALTERNATIVA: DApós receber seu novo freezer para cervejas, o dono de um bar no litoral decide testá-lo inicialmente vazio, para verificar se de fato ele atinge a temperatura de −3 ºC, temperatura medida corretamente por um termômetro no corpo do aparelho. Depois de avaliar o acaba-mento interno, fecha a porta e aguarda o resfriamento que realmente atinge a temperatura desejada. Sem perder tempo, decide colocar garrafas e latinhas para resfriar.

150 cm

60 cm

50 cm

Ao tentar abrir a porta do freezer, verifica que ela oferece grande dificuldade em ser aberta devido à queda de pressão em seu interior. A diferença de pressões, interna e externa, faz surgir sobre a porta uma força resultante de intensidade, em N, aproximadamente, igual a

Dados: – temperatura do ambiente em que está o freezer = 27 ºC; – pressão no litoral = 1 × 105 Pa; – considerar o ar um gás ideal e que a vedação da porta funcione perfeitamente.

a) 2000.b) 4000.c) 6000.*d) 9000.e) 12000.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Sobre os gases, assinale o que for correto.

01) É possível reunir as três leis dos gases: lei de Gay-Lussac, lei de Charles e lei de Boile-Mariotte em uma só, que se aplica a qualquer transformação sofrida por um gás ideal.

02) Um gás sendo aquecido sob pressão constante, aumenta o seu volume e aumenta a energia cinética média de suas moléculas.

04) A lei de Gay-Lussac diz que em uma transformação isobárica a pressão e a temperatura são grandezas diretamente proporcionais, onde a constante k depende da pressão e da natureza do gás.

08) Segundo a equação geral dos gases, a pressão de um gás de-pende somente do volume em que ele está confinado.


(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm tanque com volume V contém nO moles de oxigênio e nN moles de nitrogênio à temperatura T. Sendo R a constante universal dos gases e considerando-se que esses gases se comportem como ga-ses ideais dentro desse tanque, a pressão causada pelo oxigênio éa) P = nORT/ (2V).b) P = (nO + nN)RT/ (2V).*c) P = nORT/V.d) P = 3nORT/ (2V).

(UFPR-2012.1) - RESPOSTA: V = 4×104 litrosPara tirar fotografias da vida marinha, um mergulhador utiliza um re-servatório de ar comprimido com volume de 20 litros, preso às suas costas durante seu trabalho abaixo da superfície do mar. Quando está cheio, a pressão do ar comprimido no interior desse reserva-tório é igual a 20×107 Pa. Considere a temperatura do ar no interior do reservatório igual à temperatura externa, e a pressão atmosférica igual a 1×105 Pa. Calcule o volume de ar, à pressão atmosférica, que está armazenado nesse reservatório.

(CESGRANRIO/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm gás ideal monoatômico passa por um processo adiabático de expansão onde o volume inicial V = 20 litros é multiplicado por um fator 8. A seguir, esse mesmo gás passa por um processo isotérmico de compressão em que sua pressão é aumentada por um fator 16.Calcule, em litros, o volume final desse gás.

Dado: γ = CP/CV = 5/3a) 5*b) 10c) 20d) 40e) 50

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: BA figura representa um mol de moléculas de um gás ideal que sofre uma transformação isotérmica reversível A → B.

P (atm)

V (L)

A

B

1

PB

2

0 2

Nessas condições, a pressão PB, em atm, é igual aa) 0,5 *b) 1,0 c) 2,0d) 3,0e) 4,0

(UNICAMP/SP-2012.1) - RESPOSTA: a) E = 37800 N b) T = 360 KOs balões desempenham papel importante em pesquisas atmosféri-cas e sempre encantaram os espectadores. Bartolomeu de Gusmão, nascido em Santos em 1685, é considerado o inventor do aeróstato, balão empregado como aeronave. Em temperatura ambiente, Tamb = 300 K, a densidade do ar atmosférico vale ρamb = 1,26 kg/m3. Quan-do o ar no interior de um balão é aquecido, sua densidade diminui, sendo que a pressão e o volume permanecem constantes. Com isso, o balão é acelerado para cima à medida que seu peso fica menor que o empuxo.a) Um balão tripulado possui volume total V = 3,0 × 106 litros. Encon-tre o empuxo que atua no balão.b) Qual será a temperatura do ar no interior do balão quando sua densidade for reduzida a ρquente = 1,05 kg/m3? Considere que o ar se comporta como um gás ideal e note que o número de moles de ar no interior do balão é proporcional à sua densidade.

VESTIBULARES 2012.2(UNESP-2012.2) - ALTERNATIVA: DUm frasco para medicamento com capacidade de 50 mL, contém 35 mL de remédio, sendo o volume restante ocupado por ar. Uma enfermeira encaixa uma seringa nesse frasco e retira 10 mL do me-dicamento, sem que tenha entrado ou saído ar do frasco. Considere que durante o processo a temperatura do sistema tenha permane-cido constante e que o ar dentro do frasco possa ser considerado um gás ideal.

situaçãoinicial

situaçãofinal

ar

10 mL

35 mL

ar

Na situação final em que a seringa com o medicamento ainda estava encaixada no frasco, a retirada dessa dose fez com que a pressão do ar dentro do frasco passasse a ser, em relação à pressão inicial,a) 60% maior.b) 40% maior.c) 60% menor.*d) 40% menor.e) 25% menor.

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: ANo interior de um tubo cilíndrico vertical, fechado em sua base, um gás ideal é contido por um pistão móvel de massa desprezível. O gás com volume inicial V0 é aquecido de 27 ºC até 87 ºC. Nesta temperatura o pistão é fixado, e o gás é novamente aquecido até 267 ºC.Considere que não há atrito entre o pistão e o cilindro, e que ambos estão expostos à pressão atmosférica p0.O gráfico que representa as transformações sofridas pelo gás é:

*a) d)

b) e)

c)


(UNEMAT-PM/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: AJacques Alexandre César Charles nasceu em novembro de 1746, em Beaugency, França. Recebe a denominação de LEI de CHAR-LES a lei que rege as transformações a volume constante de deter-minada massa de gás.As transformações a volume constante são chamadas de:*a) isocóricasb) isotérmicasc) isobáricasd) isochárlicase) Gay-Lussac

(INATEL/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CEm um recipiente de volume variável a uma temperatura T, encer-ram-se 200 moles de um gás. O diagrama abaixo representa uma transformação isobárica ocorrida com esse gás (considerado ideal), entre os estados A e B.

p (105 N/m2)

4,16A

2 V (m3)4

B

Qual das alternativas abaixo representa a sua variação de tempera-tura absoluta nesta transformação? Dado: R = 8,32 J/mol.K.a) 275b) 300*c) 500d) 4160e) N.R.A.

(SENAC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: EUm recipiente metálico, fechado, dotado de um manômetro, contém certa massa de gás que pode ser considerado ideal. A temperatura ambiente é de 27 ºC e o manômetro indica 1,5 × 105 N/m2. O reci-piente é, então, levado para o interior de um forno aquecido e, após um pequeno intervalo de tempo, a indicação do manômetro se esta-biliza em 2,0 × 105 N/m2. Devido ao aquecimento, o recipiente sofreu uma dilatação de 5%. A temperatura do forno, em ºC, é:a) 477b) 420c) 327d) 215*e) 147

(FATEC/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: DDentro de um balão volumétrico, tem-se um gás perfeito a uma tem-peratura de 0ºC ocupando um volume de 22,4 litros sob pressão de 1 atm. Esse gás sofre uma transformação gasosa obtendo tempera-tura final de 27ºC a uma pressão de 1 atm.Assinale a afirmação correta sobre a transformação gasosa sofrida e sobre seu volume final aproximado, em L.a) Isométrica e 25,4.b) Isométrica e 22,4.c) Isobárica e 22,4.*d) Isobárica e 24,6.e) Isotérmica e 24,6.

(UFPE-2012.2) - ALTERNATIVA: EUm gás ideal é formado por 1 mol de moléculas de Nitrogênio (N2) e está contido em um recipiente fechado com volume igual a 0,1m3. A pressão do gás vale 2,49 × 104 Pascal. Considere que a constante universal dos gases seja R = 8,31 J/mol·K. A temperatura do gás será aproximadamente:a) 100 Kelvinb) 200 Kelvinc) 400 Kelvind) 250 Kelvin*e) 300 Kelvin


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAtrabalho da força de pressão

(CEFET/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DO diagrama P × V abaixo representa um ciclo termodinâmico.

420

20

15

10

5

V (m3)

P (N/m2)

O trabalho realizado durante a compressão e a expansão desse sis-tema termodinâmico vale, respectivamente, em joules,a) −15 e −50.b) −20 e 15.c) −25 e −10.*d) −35 e 15.e) −50 e 25.

(FEI/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EA transformação AB realizada por um gás está representada no grá-fico abaixo.

510

5

1

V (L)

P (atm)

A

B

Nestas condições, qual é o trabalho realizado pelo gás?a) 10 atm.Lb) −8 atm.Lc) 8 atm.Ld) 12 atm.L*e) −12 atm.L

(UFU/MG-2012.1) - RESPOSTA: V; V; ANULADA; FO estado físico de um gás, assim como sua temperatura e pres-são, pode sofrer variações, dependendo das condições a que ele for submetido. A figura abaixo representa uma destas transformações. Trata-se de um cilindro que comprime um gás, que sofre uma expan-são isobárica, sob pressão atmosférica. O êmbolo sai da posição A e chega até B. O raio do cilindro é x, e a pressão atmosférica local é p.

êmbolo

h

A

B

gás ideal

Marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) Quando o êmbolo sai de A e chega até B, pode-se afirmar que a temperatura do gás aumentou.2 ( ) Durante a expansão, o trabalho do sistema foi realizado sobre a atmosfera.3 ( ) O valor do trabalho realizado pelo êmbolo foi de (π.x2.h.p) Joules.4 ( ) Não é possível uma transformação, como a mostrada na figura, sem que haja variação na pressão do gás.

(UECE-2012.1) - ALTERNATIVA: BUm mol de um gás ideal sofre uma expansão isobárica com um cor-respondente aumento de temperatura ∆T. Seja R a constante uni-versal dos gases. Neste processo, o trabalho por mol realizado pelo gás éa) (R/∆T)2.*b) R∆T.c) R/∆T.d) (R∆T)2.

(UFRGS/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: AA figura abaixo apresenta um diagrama p×V que ilustra um ciclo ter-modinâmico de um gás ideal. Este ciclo, com a realização de traba-lho de 750 J, ocorre em três processos sucessivos.No processo AB, o sistema sofre um aumento de pressão mantendo o volume constante; no processo BC, o sistema se expande manten-do a temperatura constante e diminuindo a pressão; e, finalmente, no processo CA, o sistema retorna ao estado incial sem variar a pressão.

640

1 8 V (m3)

p (N/m2)

A

B

C80

O trabalho realizado no processo BC e a relação entre as tempera-turas TA e TB são, respectivamente,*a) 1310 J e TA = TB/8.b) 1310 J e TA = 8TB.c) 560 J e TA = TB/8.d) 190 J e TA = TB/8.e) 190 J e TA = 8TB.

VESTIBULARES 2012.2

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: BA condição necessária para que haja realização de trabalho de um gás ideal implica a variação dea) calor.*b) volume.c) pressão.d) temperatura.e) agitação térmica.


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAprimeira lei da termodinâmica

(UEL/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: AAs moléculas que compõem o ar estão em constante movimento, in-dependentemente do volume no qual estejam contidas. Ludwig Bolt-zmann (1844-1906) colaborou para demonstrar matematicamente que, em um determinado volume de ar, as moléculas possuem dife-rentes velocidades de deslocamento, havendo maior probabilidade de encontrá-las em velocidades intermediárias.Assinale a alternativa que contém o gráfico que melhor representa a distribuição de velocidades moleculares de um gás dentro de certo volume, sob uma temperatura T.

*a)

Núm

ero

de m

oléc

ulas

Velocidade Molecular

d)

Núm

ero

de m

oléc

ulas


b)

Núm

ero

de m

oléc

ulas


e)

Núm

ero

de m

oléc

ulas


c)

Núm

ero

de m

oléc

ulas


(UFPR-2012.1) - ALTERNATIVA: ESegundo a teoria cinética, um gás é constituído por moléculas que se movimentam desordenadamente no espaço do reservatório onde o gás está armazenado. As colisões das moléculas entre si e com as paredes do reservatório são perfeitamente elásticas. Entre duas colisões sucessivas, as moléculas descrevem um MRU. A energia cinética de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura do gás. Com base nessas informações, considere as seguintes afirmativas:1. As moléculas se deslocam todas em trajetórias paralelas entre si.2. Ao colidir com as paredes do reservatório, a energia cinética das moléculas é conservada.3. A velocidade de deslocamento das moléculas aumenta se a tem-peratura do gás for aumentada.Assinale a alternativa correta.a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.*e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 21 (01+04+16)Certa quantidade de gás ideal é submetida a um processo adiabáti-co. A partir dessa afirmação, assinale o que for correto.01) A temperatura do gás aumenta, se o processo for uma compres-são.02) Para qualquer processo adiabático, o volume final é sempre me-nor do que o volume inicial.04) A energia cinética do gás varia.08) A velocidade média de cada partícula varia inversamente com a temperatura.16) A densidade do gás diminui, se o processo for uma expansão.

(UEL/PR-2012.1) - RESPOSTA: ∆U = 971,8 JUm bloco de alumínio de massa 1 kg desce uma rampa sem atrito, de A até B, a partir do repouso, e entra numa camada de asfalto (de B até C) cujo coeficiente de atrito cinético é µc = 1,3 , como apresen-tado na figura a seguir.

5,0

m

A

B C

O bloco atinge o repouso em C. Ao longo do percurso BC, a tempe-ratura do bloco de alumínio se eleva até 33 ºC. Sabendo-se que a temperatura ambiente é de 32 ºC e que o processo de aumento de temperatura do bloco de alumínio ocorreu tão rápido que pode ser considerado como adiabático, qual é a variação da energia interna do bloco de alumínio quando este alcança o ponto C? Apresente os cálculos.Dados: cAl = 0,22 cal/g.ºC; g = 10,0 m/s2 e 1 cal = 4,19 J

(UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: BA Teoria Cinética dos gases considera que a energia interna U de um gás ideal, confinado em um volume fixo V é essencialmente o somatório da energia cinética média das N partículas que o compõe. Em termos da temperatura absoluta T, a energia interna U de um gás ideal pode ser determinada pela expressão U = ½NkT , em que k é a constante de Boltzmann. Assim, se certa massa de um gás ideal en-contra-se inicialmente a uma temperatura T, a velocidade média das partículas que o compõe é v. Ao aquecermos esse gás até a tempe-ratura 4T, a velocidade média das partículas que o compõe será:a) 4v*b) 2vc) v/2d) v/4

(UFLA/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo representa o gráfico p × V de um gás suposto ideal, apresentando dois processos distintos para levar o gás de um esta-do A para um estado C. No processo 1, o gás sofre primeiramente uma transformação isobárica, partindo do ponto A para o ponto B e, depois, uma transformação isovolumétrica, atingindo o ponto C. No segundo processo, o gás sofre uma transformação isotérmica partindo do ponto A e chegando ao ponto C.

p

V

C

BA

processo 2

processo 1

Em relação aos dois processos, apresentam-se as proposições I, II e III.

I – No processo 1, houve menor variação da energia interna do gás que no processo 2.

II – No processo 1, o trabalho realizado pelo gás é maior que o tra-balho realizado pelo gás no processo 2.

III – Nos dois processos, não houve troca de calor com o ambiente.

Assinale a alternativa CORRETA.a) Somente a proposição III é correta.b) Somente as proposições I e II são corretas.*c) Somente a proposição II é correta.d) Somente as proposições I e III são corretas.


(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Sobre a teoria dos gases perfeitos, assinale o que for correto.01) Se diminuirmos o volume ocupado por um gás, mantendo cons-tante a temperatura, a pressão do gás aumentará.02) À mesma temperatura, moléculas de diferentes gases perfeitos têm, em média, a mesma energia cinética.04) A teoria cinética dos gases considera que a pressão do gás está diretamente relacionada com a energia cinética das suas molécu-las.08) Se a energia cinética média das moléculas de um gás aumentar e o seu volume permanecer constante, então a pressão e a tempe-ratura diminuirão.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AO físico austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906) deu importantes contribuições para o desenvolvimento da Teoria Cinética dos Gases, Eletromagnetismo e Termodinâmica. Seu trabalho, pioneiro no cam-po da Teoria Cinética, levou à construção de um ramo da Física: a Mecânica Estatística. Ao tratar um sistema constituído por um gás ideal, por exemplo, a Teoria Cinética considera que as moléculas, as quais constituem o gás, movem-se em todas as direções, ale-atoriamente, colidindo com as paredes do recipiente e umas com as outras. Elas se movem com velocidades diferentes, umas muito velozes e outras mais lentas, havendo uma distribuição de velocida-des. Como o número de moléculas é muito grande, trabalha-se com a velocidade média e a energia cinética média das moléculas. Talvez a maior contribuição dessa teoria seja a demonstração de que a energia cinética do movimento molecular e a energia interna do sis-tema gasoso sejam equivalentes. Portanto, a Teoria Cinética forne-ce-nos uma base física para o entendimento do conceito de tempe-ratura. Um desenvolvimento matemático, a partir das considerações dessa teoria, utilizando as leis de Newton, fornece expressões que relacionam grandezas como pressão e temperatura com a energia cinética média das moléculas, estabelecendo uma conexão entre o mundo atômico e o mundo macroscópico. Por exemplo, conclui-se, a partir dessa teoria, que a energia cinética média das moléculas é diretamente proporcional à temperatura.Considere a seguinte situação: um garoto sopra a superfície de um prato de sopa, que está muito quente, com a intenção de resfriá-la. Tomando por base o texto acima, marque a alternativa que fornece uma explicação CORRETA para o possível funcionamento do méto-do utilizado pelo garoto para resfriar a sopa.*a) A ação do garoto de soprar a superfície da sopa contribui para di-minuir a velocidade das moléculas mais rápidas, diminuindo, desse modo, a energia cinética média das moléculas e, consequentemen-te, a temperatura.b) A ação do garoto de soprar a superfície da sopa contribui para diminuir a temperatura do recipiente que contém a sopa, levando a uma consequente diminuição da temperatura da sopa.c) A ação do garoto de soprar a superfície da sopa não influencia no processo natural de resfriamento da sopa, mas dá um conforto psicológico para ele, que tem pressa de tomar a sopa.d) A ação do garoto de soprar a superfície da sopa agiliza a saída, para o meio externo à sopa, das moléculas com energia cinética mais elevada, diminuindo, desse modo, a energia cinética média das moléculas e, consequentemente, a temperatura.

(PUC/RS-2012.1) - ALTERNATIVA: DOs histogramas a seguir mostram o calor Q e o trabalho W trocados por um gás com o meio externo, bem como a variação da sua ener-gia interna ∆U. O gás segue a equação geral dos gases (pV = nRT) nos processos termodinâmicos apresentados.

Q W ∆U

+

0

Q W ∆U

+

0

−

Q W ∆U

+

0

Q W ∆U

+

0

De acordo com os respectivos histogramas, em ordem de apresen-tação, de cima para baixo, os processos podem ser:a) adiabático – isotérmico – isovolumétrico – isobárico.b) adiabático – isovolumétrico – isotérmico – isobárico.c) isotérmico – isobárico – isovolumétrico – adiabático.*d) isotérmico – adiabático – isovolumétrico – isobárico.e) isobárico – isotérmico – adiabático – isovolumétrico.

(UFV/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: CO diagrama abaixo ilustra a pressão em função do volume para um gás ideal que sofre uma transformação, entre os estados inicial A e final B. Esta transformação pode ser realizada por dois processos termodinâmicos diferentes, I e II, indicados na figura abaixo.

p

V

B

A

II

I

Sendo ∆UI e ∆UII as variações de energia interna do gás nos proces-sos I e II, respectivamente, e QI e QII os calores trocados entre o gás e o ambiente nestes respectivos processos, é CORRETO afirmar que:a) ∆UI > ∆UII e QI = QII.b) ∆UI = ∆UII e QI < QII.*c) ∆UI = ∆UII e QI > QII.d) ∆UI < ∆UII e QI = QII.


(UNIOESTE/PR-2012.1) - QUESTÃO ANULADAA figura abaixo apresenta o diagrama pV para o ciclo fechado de uma máquina térmica que usa um gás ideal monoatômico como substância de trabalho. Considerando p1, p2 e p3 respectivamente como as pressões nos pontos 1, 2 e 3, as informações da figura e que p2 = 5·p1, pode-se afirmar:I. O processo 1 → 2 é isocórico e o processo 3 → 1 isobárico.II. O trabalho realizado sobre o sistema (gás monoatômico) no pro-cesso 1 → 2 é maior que zero joule.III. O calor transferido ao sistema (gás monoatômico) no processo 3 → 1 é menor que zero joule.IV. A temperatura no ponto 3 é 5 vezes maior do que aquela no pon-to 1.V. A variação da energia interna do sistema é nula no ciclo 1231.

Volume (m3)

pres

são

(Pa) Isoterma

1

2

3

Considere as afirmações acima e assinale a alternativa correta.a) A afirmativa V é falsa.b) As alternativas I e II são verdadeiras.c) As alternativas I, II e IV são falsas.d) Todas as alternativas são falsas.e) As alternativas I, III e IV são verdadeiras.

Obs.: A questão foi anulada em face da construção de redação dada ao enunciado e no tratamento da linguagem usada para a sua ela-boração (justificativa da banca examinadora).O problema está no item III. Considerando que quando um corpo perde calor este é negativo, pode-se considerar o item III correto, então a resposta correta é a alternativa E.

(UFV/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUm gás ideal encontra-se no interior de um recipiente rígido, fecha-do e de paredes adiabáticas. O recipiente foi dividido em duas câma-ras iguais, estando o gás localizado na câmara da esquerda, como ilustrado na figura abaixo. Na câmara da direita, foi feito vácuo. A parede que separa as câmaras é também adiabática e inicialmente fixa. Subitamente, esta parede torna-se móvel, permitindo ao gás expandir-se livremente até ocupar todo o volume do recipiente.

vácuo

Desprezando os atritos durante essa expansão, determine o que se pede abaixo, justificando sucintamente as suas respostas:a) O calor trocado entre o gás e o ambiente externo.b) O trabalho realizado pelo gás.c) A variação na energia interna do gás.d) A variação na temperatura do gás.

RESPOSTA UFV/MG-2012.1:a) Q = 0 b) W = 0 c) ∆U = 0 d) ∆T = 0

(CESGRANRIO/RJ-2012.1) - ALTERNATIVA: 22 E; 23 A; 24 B; 25 DConsidere as informações e o gráfico a seguir para responder às questões de nos 22 a 25.Uma máquina térmica é um dispositivo que transforma em trabalho a energia térmica contida em uma fonte de calor. Esse trabalho pode ser utilizado em diversas aplicações. As máquinas térmicas utilizam uma substância de trabalho para realizar os processos termodinâmi-cos cíclicos correspondentes.Considere uma máquina térmica que utiliza como substância de tra-balho um gás ideal e cujo ciclo realizado está ilustrado abaixo.

pA

E

B

D

C

V

Os processos desse ciclo são:• AB expansão isotérmica;• BC expansão adiabática;• CD compressão isotérmica;• DA compressão adiabática.O trabalho produzido por essa máquina, em 1 ciclo, é 100 J, e a sua velocidade de operação é de 10 ciclos por segundo.

QUESTÃO 22Qual a potência produzida em watts?a) 0,16b) 6c) 100d) 600*e) 1000

QUESTÃO 23Durante o processo AB, o volume do gás dobra. A temperatura a que corresponde esse processo é TAB = 600 K, e o ponto E, na isoterma TAB, é tal que VE = 1,2 VA.A quantidade de calor absorvida em AE é*a) diferente da absorvida em EB, e a pressão em E é maior que em B.b) diferente da absorvida em EB, e a pressão em E é igual à de B.c) diferente da absorvida em EB, e a pressão em E é menor que em B.d) igual à absorvida em EB, e a pressão em E é menor que em B.e) igual à absorvida em EB, e a pressão em E é maior que em B.

QUESTÃO 24O trabalho produzido pela máquina durante 20 ciclos é utilizado para acelerar uniformemente um corpo de massa M = 10 kg, a partir do repouso.A velocidade final do corpo, em m/s, éa) 10*b) 20c) 30d) 40e) 50

QUESTÃO 25Sabendo-se que o calor absorvido pelo gás ideal corresponde a 160 J por ciclo, qual é, em volts, a tensão elétrica necessária para que um circuito com 4 resistores idênticos, de resistências R = 16 Ω, em paralelo, dissipe a mesma quantidade de calor que o gás captura em 1 segundo?a) 1600b) 800c) 160*d) 80e) 4

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm gás ideal monoatômico, a um dado volume V, possui tempera-tura T. A energia cinética média de uma partícula contida no gás é E0. Considere que não existe troca de energia com o meio externo. Sendo o número de partículas igual a N, a pressão será dada por

*a) P =2NE0

3V. c) P =

2NE0

V.

b) P =NE0

3V . d) P =NE0

V.


(UNIOESTE/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: CUm processo adiabático é aquele no qual nenhuma energia térmica é transferida entre o sistema e sua vizinhança. Em relação ao pro-cesso de expansão adiabática num sistema composto por um gás ideal contido em um cilindro de paredes isolantes com um pistão livre para se mover, pode-se afirmar queI. Como nenhuma energia térmica foi transferida ao sistema, a tem-peratura do sistema permanece constante.II. Ainda que nenhuma energia térmica tenha sido transferida ao sis-tema, a temperatura do sistema diminui.III. A primeira lei da termodinâmica diz que num processo de expan-são adiabática o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança.IV. Nenhuma energia mecânica é transferida entre a vizinhança do sistema e o sistema.Considere as afirmações acima e assinale a alternativa correta.a) As afirmações I e II são verdadeiras.b) Somente a afirmação III é verdadeira.*c) As afirmações II e III são verdadeiras.d) As afirmações II, III e IV são falsas.e) Somente a afirmação IV é falsa.

(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)Considerando o diagrama P × V, no qual estão representadas quatro transformações sucessivas (ab, bc, cd, da), sofridas por um sistema constituído por uma determinada massa de gás, analise o diagrama abaixo e assinale o que for correto.

P (atm)

P1

P3

P2

V1 V3V200

a b

c

d

T1 = 420 K

T2 = 320 K

V (m3)

01) Na transformação “ab”, o sistema recebeu calor do meio exte-rior.02) Na transformação “da”, o sistema recebeu calor do meio exte-rior.04) Na transformação “cd” a energia interna do sistema foi reduzida e foi nulo o trabalho realizado.08) Na transformação “bc”, a energia interna do sistema permane-ceu constante.16) Considerando o ciclo total, isto é, as quatro transformações, a energia interna do sistema diminuiu.

(UESPI-2012.1) - ALTERNATIVA: AUm mol de um gás ideal realiza o ciclo termodinâmico mostrado no gráfico pressão versus volume a seguir. O ciclo é percorrido no sen-tido ABCA, onde A, B e C são os vértices de um triângulo retângulo. Sabe-se que RTA = 2 J/mol, onde R é a constante universal dos gases e TA denota a temperatura absoluta do gás no ponto A. Deno-ta-se por Q o calor trocado pelo gás no ciclo, de modo que Q > 0 e Q < 0 indicam, respectivamente, absorção e cessão de calor pelo gás. O valor de Q no ciclo abaixo é:

p (Pa)5

2 6 V (m3)

C

A B

*a) −8 J d) 2,5 Jb) −2,5 J e) 8 Jc) 0

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Considerando dois recipientes idênticos e hermeticamente fechados A e B, contendo as mesmas quantidades molares dos gases rare-feitos CO2 e H2, respectivamente, que possuem a mesma energia cinética média por molécula, assinale o que for correto.01) A soma da energia cinética média de todas as partículas constitui a energia interna dos gases contidos nos recipientes A e B.02) Quanto maior a energia cinética média das partículas, maior será a temperatura do gás.04) Se os gases contidos em A e B estiverem sob o mesmo nível de agitação térmica, a energia interna do gás em A será maior devido à sua massa molar maior.08) Como o CO2 possui uma massa molar maior que o H2, a pressão que ele exerce sobre as paredes do recipiente A é maior que a pres-são que o H2 exerce sobre as paredes do recipiente B.16) A pressão manométrica exercida pelos gases contidos em A e B sobre as paredes dos respectivos recipientes independe da velo-cidade média ou da taxa de colisão das moléculas do gás com as paredes do recipiente.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)Um recipiente de volume igual a 1,2 m3 contém uma amostra de gás ideal à temperatura de 27ºC e à pressão de 4,98.104 N/m2. Consi-derando R = 8,3 J.mol−1.K−1 e k = 1,4.10−23 J.K−1 e o número de Avogrado igual a 6.1023, assinale o que for correto.01) A quantidade de mols dessa amostra gasosa é de 24 mols.02) O número total de moléculas dessa amostra gasosa é de 1,44.1025 moléculas.04) A energia cinética média de cada uma das moléculas da amostra gasosa é de 6,3.10−21 J.08) Se a temperatura da amostra gasosa for aumentada de 27ºC para 54ºC, a pressão terá seu valor aumentado em 100%, manten-do-se inalterados o volume e o número de mols.16) Se o número de mols for duplicado, a pressão terá seu valor du-plicado, se se mantiverem inalterados o volume e a temperatura.

(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 08 (08)Um cilindro com pistão, contendo uma amostra de gás ideal, compri-me a amostra de maneira que a temperatura, tanto do cilindro com pistão quanto da amostra de gás ideal, não varia. O valor absoluto do trabalho realizado nessa compressão é de 400 J. Sobre o expos-to, assinale o que for correto.01) O trabalho é positivo, pois foi realizado sobre o gás.02) A transformação é denominada adiabática.04) A energia interna do gás aumentou, pois este teve seu volume diminuído.08) O gás ideal cedeu uma certa quantidade de calor à vizinhança.16) A quantidade de calor envolvida na compressão de gás foi de 200 J.

(UFJF/MG-2012.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOSabe-se que o gás hélio é um gás ideal cuja massa molar vale M = 4 g . Seja uma massa de 20 g de gás hélio, que se expande à pressão constante, devido a um aumento na temperatura T. O gráfi-co na Figura abaixo mostra o comportamento do volume V em fun-ção da temperatura T para esse processo particular.

V (m3)

T (K)

A

B

200 600

0,9

0,3

Dados: R = 8,2 J/mol K1 cal = 4,2 J

Sabendo que o calor específico do hélio sob pressão constante é cp = 1,25 cal / g ´K , determine:a) a pressão sob a qual se realiza o processo.b) a quantidade de calor (em cal) que o gás recebe durante o pro-cesso de expansão.c) o trabalho realizado pelo gás no processo de expansão.d) a variação da energia interna sofrida pelo gás.

RESPOSTA UFJF/MG-2012.1:a) p ≅ 27333 Pa b) Q = 10000 cal c) W = 16400 J d) ∆U = 25600 J


(UEM/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16)Sobre as transformações termodinâmicas que podem ocorrer com um gás ideal confinado em um cilindro com pistão, assinale o que for correto.01) Um gás ideal realiza trabalho ao se expandir, empurrando o pis-tão contra uma pressão externa.02) Em uma transformação adiabática ocorre troca de calor com a vizinhança.04) A energia interna de uma amostra de gás ideal não varia, quando este sofre uma transformação isovolumétrica.08) Quando o gás ideal sofre uma compressão, o trabalho é realiza-do por um agente externo sobre o gás ideal.16) O gás ideal não realiza trabalho em uma transformação isovo-lumétrica.

(IF/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: AAs máquinas térmicas são dispositivos que operam sempre em ciclos, isto é, retornam periodicamente às condições iniciais. Uma maneira de estudá-las é por meio de transformações que ocorrem dentro destes ciclos, representados por um gráfico do comporta-mento da pressão de um gás de trabalho em função do volume por ele ocupado.O gráfico a seguir representa um ciclo de uma máquina térmica rea-lizado por um sistema gasoso:

P (N/m2)

V (m3)

C

B

D

A

Analise as afirmativas.I. De A para B ocorre uma expansão isobárica.II. De B para C o trabalho é motor, ou seja, realizado pelo sistema.III. A variação de energia interna no ciclo ABCDA é positiva.IV. No ciclo fechado, ABCDA, não há variação de energia interna e o trabalho total é nulo.Está(ão) correta(s).*a) Apenas a afirmativa I.b) Apenas as afirmativas I e II.c) Apenas as afirmativas I e IV.d) Apenas as afirmativas I, II e III.e) Apenas as afirmativas I, II e IV.

(IF/SC-2012.1) - ALTERNATIVA: DVocê já se perguntou como funciona a geladeira? De que maneira ela consegue diminuir a temperatura dos alimentos? Pelo menos sabe, do ponto de vista físico, explicar o que acontece?A geladeira é uma máquina térmica fria, que transforma trabalho em calor. Como máquina térmica, ela respeita um ciclo de transfor-mações (duas isobáricas e duas adiabáticas), como mostra a figura abaixo.

p (Pa)

V (L)

III

II

I

IV

Identifique em qual transformação a temperatura do gás atinge o seu menor valor.Assinale a alternativa CORRETA.a) Transformação IV – expansão isobárica.b) Transformação I – compressão adiabática.c) Transformação II – compressão isobárica.*d) Transformação III – expansão adiabática.e) Transformação III – compressão adiabática.

(UEMG-2012.1) - ALTERNATIVA: DA temperatura de um sistema pode ser alterada, quando ele troca trabalho ou calor com sua vizinhança. Seja um sistema constituído por um gás no interior de um cilindro, dotado de êmbolo móvel.Assinale, abaixo, a alternativa com a descrição CORRETA da situa-ção em que a temperatura do sistema irá diminuir:a) O sistema recebe uma quantidade de calor maior que o trabalho que ele realiza numa expansão.b) O êmbolo é comprimido bruscamente.c) O gás sofre uma expansão, realizando trabalho, enquanto recebe uma quantidade de calor de mesmo valor que o trabalho realizado.*d) O trabalho realizado pelo sistema é maior que a quantidade de calor que ele recebe da vizinhança.


VESTIBULARES 2012.2

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: ANo gráfico abaixo, está representado o ciclo realizado por um gás ideal.

P (N/m2)

P2

P1

V1 V2V (m3)

A

B C

D

Considere as afirmações, a seguir, feitas a partir da análise do grá-fico.

I. A transformação que ocorre de A até B é isocórica, com diminuição da energia interna, pois a elevação da temperatura é proporcional ao aumento da pressão.II. De D até A, ocorre uma transformação isobárica, com diminuição da energia interna.III. O trabalho é nulo nas transformações AB e CD.

Assinale a alternativa que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s).*a) II e III apenas.b) III apenas.c) I e III apenas.d) I e II apenas.

(UFU/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: CQuando estamos em um avião que se encontra em grande altitude, a temperatura do ar externo é bastante baixa (geralmente, abaixo de zero Celsius), mas nos sentimos confortáveis no interior da aerona-ve. Entretanto, esse conforto não decorre do uso de aquecedores no interior da aeronave, mas por causa do processo de compressão do ar exterior para dentro da cabine, onde a pressão é praticamente igual à do nível do mar, necessitando, por vezes, de condicionado-res de ar para retirar o calor do ar pressurizado, resultando em uma temperatura agradável.A partir da análise física desta situação, esse processo ocorre sob condiçãoa) isocórica; de modo que a variação da energia interna do ar será igual ao calor fornecido, fazendo com que a temperatura se eleve.b) adiabática; de modo que o trabalho realizado pelo ar faz com que sua temperatura aumente, acarretando diminuição da energia interna.*c) adiabática; de modo que a variação da energia interna do ar será igual ao trabalho realizado sobre ele, fazendo com que a tempera-tura se eleve.d) isobárica; de modo que a variação da energia interna do ar será igual ao calor recebido, fazendo com que a temperatura se eleve.Obs.: Essa questão pertence a uma prova que foi anulada por que-bra de sigilo.

(VUNESP/UNICID-2012.2) - ALTERNATIVA: 45 E e 46 AInstrução: Leia o texto e responda às questões de números 45 e 46.

Em um laboratório de química foram colocados em um forno, man-tido à temperatura constante, três corpos de massas diferentes: um bloco de madeira (M), o de maior massa, um bloco de vidro (V) e um bloco de zinco (Z), o de menor massa.

QUESTÃO 45 Ao atingirem o equilíbrio térmico, a relação entre as temperaturas dos blocos de madeira (TM), de vidro (TV) e de zinco (TZ) foi expres-sa pora) TM < TV < TZ .b) TM > TV > TZ .c) TM = TV < TZ .d) TM = TV > TZ .*e) TM = TV = TZ .

QUESTÃO 46Ao analisarmos as condições do equilíbrio térmico do experimento, é correto afirmar que*a) os três blocos apresentavam energias internas diferentes.b) os três blocos emitiram a mesma potência de radiação por uni-dade de área.c) o bloco de madeira era o que continha menor energia interna.d) o bloco de vidro, por ser um isolante térmico, não emitia radiação térmicae) o bloco de zinco, por ser metálico, não sofreu variação de energia interna.

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm um recipiente de volume V, um gás ideal monoatômico, com N partículas, está à pressão P e à temperatura T. Outras N partículas, do mesmo gás, são adicionadas ao sistema, mantendo-se o volume constante. Agora, a pressão do gás é 2P. A energia cinética média do gás é dada por*a) E = 3NkT. b) E = 3NkT/2.c) E = NkT/2. d) E = NkT.

(SENAI/SP-2012.2) - ALTERNATIVA: AEm um êmbolo, um gás é comprimido por uma força que realiza um trabalho de 1500 J enquanto, ao mesmo tempo, é aquecido com um bico de gás que fornece calor equivalente a 700 J.

Início Final

O comportamento da energia interna do gás*a) aumentou 2200 J.b) aumentou 3000 J.c) diminuiu 3500 J.d) diminuiu 1500 J.e) não variou.

(VUNESP/UFTM-2012.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃONo reservatório de gás hidrogênio de uma indústria, os valores de pressão, volume e temperatura são constantemente monitorados, devido ao risco de explosão. Em um dado reservatório, uma massa constante de gás hidrogênio, sob pressão de 1 × 105 Pa e tempera-tura de −23 ºC, assume um volume de 10 m3.a) Em uma operação de manutenção, essa massa de gás hidrogênio é levada a ocupar um volume de 2 m3 em um processo isotérmico. Determine a nova pressão do gás nessa condição.b) Determine a variação da energia interna dessa massa de gás hidrogênio contido no reservatório quando sua temperatura é abai-xada em 100 ºC, sabendo que a massa atômica do hidrogênio é 1 e que o gás hidrogênio é diatômico. Para seus cálculos, utilize para a constante dos gases perfeitos, R, o valor aproximado em 8 J/(mol·K).

RESPOSTA VUNESP/UFTM-2012.2:a) p = 5 × 104 Pa b) ∆U = −6 × 105 J

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)Um balão metereológico que contém gás hélio, que se comporta como um gás ideal, é lançado na atmosfera terrestre a partir do nível do mar. A 10 km de altitude, o volume do gás contido no balão alcan-ça 400 m3, enquanto sua pressão e sua temperatura são as mesmas do ambiente externo, ou seja, 4,15 × 103 N/m2 e −23 ºC.Com base nessas informações e nos dados abaixo, assinale o que for correto.Dados: R = 8,31 J/mol.K e Mhélio = 4,0 × 10−3 kg/mol.01) O comportamento físico desse gás pode ser analisado empre-gando-se a equação de Clapeyron e as leis de Boyle-Mariotte e de Charles e Gay-Lussac.02) O número de mols de átomos de gás contido no balão é de aproximadamente 800.04) A velocidade média dos átomos do gás no interior do balão, a 10 km de altitude, é de aproximadamente 1.250 m/s.08) A energia interna do gás independe da temperatura em que ele se encontra.16) A massa de gás hélio contida no balão é de aproximadamente 3,2 kg.


(UCS/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: DA teoria da formação das nuvens diz que parte do vapor de água formado, quando a energia solar incide sobre lagos, mares e demais aquíferos, sobe até atingir pontos altos na atmosfera, onde sofre um resfriamento adiabático. Pensando no que o termo adiabático signi-fica em processos envolvendo gases nobres, pode-se concluir que o vapor de água sofreu redução da temperatura devidoa) ao recebimento de calor da vizinhança.b) ao aumento da pressão atmosférica.c) à doação de calor para a vizinhança.*d) à redução da pressão atmosférica.e) à redução da eletricidade atmosférica.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08)Um recipiente adiabático, com êmbulo móvel, contém 2,5 mols de gás hélio. Uma quantidade de calor é fornecida ao gás de tal forma que sua temperatura varia de 200 K a 600 K, mantendo-se a pressão constante. Considerando que o calor específico à pressão constante do gás hélio é 20,8 J.mol−1.K−1, que R = 0,082 atm.L.mol−1.K−1 e que 1 atm = 1,013 × 105 N/m2, assinale o que forcorreto.01) A quantidade de calor fornecida à amostra de gás hélio é de aproximadamente 10 kJ.02) O trabalho realizado foi de aproximadamente 8,3 kJ.04) A variação da energia interna da amostra de gás hélio é de apro-ximadamente 12,5 kJ.08) Se o êmbulo não se mover, a variação de pressão do gás é

dada por: nR∆T/V , em que n é o número de mols, R é a constante universal dos gases, ∆T é variação de temperatura e V é o volume do recipiente.16) Se o êmbulo não se mover, a variação de energia interna da amostra de gás é nula.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 19 (01+02+16)Sobre os conceitos de termodinâmica, assinale o que for correto.01) Quanto maior a temperatura de um gás ideal, maior é a energia cinética dos átomos desse gás.02) Não ocorre transporte de matéria quando o calor é transferido pelo processo de condução.04) A evaporação da água, estando esta em sua fase líquida e sub-metida à pressão de uma atmosfera, só ocorre se sua temperatura for de 100 ºC.08) Com o aumento da pressão exercida sobre um bloco de gelo, sua temperatura de fusão aumenta.16) Quanto maior for a pressão exercida sobre um líquido, maior será a temperatura de ebulição desse líquido.


VESTIBULARES 2012.1

TERMOFÍSICAsegunda lei da termodinâmica

(IME/RJ-2012.1) - RESPOSTA: Não. W2 ≅ 25,5%W1Em visita a uma instalação fabril, um engenheiro observa o funciona-mento de uma máquina térmica que produz trabalho e opera em um ciclo termodinâmico, extraindo energia de um reservatório térmico a1000 K e rejeitando calor para um segundo reservatório a 600 K. Os dados de operação da máquina indicam que seu índice de de-sempenho é 80%. Ele afirma que é possível racionalizar a operação acoplando uma segunda máquina térmica ao reservatório de menor temperatura e fazendo com que esta rejeite calor para o ambiente, que se encontra a 300 K. Ao ser informado de que apenas 60% do calor rejeitado pela primeira máquina pode ser efetivamente aprovei-tado, o engenheiro argumenta que, sob estas condições, a segun-da máquina pode disponibilizar uma quantidade de trabalho igual a 30% da primeira máquina. Admite-se que o índice de desempenho de segunda máquina, que também opera em um ciclo termodinâmi-co, é metade do da primeira máquina. Por meio de uma análise ter-modinâmica do problema, verifique se o valor de 30% está correto.Observação: o índice de desempenho de uma máquina térmica é a razão entre o seu rendimento real e o rendimento máximo teorica-mente admissível.

(UFG/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: DA figura a seguir representa o ciclo de Otto para motores a combus-tão interna. Nesse tipo de motor, a vela de ignição gera uma faísca que causa a combustão de uma mistura gasosa. Considere que a faísca seja suficientemente rápida, de modo que o movimento do pistão possa ser desprezado.

p

VV1 V2

O

C

DBA

A faísca e a liberação dos gases pelo escapamento ocorrem, res-pectivamente, nos pontosa) A e C.b) B e A.c) D e A.*d) D e B.e) O e C.

(ENEM-2011) - ALTERNATIVA: CUm motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da ener-gia convertida ou transformada na combustão não pode se utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de aa) liberação de calor dentro do motor ser impossível.b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.*c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

(VUNESP/UNICID-2012.1) - ALTERNATIVA: BO gráfico representa o ciclo do motor a combustão interna de uma ceifadeira de grama.

pressão

volume

C D

B A

É correto afirmar quea) o trecho DA representa a única fase em que ocorre a expansão isobárica do vapor combustível.*b) o trecho AB representa uma fase em que ocorre uma compres-são isobárica do vapor combustível.c) o rendimento do motor independe da área limitada pela figura ABCDA.d) a área delimitada pela figura ABCDA significa fisicamente a potên-cia média de funcionamento do motor.e) a área delimitada pela figura ABCDA significa fisicamente a quan-tidade de calor gerado pela explosão do vapor combustível no ciclo.

(UFPB-2012.1) - ALTERNATIVA: AA região do brejo paraibano é destaque no cenário nacional na pro-dução aviária. Após o abate, os frangos destinados aos mercados consumidores são transferidos para frigoríficos onde são armazena-dos à baixa temperatura e, posteriormente, transportados.Um frigorífico hipotético, usado nesse tipo de indústria, consome, em uma hora, 500 kJ de energia elétrica e rejeita 750 kJ para o ambiente externo. Para manter o frango à temperatura desejada, é necessário retirar 10 kJ de calor de cada frango, por hora.Considerando que toda a energia consumida é transformada em tra-balho, conclui-se que o número de frangos que pode ser armazena-do no referido frigorífico é:*a) 25 b) 50 c) 75d) 100e) 125

(PUC-CAMPINAS/SP-2012.1) - ALTERNATIVA: EA Revolução Industrial nos trouxe o desenvolvimento das máquinas térmicas, como, por exemplo, uma locomotiva a vapor.Determinada máquina térmica que funciona em ciclos, com frequ-ência de 20 ciclos/s, recebe 800 J de calor de uma fonte quente enquanto rejeita 600 J de calor para uma fonte fria em cada ciclo.Está correto afirmar quea) o período de funcionamento da máquina é de 0,5 s.b) o trabalho realizado pela máquina vale 200 J, independentemente do tempo de funcionamento da máquina.c) a principal característica de uma máquina térmica é seu alto ren-dimento.d) o rendimento dessa máquina é 75%.*e) a potência útil da máquina é de 4,0 kW.

(UFV/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DUm refrigerador é uma máquina que, operando em um processo cí-clico, retira calor QB > 0 de um reservatório de calor em uma tempe-ratura TB e fornece calor QA > 0 a um reservatório de calor em uma temperatura TA > TB. Com relação aos valores de QA e QB para os refrigeradores reais, é CORRETO afirmar que:a) QA pode ser igual a QB se a máquina operar com um gás ideal.b) QA é sempre menor que QB.c) QA pode ser igual a QB se a máquina operar em ciclos de Carnot.*d) QA é sempre maior que QB.

(UNICENTRO/PR-2012.1) - ALTERNATIVA: BConsidere uma máquina térmica teórica que opera entre duas fontes de calor, executando o ciclo de Carnot. A fonte quente está à tempe-ratura de 500,0 K e a fonte fria, a 300,0 K.Sabendo-se que a máquina recebe da fonte quente, a cada ciclo, 1,5 × 103 J, a quantidade de energia que será rejeitada para a fonte fria, a cada ciclo, é igual, em joule, a

a) 1000

*b) 900

c) 800

d) 700


(UEPG/PR-2012.1) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08)O estudo do calor e de suas transformações em diferentes formas de energia é chamado termodinâmica. O fundamento da termodinâ-mica é a conservação da energia e o fato de que o calor flui espon-taneamente do quente para o frio e não no sentido inverso. Sobre as leis da termodinâmica, assinale o que for correto.01) A primeira lei da termodinâmica afirma que “a energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada de uma espécie em outra”.02) O rendimento de uma máquina térmica que funcione segundo um ciclo de Carnot é máximo, independente da diferença de tempe-ratura entre as fontes quente e fria e do agente térmico usado.04) A segunda lei da termodinâmica afirma que “é impossível cons-truir uma máquina térmica, operando em ciclos, que consiga retirar calor de uma fonte única e convertê-lo integralmente em trabalho”.08) Quando um sistema realiza um processo cíclico, trocando com o ambiente apenas calor e trabalho, há equivalência entre o trabalho e o calor trocado.

(UNIMONTES/MG-2012.1) - ALTERNATIVA: DA figura a seguir é um diagrama PV de um modelo idealizado dos processos termodinâmicos que ocorrem em um motor a gasolina. Esse modelo é chamado de Ciclo Otto. A mistura ar e gasolina passa pelas transformações indicadas no gráfico em que as curvas a-b e c-d são transformações adiabáticas.

a

b

c

d

P

V

As temperaturas dos pontos a, b, c e d são 290 K, 350 K, 700 K e 500 K, respectivamente. A partir dessas informações, a eficiência desse ciclo éa) 35%.b) 30%c) 45%.*d) 40%.

(IF/GO-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma máquina de Carnot opera entre uma fonte quente a 1770 ºC e uma fonte fria a 23 ºC . Marque a alternativa que fornece o rendimen-to dessa máquina térmica.*a) 85,5%b) 14,5%c) 30,4%d) 42,2%e) 4,5%

(UECE/URCA-2012.1) - ALTERNATIVA: AUma máquina que opera em ciclo de Carnot tem a temperatura de sua fonte quente igual a 330°C e fonte fria a 10°C. O rendimento dessa máquina é melhor representado por:*a) 53%b) 5,3%c) 0,53%d) 46%e) 0,46%

VESTIBULARES 2012.2

(UNIFENAS/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: EPrincípio segundo

“A termodinâmica permite determinar a direção na qual vários pro-cessos físicos e químicos irão ocorrer espontaneamente, e as con-dições para que possam ser revertidos. Permite também determinar quais processos podem ocorrer, e quais não podem. Em sistemas adiabáticos determinados processos ocorrem em sentido único, sendo impossível, sem violar-se a restrição adiabática imposta pela barreira, regressar-se ao estado original. A 2ª Lei da termodinâmica estabelece portanto uma seta para o tempo: estabelece em essên-cia a possibilidade de se definir com precisão uma ordem cronoló-gica para uma série de eventos relacionados.” Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Assim, o segundo princípio da termodinâmica, está diretamente re-lacionado com:a) sempre que há mudança entre estados de equilíbrio, há um pro-cesso;b) energia não pode ser criada nem destruída, mas somente trans-formada de uma espécie em outra;c) como o aumento na energia térmica é inteiramente oriundo da diminuição da energia potencial (energia química) do sistema, a energia interna permanece a mesma, e não há variação na energia interna do sistema, mesmo observando-se um enorme aumento em sua temperatura;d) o trabalho pode ser determinado através de um diagrama de pres-são × volume para a transformação sofrida. Este corresponde à área sob a região determinada pelos estados inicial, final, e pela curva associada;*e) em processos adiabáticos, a entropia do sistema permanece constante ou aumenta, contudo nunca diminui.

(UNEMAT-PM/MT-2012.2) - ALTERNATIVA: AO rendimento de uma máquina térmica é medido pela razão entre o trabalho realizado e o calor fornecido pelo sistema. Uma caldeira a vapor tem rendimento de 0,1 (10%), um motor a gasolina de 0,3 e um motor diesel têm rendimento de 0,4.Portanto, é correto afirmar que:*a) 40% do calor fornecido pela combustão em um motor diesel é transformado em trabalho.b) 30% do trabalho realizado por um motor a gasolina é transforma-do em calor.c) 30% da gasolina fornecida ao motor é desperdiçada.d) 40% dos motores diesel têm maior rendimento do que 30% dos motores a gasolina.e) Todas as alternativas estão erradas, pois, veículos a gasolina (como carros) ultrapassam com facilidade veículos a diesel (como caminhões).

(UDESC-2012.2) - ALTERNATIVA: DUma máquina térmica opera em um ciclo termodinâmico com efi-ciência de 80% do máximo permitido pelas leis da termodinâmica. Considere que a máquina opera entre dois reservatórios a tempera-turas de 327 ºC e 27 ºC. Assinale a alternativa que representa a por-centagem da energia, fornecida para a máquina, que é transformada em trabalho mecânico.a) 56%b) 76%c) 80%*d) 40%e) 95%

(UNIMONTES/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DO trabalho realizado por uma máquina térmica de Carnot, que ope-ra durante um intervalo de tempo ∆t, é suficiente para elevar um objeto de massa m = 12 kg a uma altura H = 2 m, num local onde g = 10 m/s2. Essa máquina possui um reservatório quente contendo um metal fundido, a 409,5 ºC, e um reservatório frio formado por um grande tanque contendo uma mistura de gelo e água, a 0 ºC. O calor retirado da fonte quente, durante esse intervalo de tempo, em Joules, é igual aa) 500.b) 300.c) 250.*d) 400.


(UEG/GO-2012.2) - RESPOSTA OFICIAL NO FINAL DA QUESTÃOConsidere a figura abaixo para responder ao que se pede.

A

B

C

D

p

V0

T1

T2

a) Explique o ciclo de Carnot.b) Escreva uma expressão para o rendimento máximo de uma má-quina de Carnot.

RESPOSTA OFICIAL UEG/GO-2012.2:

a) 1. No trecho AB, ocorre uma expansão isotérmica e realiza traba-lho utilizando calor QA retirado da fonte quente.

2. No trecho BC, ocorre uma expansão adiabática, o sistema não troca calor e realiza trabalho diminuindo a energia interna, diminuin-do a sua temperatura.3. No trecho CD, ocorre uma compressão isotérmica e rejeita uma quantidade de calor QB para a fonte fria, utilizando trabalho recebi-do.4. No trecho DA, ocorre uma compressão adiabática, o sistema não troca calor. Recebe trabalho e sua energia interna aumenta e, con-sequentemente, a sua temperatura.

b) Rendimento de uma máquina térmica de Carnot:

η = 1 − T2/T1

(PUC/RS-2012.2) - ALTERNATIVA: BUm fabricante alega ter construído uma máquina térmica que, ope-rando entre duas fontes térmicas cujas temperaturas são 200 K e 100 K, em cada ciclo retira 100 J da fonte quente, cede 25 J para a fonte fria e realiza 75 J de trabalho.Nesse contexto, é correto concluir que a alegação do fabricante éa) inviável, visto que essa máquina térmica contraria tanto a 1ª quan-to a 2ª lei da termodinâmica.*b) inviável, visto que o rendimento termodinâmico dessa máquina seria superior ao de uma máquina operando pelo ciclo de Carnot entre as mesmas temperaturas.c) viável, visto que essa máquina térmica atenderia o princípio da conservação da energia.d) viável, visto que seu rendimento é menor que a unidade.e) viável, visto que a temperatura da fonte quente é maior que a da fonte fria.

(CEFET/MG-2012.2) - ALTERNATIVA: DUma máquina térmica possui um ciclo termodinâmico fechado e composto por duas transformações isobáricas e duas isovolumétri-cas. O calor rejeitado para a fonte fria é de 150 J, o trabalho duran-te a expansão volumétrica é de 300 J e na contração é de 250 J. Nessas condições, o calor cedido pela fonte quente e o rendimento térmico dessa máquina valem, respectivamente,a) 100 J e 25%.b) 100 J e 50%.c) 150 J e 25%.*d) 200 J e 25%.e) 200 J e 50%.

(IF/SC-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 35 (01+02+32)A diferença mais significativa entre o motor de um carro popular e o de um superesportivo é a potência, pois o princípio de funcionamento é o mesmo: um ciclo de transformações termodinâmicas. O gráfico ao lado representa o ciclo de um motor de quatro tempos, o ciclo Otto. Este ciclo é composto de um conjunto de trans-formações: duas isobáricas, duas iso-córicas e duas adiabáticas.Com base no exposto, assinale no cartão-resposta o número correspondente à proposição correta ou à soma das proposições corretas.01. O motor de um carro é considerado uma máquina térmica, pois transforma calor em trabalho mecânico.02. O trabalho associado ao ciclo Otto corresponde à área fechada entre as transformações 2 – 3 – 4 – 5 – 2.04. Pela segunda lei da termodinâmica, é possível construir um mo-tor com rendimento de 100%.08. O ciclo Otto é um exemplo de máquina ideal, equivalente ao ciclo de Carnot.16. A transformação de 2 para 3 é uma compressão adiabática, uma transformação muito lenta, na qual o calor recebido da vizinhança resulta no aumento da energia interna do sistema.32. Na transformação de 4 para 5, o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança.

p

V

1 2

3

4

5

(IF/SC-2012.2) - ALTERNATIVA: CMáquina térmica é todo dispositivo que estabelece uma relação en-tre trabalho e calor, transformando calor em trabalho ou vice-versa.É correto afirmar que são exemplos de máquinas térmicas de uso doméstico:a) o fogão e o condicionador de ar.b) o chuveiro e a panela de pressão.*c) a geladeira e a panela de pressão.d) o chuveiro e o aquecedor a óleo.e) o chuveiro e a geladeira.

(UEM/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Sobre o ciclo de Carnot, assinale o que for correto.01) No ciclo de Carnot, ocorrem duas transformações adiabáticas e também duas transformações isotérmicas.02) As transformações no ciclo de Carnot são reversíveis.04) Durante a expansão isotérmica, uma certa quantidade de calor é retirada da fonte quente.08) O gás utilizado no ciclo de Carnot atinge seu maior volume ao final da expansão isotérmica.16) Quando a fonte fria estiver a 0 ºC, o rendimento da máquina de Carnot será máximo.

(UEPG/PR-2012.2) - RESPOSTA: SOMA = 15 (01+02+04+08)Considere uma massa de gás confinada por um êmbolo no interior de um recipiente. De acordo com a 1a Lei da Termodinâmica, assi-nale o que for correto.

GÁS

01) Se o sistema receber certa quantidade de energia Q e a pres-são interna do gás se mantiver constante, o gás realizará trabalho positivo.02) Numa transformação cíclica, o trabalho realizado pelo gás é sempre igual ao calor por ele trocado com o exterior.04) Se o calor trocado pelo gás em um ciclo é igual ao trabalho rea-lizado, a variação da energia interna do sistema é nula.08) As transformações que compõem um ciclo de Carnot são todas reversíveis.16) O rendimento de um ciclo de Carnot pode ser igual a 1 (um).

Física - termofisica questões de vestibuar 2012

Documents

Transcript of Física - termofisica questões de vestibuar 2012