1. (Ufrs 2011) A figura abaixo apresenta o diagrama da presso p(Pa) em funo do volume de um sistema termodinmico que sofre trs transformaes sucessivas: XY, YZ e ZX.

O trabalho total realizado pelo sistema aps as trs transformaes igual a a) 0. b) c) d) e) 2. (Udesc 2011) Um gs em uma cmara fechada passa pelo ciclo termodinmico representado no diagrama p x V da Figura.

O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo : a) + 30 J b) - 90 J c) + 90 J d) - 60 J e) - 30 J 3. (Ufsm 2011) A respeito dos gases que se encontram em condies nas quais seu comportamento pode ser considerado ideal, afirma-se queI. a grandeza que chamada de temperatura proporcional energia cintica mdia das molculas.

II. a grandeza que chamada de presso a energia que as molculas do gs transferem s paredes do recipiente que contm esse gs.

III. a energia interna do gs igual soma das energias cinticas das molculas desse gs.

Est(o) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III. 4. (Ufu 2011) Certa quantidade de gs ideal ocupa inicialmente um volume V0, presso p0 e temperatura T0. Esse gs se expande temperatura constante e realiza trabalho sobre o sistema, o qual representado nos grficos pela rea sob a curva.

Assinale a alternativa que melhor representa a quantidade de calor trocada com o meio. a) b) c) d)

5. (Ufpa 2011) Na madrugada de 12 de julho de 1884, no largo da S em Belm, o paraense Julio Cezar Ribeiro de Souza comeou a encher seu dirigvel Santa Maria de Belm, para validar, na prtica, o sistema de navegao area por ele inventado. Devido a problemas na produo do hidrognio, o processo foi suspenso s 11h da manh, antes de se completar o enchimento do dirigvel. Nesse horrio, a intensa radiao solar provoca o aquecimento do gs contido no balo. Assumindo que o hidrognio no balo um gs ideal e que a partir das 11h tanto a sua presso quanto seu nmero de moles permanecem constantes, identifique qual dos grficos abaixo descreve acertadamente a variao do volume V do balo, com relao variao da temperatura T, aps as 11h. a) b) c) d) e) 6. (Ita 2011) A inverso temporal de qual dos processos abaixo NO violaria a segunda lei de termodinmica? a) A queda de um objeto de uma altura e subsequente parada no cho. b) O movimento de um satlite ao redor da Terra. c) A freada brusca de um carro em alta velocidade. d) O esfriamento de um objeto quente num banho de gua fria. e) A troca de matria entre as duas estrelas de um sistema binrio. 7. (Ufsm 2011) A inveno e a crescente utilizao de mquinas trmicas, a partir da revoluo industrial, produziram, ao longo de dois sculos, impactos ecolgicos de propores globais. Para compreender o funcionamento das mquinas trmicas, necessrio estudar os processos de expanso e compresso dos gases no seu interior. Em certas condies, todos os gases apresentam, aproximadamente, o mesmo comportamento. Nesse caso, so denominados gases ideais. Considere o diagrama presso (P) x volume (V) para um gs ideal, sendo as curvas isotermas.

Analise, ento, as afirmativas:

I. A energia interna do estado 1 maior do que a energia interna do estado 2.

II. No processo 13, o gs no realiza trabalho contra a vizinhana.

III. No processo 12, o gs recebe energia e tambm fornece energia para a vizinhana.

Est(o) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas II e III. e) I, II e III. 8. (Afa 2011) O diagrama abaixo representa um ciclo realizado por um sistema termodinmico constitudo por n mols de um gs ideal.

Sabendo-se que em cada segundo o sistema realiza 40 ciclos iguais a este, correto afirmar que a(o) a) potncia desse sistema de 1600 W. b) trabalho realizado em cada ciclo - 40 J. c) quantidade de calor trocada pelo gs com o ambiente em cada ciclo nula. d) temperatura do gs menor no ponto C. 9. (Aman 2011) O grfico da presso (P) em funo do volume (V) no desenho abaixo representa as transformaes sofridas por um gs ideal. Do ponto A at o ponto B, o gs sofre uma transformao isotrmica, do ponto B at o ponto C, sofre uma transformao isobrica e do ponto C at o ponto A, sofre uma transformao isovolumtrica. Considerando, e as temperaturas absolutas do gs nos pontos A, B e C, respectivamente, pode-se afirmar que: a) b) c) d) e) 10. (Uerj 2011) A bola utilizada em uma partida de futebol uma esfera de dimetro interno igual a 20 cm. Quando cheia, a bola apresenta, em seu interior, ar sob presso de 1,0 atm e temperatura de 27 C.

Considere= 3, R = 0,080 atm.L.mol-1.k-1 e, para o ar, comportamento de gs ideal e massa molar igual a 30 g.mol-1.

No interior da bola cheia, a massa de ar, em gramas, corresponde a: a) 2,5 b) 5,0 c) 7,5 d) 10,0 11. (Uesc 2011)

Considere 4,0mols de um gs ideal, inicialmente a 2,0C, que descrevem um ciclo, conforme a figura. Sabendo-se que a constante dos gases R = 0,082atm L/mol.K e 1,0atm = 1,0.105Pa,

a anlise da figura permite afirmar: a) O sistema apresenta a energia interna mxima no ponto D. b) A temperatura da isoterma que contm o ponto C igual a 27,0C. c) O sistema recebe, ao realizar a compresso isotrmica, 86,01J de energia. d) O trabalho realizado pelo gs, em cada ciclo, aproximadamente igual a 180,0W/s. e) O sistema, ao realizar a expanso isobrica, apresenta a variao da temperatura de 67,0K. 12. (Ufrs 2011) Um balo meteorolgico fechado tem volume de ao nvel do mar, onde a presso atmosfrica de e a temperatura de 27 C. Quando o balo atinge a altitude de 25 km na atmosfera terrestre, a presso e a temperatura assumem, respectivamente, os valores de e - 63 C.Considerando-se que o gs contido no balo se comporta como um gs ideal, o volume do balo nessa altitude de a) b) c) d) e) 13. (Ifsp 2011) No alto de uma montanha a 8 C, um cilindro munido de um mbolo mvel de peso desprezvel possui 1 litro de ar no seu interior. Ao lev-lo ao p da montanha, cuja presso de 1 atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm3 e sua temperatura se eleva em 6 C. A presso no alto da montanha aproximadamente, em atm, de a) 0,66. b) 0,77. c) 0,88. d) 0,99. e) 1,08. 14. (Udesc 2011) Uma dada massa gasosa, que est limitada em um cilindro por um mbolo mvel, sofre as transformaes representadas pelos seguintes grficos:

Assinale a alternativa que contm a correta classificao das trs transformaes apresentadas acima. a) I. isovolumtrica / II. isobrica / III. isotrmica. b) I. isotrmica / II. isobrica / III. isovolumtrica. c) I. isobrica / II. isovolumtrica / III. isotrmica. d) I. isovolumtrica / II. isotrmica / III. isobrica. e) I. isobrica / II. isotrmica / III. isovolumtrica. 15. (Upe 2011) Um disco de alumnio, inicialmente a uma temperatura T0, possui um furo concntrico de raio R0. O disco sofre uma dilatao trmica superficial, quando aquecido at uma temperatura T. Considerando que o coeficiente de dilatao linear do alumnio constante durante a variao de temperatura considerada e R o raio do furo do disco aps a dilatao trmica, correto afirmar que a relao R/R0 expressa por a) b) c) d) e) 16. (Uel 2011) Um retngulo formado por um fio de cobre e outro de alumnio, como mostra a figura A. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao linear do cobre de 17 x 106 C1 e o do alumnio de 24 x 106 C1, qual o valor do ngulo se a temperatura do retngulo for elevada de 100 C, como est apresentado na figura B? a) 89,98 b) 30 c) 15 d) 0,02 e) 60 17. (Upe 2011) O equivalente mecnico do calor pode ser avaliado pela experincia realizada por James Prescott Joule (1818-1889), na qual se utiliza de um aparelho em que um peso, ao descer, gira um conjunto de ps em um recipiente com gua, como ilustrado na figura abaixo.

Um bloco de massa m cai de uma altura h, girando as ps que aquecem uma amostra de gua de massa M. Admitindo-se que toda energia da queda produza o aquecimento da gua, a expresso que representa a variao de temperatura da amostra de gua

Dado: considere a acelerao da gravidade g e o calor especfico da gua c. a) b) c) d) e) 18. (Ufu 2011) Para tentar descobrir com qual material slido estava lidando, um cientista realizou a seguinte experincia: em um calormetro de madeira de 5 kg e com paredes adiabticas foram colocados 3 kg de gua. Aps certo tempo, a temperatura medida foi de 10 C, a qual se manteve estabilizada. Ento, o cientista retirou de um forno a 540 C uma amostra desconhecida de 1,25 kg e a colocou dentro do calormetro. Aps um tempo suficientemente longo, o cientista percebeu que a temperatura do calormetro marcava 30 C e no se alterava (ver figura abaixo).

MaterialCalor especfico

(cal/g.C)

gua1,00

Alumnio0,22

Chumbo0,12

Ferro0,11

Madeira0,42

Vidro0,16

Sem considerar as imperfeies dos aparatos experimentais e do procedimento utilizado pelo cientista, assinale a alternativa que indica qual elemento da tabela acima o cientista introduziu no calormetro. a) Chumbo b) Alumnio c) Ferro d) Vidro 19. (Aman 2011) A utilizao do termmetro, para a avaliao da temperatura de um determinado corpo, possvel porque, aps algum tempo de contato entre eles, ambos adquirem a mesma temperatura.

Neste caso, vlido dizer que eles atingem a (o) a) equilbrio trmico. b) ponto de condensao. c) coeficiente de dilatao mximo. d) mesma capacidade trmica. e) mesmo calor especfico. 20. (Aman 2011) Para elevar a temperatura de 200 g de uma certa substncia, de calor especfico igual a , de 20C para 50C, ser necessrio fornecer-lhe uma quantidade de energia igual a: a) 120 cal b) 600 cal c) 900 cal d) 1800 cal e) 3600 cal 21. (Unesp 2011) Foi realizada uma experincia em que se utilizava uma lmpada de incandescncia para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de gua e 100 g de areia. Sabe-se que, aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor especfico da gua de 1 cal/g C e o da areia 0,2 cal/g C. Durante 1 hora, a gua e a areia receberam a mesma quantidade de energia da lmpada, 3,6 kJ, e verificou-se que a gua variou sua temperatura em 8 C e a areia em 30 C. Podemos afirmar que a gua e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente, a quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a a) 0,4 e 3,0. b) 2,4 e 3,6. c) 0,4 e 1,2. d) 1,2 e 0,4. e) 3,6 e 2,4. 22. (Unesp 2011) Uma bolsa trmica com 500 g de gua temperatura inicial de 60 C empregada para tratamento da dor nas costas de um paciente. Transcorrido um certo tempo desde o incio do tratamento, a temperatura da gua contida na bolsa de 40 C.

Considerando que o calor especfico da gua 1 cal/(g.C), e supondo que 60% do calor cedido pela gua foi absorvido pelo corpo do paciente, a quantidade de calorias recebidas pelo paciente no tratamento foi igual a a) 2 000. b) 4 000. c) 6 000. d) 8 000. e) 10 000. 23. (Uesc 2011) Considere uma barra de liga metlica, com densidade linear de , submetida a uma variao de temperatura, dilatando-se 3,0mm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao linear e o calor especfico da liga so, respectivamente, iguais a e a , a quantidade de calor absorvida pela barra nessa dilatao igual, em cal, a a) 72,0 b) 80,0 c) 120,0 d) 132,0 e) 245,0 24. (Uftm 2011) Dona Joana cozinheira e precisa de gua a 80 C para sua receita. Como no tem um termmetro, decide misturar gua fria, que obtm de seu filtro, a 25 C, com gua fervente. S no sabe em que proporo deve fazer a mistura. Resolve, ento, pedir ajuda a seu filho, um excelente aluno em fsica. Aps alguns clculos, em que levou em conta o fato de morarem no litoral, e em que desprezou todas as possveis perdas de calor, ele orienta sua me a misturar um copo de 200 mL de gua do filtro com uma quantidade de gua fervente, em mL, igual a a) 800. b) 750. c) 625. d) 600. e) 550. 25. (Uel 2011) Um martelo de massa M = 1, 2 kg, com velocidade de mdulo 6, 5 m/s, golpeia um prego de massa m = 14 g e para, aps cada impacto. Considerando que o prego absorve toda a energia das marteladas, uma estimativa do aumento da temperatura do prego, gerado pelo impacto de dez marteladas sucessivas, fornecer o valor aproximado de:

Dado:

Calor especfico do ferro c = 450J/kgC a) 40 C b) 57 C c) 15 K d) 57 K e) 15 F 26. (Ufrs 2011) Uma mesma quantidade de calor Q fornecida a massas iguais de dois lquidos diferentes, 1 e 2. Durante o aquecimento, os lquidos no alteram seu estado fsico e seus calores especficos permanecem constantes, sendo tais que .

Na situao acima, os lquidos 1 e 2 sofrem, respectivamente, variaes de temperatura e , tais que igual a a) b) c) d) e) 27. (Unicamp simulado 2011) Na preparao caseira de um ch aconselha-se aquecer a gua at um ponto prximo da fervura, retirar o aquecimento e, em seguida, colocar as folhas da planta e tampar o recipiente. As folhas devem ficar em processo de infuso por alguns minutos.Caso o fogo seja mantido por mais tempo que o necessrio, a gua entrar em ebulio. Considere que a potncia fornecida pelo fogo gua igual a 300 W, e que o calor latente de vaporizao da gua vale 2,25 x 103 J/g. Mantendo-se o fogo com a gua em ebulio e o recipiente aberto, qual a massa de gua que ir evaporar aps 10 minutos? a) 18 g. b) 54 g. c) 80 g. d) 133 g. 28. (Ufrs 2011) Uma amostra de uma substncia encontra-se, inicialmente, no estado slido na temperatura . Passa, ento, a receber calor at atingir a temperatura final , quando toda a amostra j se transformou em vapor.

O grfico abaixo representa a variao da temperatura T da amostra em funo da quantidade de calor Q por ela recebida.

Considere as seguintes afirmaes, referentes ao grfico.

I. e so, respectivamente, as temperaturas de fuso e de vaporizao da substncia.

II. No intervalo X, coexistem os estados slido e lquido da substncia.

III. No intervalo Y, coexistem os estados slido, lquido e gasoso da substncia.

Quais esto corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 29. (Ufpel 2011) Muitas pessoas gostam de caf, mas no o apreciam muito quente e tm o hbito de adicionar um pequeno cubo de gelo para resfri-lo rapidamente. Deve-se considerar que a xcara tem capacidade trmica igual a 30 cal/C e contm inicialmente 120 g de caf (cujo calor especfico igual ao da gua, 1 cal/g.C) a 100 C, e que essa xcara encontra-se em equilbrio trmico com o lquido. Acrescentando-se uma pedra de gelo de 10 g, inicialmente a 0 C, sendo que o calor latente de fuso do gelo vale 80 cal/g, aps o gelo derreter e todo o sistema entrar em equilbrio trmico, desprezando-se as perdas de calor para o ambiente, a temperatura do caf ser igual a a) 86,15 C. b) 88,75 C. c) 93,75 C. d) 95,35 C. 30. (Uff 2011) Quando se retira uma garrafa de vidro com gua de uma geladeira, depois de ela ter ficado l por algum tempo, veem-se gotas dgua se formando na superfcie externa da garrafa.

Isso acontece graas, principalmente, a) condensao do vapor de gua dissolvido no ar ao encontrar uma superfcie temperatura mais baixa. b) diferena de presso, que maior no interior da garrafa e que empurra a gua para seu exterior. c) porosidade do vidro, que permite a passagem de gua do interior da garrafa para sua superfcie externa. d) diferena de densidade entre a gua no interior da garrafa e a gua dissolvida no ar, que provocada pela diferena de temperaturas. e) conduo de calor atravs do vidro, facilitada por sua porosidade. 31. (Uel 2011) Um meteoro de ferro totalmente fundido quando penetra na atmosfera terrestre. Se a temperatura inicial do meteoro de 125 C antes de atingir a atmosfera, qual deve ser sua velocidade mnima antes de entrar na atmosfera terrestre?

Dados:

Calor especfico do ferro c = 450J/kgC

Calor latente de fuso do ferro Lf = 2, 89 x 105J/kg a) 1,53 km/h b) 3500 km/h c) 5300 km/h d) 1,53 m/s e) 3,5 m/s 32. (Ifsp 2011) Um estudante de fsica, ao nvel do mar, possui um aquecedor de imerso de 420 W de potncia e o coloca dentro de uma panela contendo 2 litros de gua a 20C. Supondo que 80% da energia dissipada seja absorvida pela gua, o intervalo de tempo necessrio para que 20% dessa gua seja vaporizada ser aproximadamente deDados:

calor especfico da gua: 1,0 cal/gC

Calor Latente de vaporizao da gua: 540 cal/g

Densidade absoluta da gua: 1,0 kg/L

1 cal = 4,2 J a) 1 h e 13 minutos. b) 1 h e 18 minutos. c) 1 h e 25 minutos. d) 1 h e 30 minutos. e) 2 h e 10 minutos. 33. (Unimontes 2011) Duas barras metlicas de comprimentos L1 e L2, de materiais diferentes, esto acopladas (ver figura abaixo). A barra de comprimento L1 possui condutividade trmica k1, e a barra de comprimento L2 possui condutividade trmica k2, sendo k1 > k2. As duas extremidades so mantidas a temperaturas fixas e diferentes, T1 e T2. Considere as trs sees retas destacadas na figura. A seo reta 1 est na barra 1; a 2, na barra 2; a 3, na interface ou regio de acoplamento das barras.

Pode-se afirmar corretamente que a) o fluxo de calor na seo reta 1 maior que o fluxo de calor na seo reta 2. b) o fluxo de calor na seo reta 2 maior que o fluxo de calor na seo reta 1. c) o fluxo de calor na interface nulo. d) o fluxo de calor o mesmo em qualquer uma das trs sees retas. 34. (Ufsm 2011) As plantas e os animais que vivem num ecossistema dependem uns dos outros, do solo, da gua e das trocas de energia para sobreviverem. Um processo importante de troca de energia chamado de calor.

Analise, ento, as afirmativas:I. Ondas eletromagnticas na regio do infravermelho so chamadas de calor por radiao.

II. Ocorre calor por conveco, quando se estabelecem, num fluido, correntes causadas por diferenas de temperatura.

III. Calor por conduo pode ocorrer em slidos, lquidos, gases e, tambm, no vcuo.

Est(o) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III. 35. (Afa 2011) Quando usamos um termmetro clnico de mercrio para medir a nossa temperatura, esperamos um certo tempo para que o mesmo possa indicar a temperatura correta do nosso corpo. Com base nisso, analise as proposies a seguir.

I. Ao indicar a temperatura do nosso corpo, o termmetro entra em equilbrio trmico com ele, o que demora algum tempo para acontecer.

II. Inicialmente, a indicao do termmetro ir baixar, pois o vidro transmite mal o calor e se aquece primeiro que o mercrio, o tubo capilar de vidro se dilata e o nvel do lquido desce.

III. Aps algum tempo, como o mercrio se dilata mais que o vidro do tubo, a indicao comea a subir at estabilizar, quando o termmetro indica a temperatura do nosso corpo.

Podemos afirmar que so corretas as afirmativas a) I e II apenas. b) I e III apenas. c) II e III apenas. d) I, II e III. 36. (Afa 2011) Com base nos processos de transmisso de calor, analise as proposies a seguir.

I. A serragem melhor isolante trmico do que a madeira, da qual foi retirada, porque entre as partculas de madeira da serragem existe ar, que um isolante trmico melhor que a madeira.

II. Se a superfcie de um lago estiver congelada, a maior temperatura que a camada de gua do fundo poder atingir 2 C.

III. O interior de uma estufa de plantas mais quente que o exterior, porque a energia solar que atravessa o vidro na forma de raios infravermelhos parcialmente absorvida pelas plantas e demais corpos presentes e depois emitida por eles na forma de raios ultravioletas que no atravessam o vidro, aquecendo assim o interior da estufa.

IV. Durante o dia, sob as tnicas claras que refletem boa parte da energia do sol, os bedunos no deserto usam roupa de l, para minimizar as trocas de calor com o ambiente.

So verdadeiras apenas as proposies a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. TEXTO PARA AS PRXIMAS 2 QUESTES: Em abril de 2010, erupes vulcnicas na Islndia paralisaram aeroportos em vrios pases da Europa. Alm do risco da falta de visibilidade, as cinzas dos vulces podem afetar os motores dos avies, pois contm materiais que se fixam nas ps de sada, causando problemas no funcionamento do motor a jato. 37. (Unicamp 2011) Uma erupo vulcnica pode ser entendida como resultante da ascenso do magma que contm gases dissolvidos, a presses e temperaturas elevadas. Esta mistura apresenta aspectos diferentes ao longo do percurso, podendo ser esquematicamente representada pela figura a seguir, onde a colorao escura indica o magma e os discos de colorao clara indicam o gs.

Segundo essa figura, pode-se depreender que a) as exploses nas erupes vulcnicas se devem, na realidade, expanso de bolhas de gs. b) a expanso dos gases prximos superfcie se deve diminuio da temperatura do magma. c) a ascenso do magma facilitada pelo aumento da presso sobre o gs, o que dificulta a expanso das bolhas. d) a densidade aparente do magma prximo cratera do vulco maior que nas regies mais profundas do vulco, o que facilita sua subida. 38. (Unicamp 2011) Considere que o calor especfico de um material presente nas cinzas seja c = 0,8 J/g0C . Supondo que esse material entra na turbina a 200C, a energia cedida a uma massa m = 5g do material para que ele atinja uma temperatura de 8800C igual a a) 220 J. b) 1000 J. c) 4600 J. d) 3600 J. TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO: Equipe de cientistas descobre o primeiro exoplaneta habitvel

O primeiro exoplaneta habitvel foi encontrado depois de observaes que duraram 11 anos, utilizando uma mistura de tcnicas avanadas e telescpios convencionais. A equipe descobriu mais dois exoplanetas orbitando em volta da estrela Gliese 581.

O mais interessante dos dois exoplanetas descobertos o Gliese 581g, com uma massa trs vezes superior da Terra e um perodo orbital (tempo que o planeta leva para dar uma volta completa em torno de sua estrela) inferior a 37 dias. O raio da rbita do Gliese 581g igual 20% do raio da rbita da Terra, enquanto sua velocidade orbital 50% maior que a velocidade orbital da Terra. O Gliese 581g est "preso" estrela, o que significa que um lado do planeta recebe luz constantemente, enquanto o outro de perptua escurido. A zona mais habitvel na superfcie do exoplaneta seria a linha entre a sombra e a luz, com temperaturas caindo em direo sombra e subindo em direo luz. A temperatura mdia varia entre -31C e -12C, mas as temperaturas reais podem ser muito maiores na regio de frente para a estrela (at 70 C) e muito menores na regio contrria (at -40C). A gravidade no Gleise 581g semelhante da Terra, o que significa que um ser humano conseguiria andar sem dificuldades.

Os cientistas acreditam que o nmero de exoplanetas potencialmente habitveis na Via Lctea pode chegar a 20%, dada a facilidade com que Gliese 581g foi descoberto. Se fossem raros, dizem os astrnomos, eles no teriam encontrado um to rpido e to prximo. No entanto, ainda vai demorar muito at que o homem consiga sair da Terra e comece a colonizar outros planetas fora do sistema solar.

Texto adaptado de artigo da Revista VEJA, Edio 2185, ano 43, n 40 de 06 de outubro de 2010. 39. (Uft 2011) Suponha que uma mquina de Carnot seja construda utilizando como fonte fria o lado do planeta Gliese 581g que nunca recebe luz e como fonte quente o lado que sempre recebe luz. A temperatura da fonte fria Tf = -40C e da fonte quente Tq = 70C. A cada ciclo a mquina retira da fonte quente 1000J de calor.

Considerando que a mquina trabalha com um gs ideal, leia os itens abaixo:

I. A mquina pode ser representada por um ciclo com duas transformaes adiabticas reversveis e duas transformaes isotrmicas reversveis.

II. Se o ciclo desta mquina consiste de uma expanso isotrmica, uma expanso adiabtica, uma compresso isotrmica e uma compresso adiabtica, respectivamente, ento ocorre transformao de calor em trabalho til.

III. O rendimento da mquina maior do que 40%.

IV. A cada ciclo uma quantidade de calor maior que 700J rejeitada para a fonte fria.

Marque a opo correta: a) I e III so verdadeiras. b) I e II so verdadeiras. c) I e IV so verdadeiras. d) III e IV so verdadeiras. e) II e IV so verdadeiras. TEXTO PARA AS PRXIMAS 2 QUESTES: Analise a figura a seguir e responda.

40. (Uel 2011) Com referncia figura, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, o valor da quantidade de calor Q para o caminho cda e o valor da energia interna Ua Uc. a) Q = 25J e Ua Uc = 28J b) Q = 52J e Ua Uc = 82J c) Q = 57J e Ua Uc = 15 d) Q = 45J e Ua Uc = 15 e) Q = 52J e Ua Uc = 28 41. (Uel 2011) A figura apresenta trs possveis transformaes de fase de um gs, desde o estado a at o estado c. Na transformao de a at c, ao longo do caminho curvo do diagrama PV, o trabalho realizado pelo gs de W = 35J e o calor absorvido pelo gs Q = 63J. Ao longo do caminho abc, o trabalho realizado pelo gs de W = 48J.

Com base na figura, no enunciado e nos conhecimentos sobre o assunto, considere as afirmativas a seguir.

I. Para o caminho abc, a quantidade de calor Q absorvida pelo gs vale 76J.

II. Se a presso Pc = Pb, o trabalho W para o caminho cda vale 14J.

III. Se a diferena de energia interna Ud Uc = 15J, a quantidade de calor Q cedida para o caminho da vale 15J.IV. Se a diferena de energia interna Ud Uc = 5J, a quantidade de calor Q cedida para o caminho da vale 23J.

Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II so corretas. b) Somente as afirmativas I e IV so corretas. c) Somente as afirmativas III e IV so corretas. Somente as afirmativas I, II e III so corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV so corretas. 42. (Fgvrj 2010) Ao realizar um trabalho de 80 mil calorias, um sistema termodinmico recebeu 60 mil calorias.

Pode-se afirmar que, nesse processo, a energia interna desse sistema a) aumentou 20 mil calorias. b) diminuiu 20 mil calorias. c) aumentou 60 mil calorias. d) diminuiu 80 mil calorias. e) se conservou. 43. (Ufc 2010) Dois sistemas termodinmicos completamente isolados esto separados entre si por uma parede diatrmica (que permite a passagem de energia), impermevel (que no permite o fluxo de partculas) e fixa. No equilbrio termodinmico, tais sistemas so caracterizados por apresentarem: a) mesma energia e mesma temperatura. b) diferentes energias e mesma temperatura. c) mesma energia e diferentes temperaturas. d) energia igual a zero e mesma temperatura. e) diferentes energias e diferentes temperaturas. 44. (Ufla 2010) O diagrama PV mostrado a seguir ilustra dois processos termodinmicos: 1 ABC e 2 ADC, em que um gs ideal levado de um estado A para outro C. considerando V2 = 2V1 e P2 = 4P1, CORRETO afirmar: a) O trabalho realizado pelo gs ao longo do processo ADC maior do que o trabalho realizado ao longo do processo ABC. b) A energia interna do gs maior no estado B. c) O trabalho realizado pelo gs ao longo do processo ABC 4 P1V1. d) A razo TA/TB, em que TA e TB representam as temperaturas do gs nos estados A e B, 1/8. 45. (Uece 2010) Pode-se afirmar corretamente que a energia interna de um sistema constitudo por um gs ideal a) diminui em uma expanso isotrmica. b) aumenta em uma expanso adiabtica. c) diminui em uma expanso livre. d) aumenta em uma expanso isobrica. 46. (Ufop 2010) Na figura seguinte, indicado um sistema termodinmico com processo cclico. O ciclo constitudo por duas curvas fechadas, a malha I e a malha II.

correto afirmar: a) Durante um ciclo completo, o sistema no realiza trabalho. b) O sistema realiza trabalho positivo na malha I. c) O sistema libera calor na malha II. d) Durante um ciclo completo, a variao da energia interna nula. 47. (Upe 2010) No diagrama PV, a seguir, est representada uma srie de processos termodinmicos. No processo ab, 250 J de calor so fornecidos ao sistema, e, no processo bd, 600 J de calor so fornecidos ao sistema.

Analise as afirmaes que se seguem.

I. O trabalho realizado no processo ab nulo.

II. A variao de energia interna no processo ab 320 J.

III. A variao de energia interna no processo abd 610 J.

IV. A variao de energia interna no processo acd 560 J.

CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmaes(o) a) II e IV esto corretas. b) IV est correta. c) I e III esto corretas. d) III e IV esto corretas. e) II e III esto corretas. 48. (Ufv 2010) A figura a seguir ilustra um processo termodinmico em um gs. Sabendo que durante o processo ABC a variao da energia interna do gs foi igual a U e que o trabalho realizado pelo gs no processo BC foi igual a W, ento a quantidade de calor transferida ao gs no processo ABC foi:

a) U + VA (PA PC) + W b) U + PA (VB VA) W c) U + VC (PA PC) + W d) U + PA (VB VA) + W 49. (Upe 2010) O diagrama PV para uma determinada amostra de gs est representado na figura a seguir. Se o sistema levado do estado a para o estado b, ao longo do percurso acb, fornece-se a ele uma quantidade de calor igual a 100 cal, e ele realiza um trabalho de 40 cal. Se, por meio do percurso adb, o calor fornecido de 72 cal, ento o trabalho realizado vale em cal: a) 28 b) 60 c) 12 d) 40 e) 24 50. (Unemat 2010) O grfico abaixo mostra a variao da energia interna de um gs ideal que sofreu uma transformao presso constante de P = 120 N/m2. A quantidade de calor recebida pelo gs durante o processo foi de 800 joules.

Com os dados, pode-se dizer que a variao da energia interna que este gs sofreu foi de: a) 560 joules. b) 260 joules. c) 300 joules. d) 480 joules. e) 580 joules. 51. (Ufu 2010) Um botijo de cozinha contm gs sob alta presso. Ao abrirmos esse botijo, percebemos que o gs escapa rapidamente para a atmosfera. Como esse processo muito rpido, podemos consider-lo como um processo adiabtico.

Considerando que a primeira lei da termodinmica dada por U = Q - W, onde U a variao da energia interna do gs, Q a energia transferida na forma de calor e W o trabalho realizado pelo gs, correto afirmar que: a) A presso do gs aumentou e a temperatura diminuiu. b) O trabalho realizado pelo gs foi positivo e a temperatura do gs no variou. c) O trabalho realizado pelo gs foi positivo e a temperatura do gs diminuiu. d) A presso do gs aumentou e o trabalho realizado foi negativo. 52. (Ufal 2010) A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automvel retira 40 kJ do compartimento da fonte quente, onde se d a queima do combustvel, e realiza 10 kJ de trabalho. Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de 27 C, qual seria a temperatura no compartimento da fonte quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Carnot?

Dado: considere que as temperaturas em graus centgrados, TC, e Kelvin, TK, se relacionam atravs da expresso TC = TK 273. a) 127 C b) 177 C c) 227 C d) 277 C e) 377 C 53. (Udesc 2010) No diagrama p x V a seguir, est representado o ciclo termodinmico da mquina de Carnot, considerada ideal porque tem o maior rendimento entre as mquinas trmicas. O sistema recebe calor da fonte quente temperatura T1 e transfere calor para a fonte fria temperatura T2.

Com relao s transformaes termodinmicas que constituem esse ciclo, correto afirmar que o sistema passa por uma: a) expanso adiabtica entre os estados b e d (b d). b) expanso isovolumtica entre os estados b e c (b c). c) compresso isobrica entre os estados c e d (c d). d) expanso isotrmica entre os estados a e b (a b). e) compresso isotrmica entre os estados d e a (d a). 54. (Ita 2010) Uma mquina trmica opera segundo o ciclo JKLMJ mostrado no diagrama T-S da figura.

Pode-se afirmar que a) processo JK corresponde a uma compresso isotrmica. b) o trabalho realizado pela mquina em um ciclo W = (T2 T1)(S2 S1). c) o rendimento da maquina dado por . d) durante o processo LM, uma quantidade de calor QLM = T1(S2 S1) absorvida pelo sistema. e) outra mquina trmica que opere entre T2 e T1 poderia eventualmente possuir um rendimento maior que a desta. 55. (Pucrs 2010) Para responder a questo, considere o texto e o grfico, o qual relaciona o rendimento de uma mquina de Carnot e a razo T2/T1 das temperaturas em que opera a mquina.

O ciclo de Carnot um ciclo termodinmico especial, pois uma mquina trmica que opera de acordo com este ciclo entre duas temperaturas T1 e T2, com T1 maior do que T2, obtm o mximo rendimento possvel. O rendimento r de uma mquina trmica definido como a razo entre o trabalho lquido que o fluido da mquina executa e o calor que absorve do reservatrio temperatura T1.

Pode-se concluir, pelo grfico e pelas leis da termodinmica, que o rendimento da mquina de Carnot aumenta quando a razo T2/T1 diminui, a) alcanando 100% quando T2 vale 0C. b) alcanando 100% quando T1 muito maior do que T2. c) alcanando 100% quando a diferena entre T1 e T2 muito pequena. d) mas s alcana 100% porque representa o ciclo ideal. e) mas nunca alcana 100%. 56. (Ufu 2010) Em relao Primeira e Segunda Lei da Termodinmica, correto afirmar que: a) Na expanso isotrmica de um gs ideal monoatmico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinmica, a variao da energia nula. Desse modo, o calor absorvido convertido completamente em trabalho. Entretanto, pode-se afirmar que a segunda lei da termodinmica no violada porque o sistema no est isolado. b) Na expanso isotrmica de um gs ideal monoatmico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinmica, a variao da energia nula. Desse modo, o calor absorvido convertido completamente em trabalho e pode-se afirmar que a segunda lei da termodinmica violada, uma vez que esse um sistema isolado. c) Na expanso adiabtica de um gs ideal monoatmico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinmica, a variao da energia nula. Desse modo, o calor absorvido convertido completamente em trabalho e, considerando que esse no um sistema isolado, pode-se afirmar que a segunda lei da termodinmica violada. d) Na expanso isotrmica de um gs ideal monoatmico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a segunda lei da termodinmica, a variao da energia nula. Desse modo, o calor absorvido convertido completamente em trabalho. Entretanto, pode-se afirmar que a primeira lei da termodinmica no violada, porque o sistema no est isolado. 57. (Ufrgs 2010) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem.

A figura a seguir representa simplificadamente o diagrama pV, sendo p dada em atm e V dado em I, para um ciclo de uma mquina trmica que opera com um gs ideal. Considere que, durante o percurso ABCD, o nmero de partculas do gs permanece constante, e que, para esse gs, a razo entre o calor especfico a presso constante (cP) e o calor especfico a volume constante (cv) cp/cv = 5/3.

As etapas AB e CD do ciclo representado na figura so processos............... . Sendo assim,............... troca de ................ entre a mquina trmica e o ambiente. a) isotrmicos-h-trabalho b) isotrmicos- no h-trabalho c) adiabticos-no h-calor d) adiabticos-h-calor e) adiabticos-no h-trabalho 58. (Pucrs 2010) O ciclo Otto um ciclo termodinmico constitudo por dois processos adiabticos e dois processos isovolumtricos, como mostra o grfico que segue.

Num motor que opera segundo este ciclo, um pisto inicialmente na posio correspondente ao mximo volume, estado 1, comprime o ar at que atinja o volume mnimo, estado 2. Ento ocorre a combusto, resultando em um sbito aumento da presso enquanto o volume permanece constante, levando o ar ao estado 3. O processo que segue a ejeo de potncia quando o ar expande adiabaticamente para o estado 4. No processo final, calor transferido para a vizinhana e o ciclo completado.

A partir das informaes obtidas pela anlise do grfico representativo do ciclo Otto e de acordo com as leis da termodinmica, correto afirmar que: a) o calor lquido trocado no ciclo nulo, visto que a temperatura final igual temperatura inicial. b) o sistema realiza um trabalho lquido nulo durante o ciclo, pois o volume final igual ao volume inicial. c) o trabalho realizado no processo de compresso adiabtica maior do que o realizado no processo de expanso adiabtica. d) o sistema absorve calor durante a compresso adiabtica e rejeita calor durante a expanso adiabtica. e) a variao da energia interna no ciclo zero, porque o estado final igual ao estado inicial. 59. (Uece 2010) No diagrama P-V a seguir, quatro processos termodinmicos cclicos executados por um gs, com seus respectivos estados iniciais, esto representados. O processo no qual o trabalho resultante, realizado pelo gs menor o a) I. b) J. c) K. d) L. 60. (Ufla 2010) O ciclo da Carnot constitudo de duas transformaes isotrmicas a temperaturas T1 e T2 e duas transformaes adiabticas. Considere o diagrama P x V a seguir e o sentido do ciclo ABCDA. CORRETO afirmar: a) As variaes da energia interna U nos processos BC e DA so nulas. b) As variaes da energia interna U nos processos AB e CD so nulas. c) a temperatura associada ao processo isotrmico AB menor do que a temperatura associada ao processo isotrmico CD. d) Ao final do ciclo ABCDA, o trabalho realizado igual variao da energia interna U de ciclo. 61. (Pucrj 2010) Uma quantidade de ar sofre uma compresso adiabtica, ou seja pV7/5 = constante, onde p a presso e V o volume do gs. O volume diminui por um fator de 1/32 durante essa compresso. De quanto variou a presso? a) Diminuiu 16 vezes. b) Aumentou 32 vezes. c) Aumentou 64 vezes. d) Aumentou 128 vezes. e) Diminuiu 32 vezes. 62. (Ufrgs 2010) Considere as afirmaes a seguir, sobre gases ideais.

I. A constante R presente na equao de estado de gases pV = nRT tem o mesmo valor para todos os gases ideais.

II. Volumes iguais de gases ideais diferentes, mesma temperatura e presso, contm o mesmo nmero de molculas.

III. A energia cintica mdia das molculas de um gs ideal diretamente proporcional temperatura absoluta do gs.

Quais esto corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 63. (Ufal 2010) Um gs ideal possui, inicialmente, volume V0 e encontra-se sob uma presso p0. O gs passa por uma transformao isotrmica, ao final da qual o seu volume torna-se igual a V0/2. Em seguida, o gs passa por uma transformao isobrica, aps a qual seu volume 2V0. Denotando a temperatura absoluta inicial do gs por T0, a sua temperatura absoluta ao final das duas transformaes igual a: a) T0/4 b) T0/2 c) T0 d) 2T0 e) 4T0 64. (Pucrj 2010) Seja um mol de um gs ideal a uma temperatura de 400 K e presso atmosfrica po. Esse gs passa por uma expanso isobrica at dobrar seu volume. Em seguida, esse gs passa por uma compresso isotrmica at voltar a seu volume original. Qual a presso ao final dos dois processos? a) 0,5 po b) 1,0 po c) 2,0 po d) 5,0 po e) 10,0 po 65. (Ufla 2010) Duas barras metlicas A e B de um mesmo material e a uma mesma temperatura inicial tm comprimento L0A e L0B = 3 L0A. A seguir, variase a temperatura da barra A de TA, o que faz a barra A sofrer uma variao de dilatao LA. Para que a barra B sofra a mesma variao de comprimento da barra A, devese variar a temperatura da barra B, TB de a) 3 TA b) c) TA d) 66. (Ufla 2010) Uma barra metlica de um material experimental, temperatura TA, tem comprimento LA. Quando essa barra aquecida temperatura TB, sendo TB > TA, tem comprimento LB = 1,331 LA. Sabe-se que a cada aumento de temperatura de 20K, a barra aumenta seu comprimento em 10%. Ento, CORRETO afirmar que a diferena de temperatura TB TA a) 55K b) 50K c) 65K d) 60K 67. (Uece 2010) Um ferreiro deseja colocar um anel de ao ao redor de uma roda de madeira de 1,200 m de dimetro. O dimetro interno do anel de ao 1,198 m. Sem o anel ambos esto inicialmente temperatura ambiente de 28 C. A que temperatura necessrio aquecer o anel de ao para que ele encaixe exatamente na roda de madeira?

(OBS.: Use = 1,1 x 10-5 C-1 para o ao). a) 180 oC. b) 190 oC. c) 290 oC. d) 480 oC. 68. (Mackenzie 2010) Uma placa de alumnio (coeficiente de dilatao linear do alumnio = 2.10-5 C-1), com 2,4 m2 de rea temperatura de 20 C, foi aquecido 176 F. O aumento de rea da placa foi de a) 24 cm2 b) 48 cm2 c) 96 cm2 d) 120 cm2 e) 144 cm2 69. (Ita 2010) Um quadro quadrado de lado e massa m, feito de um material de coeficiente de dilatao superficial , e pendurado no pino O por uma corda inextensvel, de massa desprezvel, com as extremidades fixadas no meio das arestas laterais do quadro, conforme a figura. A fora de trao mxima que a corda pode suportar F. A seguir, o quadro e submetido a uma variao de temperatura T, dilatando. Considerando desprezvel a variao no comprimento da corda devida dilatao, podemos afirmar que o comprimento mnimo da corda para que o quadro possa ser pendurado com segurana dado por

a) . b) . c) . d) . e) . 70. (Udesc 2010) A tabela abaixo apresenta uma relao de substncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatao linear e condutividade trmica, ambos medidos temperatura de 20 C.SubstnciaCoeficiente de Dilatao

Linear (10-6 C-1)

Condutividade Trmica

(W / mK))

Gelo512

Chumbo2935

Alumnio24240

Cobre17400

Concreto120,8

Vidro Comum90,7

Assinale a alternativa correta, tomando como base as informaes acima. a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrero dilataes iguais, quando submetidas a uma variao de temperatura de 20 C. b) A condutividade trmica das substncias permanece constante, independentemente da temperatura em que estas se encontram. c) Substncias que possuem maior condutividade trmica tambm apresentam maiores coeficientes de dilatao. d) Dentre as substncias listadas na tabela, o cobre a melhor opo para fazer isolamentos trmicos. e) Duas chapas de dimenses iguais, uma de alumnio e outra de concreto, so submetidas mesma variao de temperatura. Constata-se ento que a variao de dilatao superficial da chapa de alumnio duas vezes maior que a da chapa de concreto. 71. (Mackenzie 2010) Uma chapa metlica de rea 1 m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm2. Com a mesma variao de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm3, dilatar a) 0,72 mm3 b) 0,54 mm3 c) 0,36 mm3 d) 0,27 mm3 e) 0,18 mm3 72. (Unesp 2010) Nos ltimos anos temos sido alertados sobre o aquecimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aquecimento do planeta, haver uma elevao do nvel do mar causada, inclusive, pela expanso trmica, causando inundao em algumas regies costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fechados e considerando que o coeficiente de dilatao volumtrica da gua aproximadamente 2 x 104 C1 e que a profundidade mdia dos oceanos de 4 km, um aquecimento global de 1 C elevaria o nvel do mar, devido expanso trmica, em, aproximadamente, a) 0,3 m. b) 0,5 m. c) 0,8 m. d) 1,1 m. e) 1,7 m. 73. (Pucrs 2010) As variaes de volume de certa quantidade de gua e do volume interno de um recipiente em funo da temperatura foram medidas separadamente e esto representadas no grfico abaixo, respectivamente, pela linha contnua (gua) e pela linha tracejada (recipiente).

Estudantes, analisando os dados apresentados no grfico, e supondo que a gua seja colocada dentro do recipiente, fizeram as seguintes previses:

I. O recipiente estar completamente cheio de gua, sem haver derramamento, apenas quando a temperatura for 4C.

II. A gua transbordar apenas se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4C.

III. A gua transbordar se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4C ou se assumirem simultaneamente valores abaixo de 4C.

A(s) afirmativa(s) correta(s) /so: a) I, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 74. (Pucrs 2010) Para responder a questo, leia as informaes a seguir e analise as afirmativas.

Pensando em tomar chimarro, um gacho usa um ebulidor (ou resistncia eltrica) para aquecer 1,0 kg de gua, de 30 oC at 80 oC. O ebulidor foi conectado a uma tenso de 100 V. O processo de aquecimento acontece em 10 minutos. Considera-se que o calor especfico da gua 4,2 x 103 J/kgoC.

Sobre o processo descrito acima, afirma-se:

I. A energia absorvida pela gua no processo de 2,1 x 105 J.

II. Desprezando quaisquer trocas de energia, a no ser as que ocorrem entre a gua e o ebulidor, a potncia eltrica requerida pelo ebulidor de 2,1 x 104 W.

III. A resistncia eltrica do ebulidor maior do que 2,5 x 101.

A(s) afirmativa(s) correta(s) /so a) II, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 75. (Mackenzie 2010) Paulo comprou um aquecedor eltrico, de especificaes 5 000 W 220 V, provido de um reservatrio de volume 100 litros. Seu rendimento 80 %. Estando completamente cheio com gua e ligado corretamente, o tempo necessrio para se aquecer essa gua de 20 C

Dados: massa especfica da gua = 1 g/cm3; calor especfico da gua = 1 cal/(g.C) e 1 cal = 4,2 J a) 15 minutos b) 28 minutos c) 35 minutos d) 45 minutos e) 90 minutos 76. (Uftm 2010) Aps um carpinteiro enterrar um enorme prego de ferro em uma viga de peroba, verifica-se que a temperatura do mesmo elevou-se em 10 C.

Dados: calor especfico do ferro = 0,1 cal/(g C)

massa do prego = 50 g

1 cal = 4,2 J

Admitindo que 60% da energia transferida pelo martelo tenha acarretado a elevao da temperatura do prego e, considerando que o carpinteiro tenha desferido 50 golpes com seu martelo sobre o prego, a energia mdia, em joules, transferida em cada martelada : a) 10. b) 9. c) 8. d) 7. e) 6. 77. (Unesp 2010) As pontes de hidrognio entre molculas de gua so mais fracas que a ligao covalente entre o tomo de oxignio e os tomos de hidrognio. No entanto, o nmero de ligaes de hidrognio to grande (bilhes de molculas em uma nica gota de gua) que estas exercem grande influncia sobre as propriedades da gua, como, por exemplo, os altos valores do calor especfico, do calor de vaporizao e de solidificao da gua. Os altos valores do calor especfico e do calor de vaporizao da gua so fundamentais no processo de regulao de temperatura do corpo humano. O corpo humano dissipa energia, sob atividade normal por meio do metabolismo, equivalente a uma lmpada de 100 W.

Se em uma pessoa de massa 60 kg todos os mecanismos de regulao de temperatura parassem de funcionar, haveria um aumento de temperatura de seu corpo. Supondo que todo o corpo feito de gua, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a temperatura de seu corpo elevada em 5 C?

Dado: calor especfico da gua 4,2 x 103 J/kgC. a) 1,5 h. b) 2,0 h. c) 3,5 h. d) 4,0 h. e) 5,5 h. 78. (Fgv 2010) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia o aquecimento dos 4 litros de leo de fritura que cabem em sua fritadeira. A partir de 20 C, levam-se 12 minutos para que a temperatura do leo chegue a 200 C, aquecimento obtido por um nico queimador (boca de fogo), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do leo, pode-se determinar que o fluxo de energia trmica proveniente desse pequeno fogo, em kcal/h, , aproximadamente,

Dados: densidade do leo = 0,9 kg/L

calor especfico do leo = 0,5 cal/(g.C) a) 4 000. b) 3 500. c) 3 000. d) 2 500. e) 2 000. 79. (Ufrgs 2010) Um corpo de alumnio e outro de ferro possuem massas mAl e mFe respectivamente. Considere que o calor especfico do alumnio o dobro do calor especfico do ferro.

Se os dois corpos, ao receberem a mesma quantidade de calor Q, sofrem a mesma variao de temperatura T, as massas dos corpos so tais que a) mAl = 4mFe. b) mAl = 2mFe. c) mAl = mFe. d) mAl = mFe/2. e) mAl = mFe/4. 80. (Uft 2010) Para inserir esferas de alumnio de 10 cm de dimetro no canal de um rolamento, as esferas devem passar por uma fenda circular de 9,99 cm de dimetro. Uma forma de fazer isso consiste em resfriar as esferas em lcool, dentro de um calormetro ideal, at que estas atinjam o equilbrio trmico com o lcool e tenham seus dimetros reduzidos o suficiente para passar pela fenda. Qual a alternativa que melhor representa a mxima temperatura inicial de 0,5 kg de lcool para que a esfera passe pela fenda?

Considere o coeficiente de dilatao linear do alumnio: 2,5 x 10-5 (1/K)

Dados:

Temperatura inicial da esfera: 30C

Massa da esfera: 100 g

Calor especfico do lcool etlico: 2428 (1/K)

Calor especfico alumnio: 910 (1/K) a) -8,6 C b) 0,0 C c) -23,0 C d) -7,0 C e) 2,4 C 81. (Fuvest 2010) Energia trmica, obtida a partir da converso de energia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes isolados, contendo sais fundidos em altas temperaturas. Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sdio (NaNO3), aumentando sua temperatura de 300C para 550C, fazendo-se assim uma reserva para perodos sem insolao. Essa energia armazenada poder ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300C.

Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1 L de gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a

Dados:

Poder calrico da gasolina = 3,6107 J/L

Calor especfico do NaNO3 = 1,2103 J/Kg C a) 4,32 kg. b) 120 kg. c) 240 kg. d) 3104 kg. e) 3,6104 kg. 82. (Udesc 2010) Coloca-se 1,50 kg de gelo, temperatura de 0 C, no interior de um forno de micro-ondas de potncia 1,0 kW. Sabe-se que . O tempo de funcionamento a que se deve programar o forno de micro-ondas para que toda a energia fornecida seja absorvida pelo gelo apenas para fundi-lo : a) 5,0 min b) 3,0 min c) 1,5 min d) 8,0 min e) 10 min 83. (Pucsp 2010) Um cubo de gelo de massa 100 g e temperatura inicial -10 C colocado no interior de um micro-ondas.

Aps 5 minutos de funcionamento, restava apenas vapor d' gua. Considerando que toda a energia foi totalmente absorvida pela massa de gelo (desconsidere qualquer tipo de perda) e que o fornecimento de energia foi constante, determine a potncia utilizada, em W.

So dados:

Presso local = 1 atm

Calor especfico do gelo = 0,5 cal.g-1.0C-1Calor especfico da gua lquida = 1,0 cal.g-1.0C-1Calor latente de fuso da gua = 80 cal. g-1Calor de vaporizao da gua = 540 cal.g-11 cal = 4,2 J a) 1008 b) 896 c) 1015 d) 903 e) 1512 84. (Ufmg 2010) Considere estas informaes:

a temperaturas muito baixas, a gua est sempre na fase slida;

aumentando-se a presso, a temperatura de fuso da gua diminui.

Assinale a alternativa em que o diagrama de fases presso versus temperatura para a gua est de acordo com essas informaes. a) b) c) d) 85. (Uff 2010) Uma bola de ferro e uma bola de madeira, ambas com a mesma massa e a mesma temperatura, so retiradas de um forno quente e colocadas sobre blocos de gelo.

Marque a opo que descreve o que acontece a seguir. a) A bola de metal esfria mais rpido e derrete mais gelo. b) A bola de madeira esfria mais rpido e derrete menos gelo. c) A bola de metal esfria mais rpido e derrete menos gelo. d) A bola de metal esfria mais rpido e ambas derretem a mesma quantidade de gelo. e) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar e derretem a mesma quantidade de gelo. 86. (Ufla 2010) Considere a superfcie de um lquido aquecido no qual as molculas escapem dessa superfcie formando sobre ela uma camada de vapor. Parte das molculas desse vapor, devido ao seu movimento desordenado, chocam-se com a superfcie e retornam ao lquido.Com relao aos processos trmicos envolvidos na situao descrita acima, CORRETO afirmar que a) o aumento da presso de vapor sobre a superfcie do lquido acarreta um aumento na evaporao e uma diminuio na condensao. b) os processos de evaporao e condensao de vapor no ocorrem simultaneamente. c) prximo superfcie da substncia lquida, tanto a vaporizao quanto a condensao ocorrem mediante trocas de energia entre a substncia e o meio no qual a substncia se encontra. d) prximo superfcie da substncia lquida, tanto a vaporizao quanto a condensao ocorrem mediante trocas de energia entre a substncia e o meio no qual a substncia se encontra. 87. (Pucrj 2010) Uma quantidade de gua lquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 Co, colocada em uma calormetro junto a 150 g de gelo a 0 Co. Aps atingir o equilbrio, dado que o calor especfico da gua ca = 1,0 cal/(g . Co) e o calor latente de fuso do gelo L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + gua. a) 10 Co b) 15 Co c) 0 Co d) 30 Co e) 60 Co 88. (Ufop 2010) No grfico abaixo, onde mostrada a temperatura T em funo do tempo, so representados os processos de resfriamento de trs materiais diferentes de massas iguais. Os materiais foram colocados em um congelador que pode extrair suas energias a uma certa taxa constante.

Analisando o grfico e sabendo que o resfriamento de cada material comeou no estado lquido e terminou no estado slido, correto afirmar que a) a temperatura do ponto de fuso do material 2 menor do que a temperatura do ponto de fuso do material 3. b) o calor latente de fuso do material 1 maior do que o calor latente de fuso do material 2. c) o calor especfico no estado slido do material 2 maior do que o calor especfico no estado slido do material 1. d) o calor especfico no estado lquido do material 3 maior do que o calor especfico no estado lquido do material 1. 89. (Pucmg 2010) Quando aquecemos gua em nossas casas utilizando um recipiente aberto, sua temperatura nunca ultrapassa os 100 C. Isso ocorre porque: a) ao atingir essa temperatura, a gua perde sua capacidade de absorver calor. b) ao atingir essa temperatura, a gua passa a perder exatamente a mesma quantidade de calor que est recebendo, mantendo assim sua temperatura constante. c) as mudanas de fase ocorrem temperatura constante. d) ao atingir essa temperatura, a gua comea a expelir o oxignio e outros gases nela dissolvidos. 90. (Unemat 2010) Analise as afirmativas.

I. Calor Sensvel o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas variao de temperatura.

II. Calor latente o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas uma mudana de estado fsico.

III. A capacidade trmica de um corpo a relao constante entre a quantidade de calor recebida e a correspondente variao de temperatura, sendo a equao matemtica escrita na forma

Q = mc(Tf-Ti).

IV. O calor latente de uma mudana de estado de uma substncia pura, mede numericamente a quantidade de calor trocada por uma unidade de massa da substncia durante aquela mudana de estado, enquanto sua temperatura permanece constante.

Assinale a alternativa correta. a) Somente I verdadeira. b) Somente II e IV so verdadeiras. c) Somente I, II e IV so verdadeiras. d) Somente II e III so verdadeiras. e) Somente I, II e III so verdadeiras. 91. (Pucrj 2010) Um cubo de gelo dentro de um copo com gua resfria o seu contedo. Se o cubo tem 10 g e o copo com gua tem 200 ml e suas respectivas temperaturas iniciais so 0 Co e 24 Co, quantos cubos de gelo devem ser colocados para baixar a temperatura da gua para 20 Co? (Considere que o calor especfico da gua ca = 1,0 cal/(g Co), o calor latente de fuso do gelo L = 80 cal/g, e a densidade da gua, d = 1 g/ml) a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 92. (Ufrgs 2010) Considere as afirmaes a seguir, referentes aos trs processos de transferncia de calor.

I. A radiao pode ser refletida pelo objeto que a recebe.

II. A conduo ocorre pela propagao de oscilaes dos constituintes de um meio material.

III. A conveno ocorre apenas em fluidos.

Quais esto corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) Apenas I, II e III. 93. (Upe 2010) Dois cilindros feitos de materiais A e B tm os mesmos comprimentos; os respectivos dimetros esto relacionados por dA = 2 dB. Quando se mantm a mesma diferena de temperatura entre suas extremidades, eles conduzem calor mesma taxa. As condutividades trmicas dos materiais esto relacionadas por: a) kA = kB / 4 b) kA = kB / 2 c) kA = kB d) kA = 2 kB e) kA = 4 kB 94. (Pucmg 2010) Ainda nos dias atuais, povos que vivem no deserto usam roupas de l branca como parte de seu vesturio para se protegerem do intenso calor, j que a temperatura ambiente pode chegar a 50 C durante o dia. Para ns, brasileiros, que utilizamos a l principalmente no inverno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivocada, contudo ela pode ser explicada pelo fato de que: a) a l um excelente isolante trmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca absorve toda a luz evitando que ela aquea ainda mais as pessoas. b) a l naturalmente quente e, num ambiente a 50 C, ela contribui para resfriar um pouco os corpos das pessoas. c) a l um excelente isolante trmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca reflete toda a luz, diminuindo assim o aquecimento da prpria l. d) a l naturalmente quente, e o branco uma cor fria. Esses fatos combinados contribuem para o resfriamento dos corpos daquelas pessoas. 95. (Ufg 2010) Um automvel possui uma mistura aquosa em seu sistema de arrefecimento. Essa mistura bombeada fazendo circular o calor do motor at o radiador, onde o calor dissipado para o meio ambiente. Um motorista liga o motor desse automvel e parte para sua viagem. Decorridos 10 minutos, ele observa, no indicador de temperatura do painel, que a mistura chega ao radiador com 90 oC e permanece em torno desse valor durante a viagem. Isso ocorre porque a) o radiador dissipa mais calor do que o motor produz. b) o radiador dissipa mais calor quanto maior a temperatura da mistura aquosa. c) o motor libera menos calor quando aquecido acima dessa temperatura. d) o motor para de produzir calor acima dessa temperatura. e) o radiador dissipa menos calor acima dessa temperatura. 96. (Udesc 2010) Um sistema para aquecer gua, usando energia solar, instalado em uma casa para fornecer 400L de gua quente a 60 C durante um dia. A gua fornecida para casa a 15 C e a potncia mdia por unidade de rea dos raios solares 130 W/m2. A rea da superfcie dos painis solares necessrios : a) 9,50 m2 b) 7,56 m2 c) 2,00 m2 d) 25,0 m2 e) 6,73 m2 TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO: SUPERCONDUTIVIDADE

O termo supercondutividade se refere capacidade que alguns materiais tm de conduzir a corrente eltrica sem que ocorram perdas de energia na forma de calor.

O QUE FAZ UM CONDUTOR SER SUPER?

A histria dos semicondutores j quase centenria e comea em 1911 com o fsico Heike Kamerling Onnes, que observou o fenmeno no mercrio resfriado a 4,2 K. Em 1995, compostos de cobre dopados com tlio exibiram o fenmeno da supercondutividade a temperaturas de 138 K a presses ambientes e at a temperaturas de 164 K em altas presses.

Em um condutor comum, os eltrons da corrente eltrica so continuamente espalhados pelos ons metlicos do fio, perdendo energia, que aquece o fio, fenmeno conhecido como efeito joule. Em um supercondutor, esses eltrons combinam-se e formam os chamados pares de Cooper, unidos por uma interao atrativa, e movem-se sem haver espalhamento.

(Texto adaptado de Scientific American Brasil, ano 8 numero 88, pgs. 48-55.) 97. (Pucmg 2010) Essa energia perdida seria capaz de aquecer at 100C, aproximadamente quantos quilogramas de gua inicialmente a 28 C?

Dado: c = 4200 J/kg.oC a) 3,5 x 103kg b) 1,2 x 103 kg c) 4,5 x 105 Kg d) 1,0 x 106kg TEXTO PARA A PRXIMA QUESTO: A tabela abaixo mostra a quantidade de alguns dispositivos eltricos de uma casa, a potncia consumida por cada um deles e o tempo efetivo de uso dirio no vero.DispositivoQuantidadePotncia (kW)Tempo efetivo de uso dirio (h)

ar-condicionado21,58

geladeira10,3512

lmpada100,106

Considere os seguintes valores:

densidade absoluta da gua: 1,0 g/cm3 calor especfico da gua: 1,0 cal.g-1 0C-1 1 cal = 4,2 J

custo de 1 kWh = R$ 0,50 98. (Uerj 2010) No inverno, diariamente, um aquecedor eltrico utilizado para elevar a temperatura de 120 litros de gua em 30 C.

Durante 30 dias do inverno, o gasto total com este dispositivo, em reais, cerca de: a) 48 b) 63 c) 96 d) 126 Gabarito: Resposta da questo 1: [B]Em uma evoluo cclica, o trabalho numericamente igual rea do ciclo. Se o ciclo horrio, o trabalho positivo. Se anti-horrio, negativo.

Resposta da questo 2: [E]Em um ciclo fechado o trabalho numericamente igual rea da figura. Seu valor negativo devido ao sentido anti-horrio.

Resposta da questo 3: [D]I. Correta. A temperatura absoluta diretamente proporcional a energia cintica mdia das partculas.

II. Incorreta. Presso no energia.

III. Correta. Resposta da questo 4: [C]A Primeira Lei da Termodinmica diz que a variao da energia interna de um gs a diferena entre o calor que ele troca com o meio e o trabalho que realiza . Quando a temperatura se mantm constante, a variao da energia interna nula e o calor trocado igual ao trabalho realizado.

No diagrama P x V, o trabalho numericamente igual rea compreendida entre a curva representativa do grfico e o eixo V. Como , ento

Resposta da questo 5: [C]A presso e o nmero de mols permanecem constantes: trata-se de uma transformao isobrica.

Da equao de Clepeyron:

.

Por essa expresso, vemos que o volume diretamente proporcional temperatura absoluta do gs, portanto, a variao do volume tambm diretamente proporcional variao da temperatura absoluta. Por isso o grfico uma reta que passa pela origem. Resposta da questo 6: [B]A segunda lei da termodinmica envolve a transformao de calor em trabalho.

Dos processos dados, o nico que no envolve realizao de trabalho o movimento de um satlite em rbita, pois se trata de um sistema conservativo, mesmo quando a rbita no circular. Assim, no h transformao de calor em trabalho ou vice-versa, no violando, portanto, a segunda lei da termodinmica, qualquer que seja o sentido de giro do satlite. Resposta da questo 7: [D]I. Incorreta. A energia interna diretamente proporcional temperatura absoluta do gs. Como maior que T1, a energia interna em 2 maior que em 1.

II. Correta. A transformao isomtrica, no havendo realizao de trabalho.

III. Correta. De acordo com a 1 lei da termodinmica: .

Como houve expanso com variao de temperatura (variao da energia interna ), o gs recebeu calor (energia ) do meio e realizou trabalho (W). Resposta da questo 8: [A]A frequncia de operao 40 ciclos/s, ou seja, 40 Hz. Notemos ainda que, no eixo das abscissas o volume est em litro. (1 L = 103 m3).

Calculando o trabalho (Wciclo) em cada ciclo. Como se trata de um ciclo no sentido horrio, o trabalho realizado positivo, sendo numericamente igual rea interna do ciclo.

O trabalho total (W) em 40 ciclos :

Calculando a potncia do sistema:

Resposta da questo 9: [A]Como a evoluo AB isotrmica,.

Como sabemos PV = nRT. Na evoluo BC, o volume aumenta e a presso fica constante.

Portanto, a temperatura aumenta: . Resposta da questo 10: [B]OBS: se a presso do ar no interior da bola de 1 atm a bola est vazia ou murcha. Quando se diz que a bola est sob presso de 1 atm, refere-se presso manomtrica, ou seja, acima da presso atmosfrica. Portanto, no caso, a presso no interior da bola de 2 atm. No entanto, resolvamos com os dados fornecidos.

Dados: D = 20 cm ( R = 10 cm = 1 dm; p = 1 atm; T = 27 C = 300 K; M = 30 g/mol;

R = 0,08 atmL/molK; ( = 3.

Calculando o volume da bola:

V = ( V = 4 dm3 = 4 L.

Da equao de Clapeyron:

p V = R T ( m = ( (m = 5 g. Resposta da questo 11: [B]Pela equao de Clapeyron, temos: . Resposta da questo 12: [C]

. Resposta da questo 13: [C]Dados: T1 = 8 C = 281 K; V1 = 1 L; P2 = 1 atm; V2 = 900 cm3 = 0,9 L; T2 = T1 + 6 = 287 K.

Considerando o ar com gs ideal, pela equao geral dos gases ideais:

(

P1 = 0,88 atm. Resposta da questo 14: [A]I. Se P proporcional a T, o volume constante ( evoluo isomtrica, isovolumtrica ou isocrica.

II. Se P constante ( evoluo isobrica.

III. Se T constante ( evoluo isotrmica. Resposta da questo 15: [B]

Resposta da questo 16: [A]OBS: para se chegar resposta, no necessrio resolver a questo, basta usar o bom senso: a dilatao muito pequena, portanto o ngulo e um pouquinho menor que 90. Dentre as opes, s h 89,98. Mas vamos aos clculos:

Calculando as medidas do retngulo dilatado:

Para a base (b):

Para as alturas:

A figura abaixo mostra todas as medidas calculadas.

No tringulo ABC:

Resposta da questo 17: [B]A energia potencial transforma-se em calor.

. Resposta da questo 18: [D]

Resposta da questo 19: [A]Quando dois corpos entram em contato h um fluxo de calor do mais quente para o mais frio at que as temperaturas se igualem atingindo o equilbrio trmico. Resposta da questo 20: [E]Aplicao direta da frmula do calor sensvel.

Resposta da questo 21: [C]Dados: mgua = mareia = 100 g; cgua = 1 cal/gC = 4 J/gC; careia = 0,2 cal/gC = 0,8 J/gC; ((gua = 8C; ((areia = 30C; Qlmp = 3,6 kJ.

Calculando a quantidade de calor absorvida por cada uma das amostras:

Qgua = mgua cgua ((gua = 100 (4) (8) = 3.200 J = 3,2 kJ.

Qareia = mareia careia ((areia = 100 (0,8) (30) = 2.400 J = 2,4 kJ.

As quantidades de energia perdidas so:

Egua = 3,6 3,2 = 0,4 kJ.

Eareia = 3,6 2,4 = 1,2 kJ. Resposta da questo 22: [C]

. Resposta da questo 23: [A]

( ( Resposta da questo 24: [E]O somatrio dos calores trocados nulo.

Resposta da questo 25: [A]Dados: M = 1,2 kg; m = 14 g = 14 103 kg; v = 6,5 m/s; c = 450 J/kg(C.

De acordo com o enunciado, toda energia cintica (ECin) do martelo absorvida pelo prego na forma de calor (Q).

Para 10 marteladas, temos:

Resposta da questo 26: [A]

. Resposta da questo 27: [C]Dados: L = 2,25 ( 103 J/g; P = 300 W; (t = 10 min = 600 s.

A quantidade de calor liberada pelo fogo :

Q = P (t = m L ( m = (

M = 80 g. Resposta da questo 28: [D]O grfico abaixo esclarece a questo

Resposta da questo 29: [B]Dados: Cxcara = 10 cal/C; mcaf = 120 g; mgelo = 10 g; Lgelo = 10 cal/g; cgua = 1 cal/g(C.

O calor liberado pelo caf e pela xcara deve derreter o gelo e esquentar a gua do gelo at a temperatura de equilbrio. Sendo um sistema termicamente isolado, temos:

Resposta da questo 30: [A]A capacidade do ar em reter vapor dgua diminui com a diminuio da temperatura. A temperatura do ar junto superfcie da garrafa diminui e o vapor dgua se condensa. Por isso no aparelho condicionador de ar h uma mangueira para escoar a gua resultante da condensao do vapor devido ao resfriamento do ar ambiente. Resposta da questo 31: Sem gabarito.A questo no tem soluo, pois falta a temperatura de fuso do ferro.

Vamos resolv-la, buscando esse valor em uma tabela especfica: TF = 2.100 C.

Supondo que toda a energia cintica do meteoro seja absorvida na forma de calor, ela deve ser, no mnimo, suficiente para elev-lo at a temperatura de fuso e vaporiz-lo completamente.

Resposta da questo 32: [B]Dados: V = 2 L; P = 420 W; c = 1 cal/g.C = 4,2 J/g.C; L = 540 cal/g = 2.268 J/g; d = 1 kg/L; (T = (100 20) = 80 C.

A massa de gua usada :

( M = 2 kg = 2.000 g.

Calculando a quantidade de calor necessria para que 20% da massa (0,2 M) de gua seja vaporizada:

Q = Qsensvel + Qlatente ( Q = M c (T + (0,2 M) L ( Q = 2.000 (4,2) (80) + (0,2 ( 2.000) 2.268 = 67.200 + 907.200 ( Q = 1.579.200 J.

A potncia til 20% da potncia total:

Ptil = 0,8 P = 0,8 (420) ( Ptil = 336 W.

Aplicando a definio de potncia:

(t = 1 h, 18 min e 20 s. Resposta da questo 33: [D]A situao idntica a de resistores em srie onde as correntes so iguais. Resposta da questo 34: [B]I. Incorreta. Ondas eletromagnticas quando absorvidas transformam-se em energia trmica.

II. Correta. Correntes convectivas formam-se em fluidos, quando h diferenas de temperaturas causando movimento de massas por diferenas de densidades.

III. Incorreta. A conduo d-se molcula a molcula, no ocorrendo, portanto, no vcuo. Resposta da questo 35: [D]I. Correta. Como o termmetro e o corpo esto a diferentes temperaturas, h transferncia de calor do corpo para o termmetro. Devido condutividade trmica, leva algum tempo para que o equilbrio trmico seja atingido.II. Correta. Sem comentrios, pois a alternativa auto se explica.

III. Correta. Sem comentrios, pois a alternativa auto se explica. Resposta da questo 36: [B]I. Correta. O ar melhor isolante trmico que madeira, portanto a mistura ar-madeira melhor isolante que a madeira.

II. Incorreta. Se temperatura ambiente maior que 4 C, quando inicia o resfriamento, a temperatura da superfcie da gua tambm cai, gerando o processo da conveco: a gua que se resfria se torna mais densa, descendo, enquanto que a gua do fundo, mais densa, passa a subir. Porm esse processo s ocorre at a temperatura atingir 4 C, pois, a partir da, a densidade da gua comea a diminuir (comportamento anmalo da gua), cessando o processo de conveco. Como a gua e bom isolante trmico, a temperatura da gua no fundo do lago deixa de diminuir, estacionando em 4 C.

III. Incorreta. A luz do Sol atravessa o vidro, transformando-se parte em energia trmica (raios infravermelhos) que ao serem emitidos no atravessam o vidro.

IV. Correta. A alternativa autoexplicativa. Resposta da questo 37: [A]Conforme sugere a figura, medida que as bolhas sobem, elas sofrem expanso, pois reduz-se a presso sobre elas. Resposta da questo 38: [D]Dados: m = 5 g; c = 0,8 J/gC; (( = [880 (-20)] = 900 C.

Da equao fundamental da calorimetria:

Q = m c (( = (5) (0,8) (900) ( Q = 3.600 J. Resposta da questo 39: [B]I. Verdadeira: este o ciclo de Carnot;

II. Verdadeira: o ciclo descrito tem sentido horrio. Portanto; o trabalho positivo;

III. Falso:

IV. Falsa. Resposta da questo 40: [E] sem resposta!O gabarito oficial d como resposta a afirmativa (E), porm, nem clculos seriam necessrios para verificar que ela falsa, pois o produto presso volume no estado a maior que no estado c, sendo ento Ta > Tc e, consequentemente, Ua > Uc, portanto Ua Uc > 0. Alm disso, est faltando unidade nas afirmativas C, D e E.

Mas, com muito boa vontade, vamos aos clculos.

Com os dados do enunciado no possvel calcular a quantidade de calor fornecida na transformao cda. Para chegar resposta fornecida pela banca examinadora, temos que adotar uma hiptese da afirmao II da questo anterior do vestibular mencionado, que considera que a presso em c metade da presso em b.

Usaremos, ento, essa hiptese para calcular Wcda.

Nas transformaes bc e da o trabalho nulo, pois elas so isomtricas. As transformaes ab e cd so isobricas com as variaes de volume iguais em mdulo ((Vcd = (Vab).

Como o trabalho numa transformao isobrica dado pelo produto da presso pela variao de volume, temos:

e

Dividindo membro a membro:

Resposta da questo 41: [B]Dados: Q ac = - 63 J; Wac = - 35 J; Wabc = - 48 J.

I. Correta.

As variaes de energia interna pelos caminhos ac abc so iguais pois so os mesmos estados inicial e final.

Usando a 1 lei da termodinmica:

II. Incorreta.

Nas transformaes bc e da o trabalho nulo, pois elas so isomtricas. As transformaes ab e cd so isobricas com as variaes de volume iguais em mdulo ((Vcd.=- (Vab).

Para as presses temos

Como o trabalho numa transformao isobrica dado pelo produto da presso pela variao de volume, vem:

e

Dividindo membro a membro:

III. Incorreta.

As variaes de energia interna pelos caminhos cda e adc so iguais em mdulo, porm de sinais opostos ((Uadc = (Ucda).

Aplicando novamente a 1 lei da termodinmica:

IV. Correta.

Resposta da questo 42: [B]Dados: W = 80.000 cal; Q = 60.000 cal.

Da primeira lei da termodinmica:

(U = Q W ( (U = 60.000 80.000 ( (U = 20.000 cal.

O sinal () indica que a energia interna diminuiu. Resposta da questo 43: gabarito do vestibular B (considerando dois sistemas termodinmicos diferentes) Sem resposta.Dificuldade elevada, pois muito difcil para o vestibulando deparar-se com uma questo sem resposta. Caso houvesse resposta, sendo dadas as quantidades de partculas, ou de mols, de cada sistema gasoso, seria uma questo convencional (regular).

A Termodinmica estabelece que quando dois sistemas gasosos so colocados em contato trmico e isolados termicamente do ambiente que os cerca, eles trocam calor at que atinjam o equilbrio trmico (mesma temperatura).

Mas temperatura uma medida do grau de agitao das partculas, sendo a temperatura absoluta (T) diretamente proporcional a energia cintica mdia das molculas (eC), de acordo com a expresso:

eC = , sendo k a constante de Boltzmann.

A energia (interna) do sistema gasoso (U) o somatrio das energias cinticas de suas molculas, sendo igual ao produto da quantidade de partculas (N) pela energia cintica mdia das molculas. Ou seja:

= N eC.

Como no foi fornecida a quantidade (N) de partculas de cada sistema gasoso, nada se pode concluir a respeito de suas energias internas. Resposta da questo 44: [C]a) Errada. Observe os grficos abaixo

b) Errada. A energia interna diretamente proporcional temperatura que por sua vez diretamente proporcional ao produto PV.

; ;

c) Certa. Calculemos a rea do segundo grfico mostrado na letra a.

d) Errada. Resposta da questo 45: [D]Numa expanso isobrica A(B (VB > VA), temos:

. Sendo VB > VA ( TB > TA.

Como a energia interna diretamente proporcional temperatura absoluta, a energia interna aumenta. Resposta da questo 46: [D] Resposta da questo 47: [C]Processo AB:

Processo isomtrico

Processo BD:

Processo isobrico

Processo ABD:

Processo ACD:

A variao da energia interna entre dois estados no depende da evoluo. Portanto:

Resposta da questo 48: [D]Dados: variao da energia intena: U; trabalho realizado no trecho BC: WBC = WDe acordo com 1 lei da termodinmica:

Q = U + WAB + WBC (

Q = U + PA (VB VA) + W Resposta da questo 49: [C]A variao da energia interna de um gs s depende das energias internas inicial e final, no dependendo da evoluo gasosa.

EMBED Equation.DSMT4

evolues isomtricas

EMBED Equation.DSMT4100 40 = 72 - Wad Wad = 12cal Resposta da questo 50: [A]Obs: se a massa de gs constante, essa questo est furada, pois o grfico est incoerente com o enunciado. Para uma transformao isobrica, de acordo com a lei geral dos gases:

.

O grfico uma reta que passa pela origem, sendo o volume diretamente proporcional temperatura: V = k T.

No entanto, com os valores dados: .

A relao entre volume e temperatura nesse grfico :

, que no apresenta relao de proporcionalidade.

Alm disso, a unidade de temperatura no eixo das abscissas est grafada em letra minscula (k).

A nica maneira de contornar a situao considerar que esteja sendo bombeado gs no recipiente, aumentando a massa gasosa.

Assim:

Sendo n = considerando R = 8 J/molK, vem:

nA = ( nA = 0,048 mol.

NB = ( nB = 0,087 mol.

Porm, o mais provvel que a banca examinadora tenha cometido um deslize ao apresentar o grfico.

Vamos soluo esperada:

Sendo W o trabalho realizado, temos:

W = P (V = 120(3 1) ( W = 240 J.

Sendo o calor recebido Q = 800 J, aplicando a 1 lei da termodinmica:

(U = Q W = 800 240 = 560 J. Resposta da questo 51: [C]Ao abrirmos o botijo, o gs sofreu expanso realizando trabalho contra o meio (W > 0)

Como o calor trocado foi nulo (Q = 0), a primeira lei da termodinmica nos d:

(U = Q W ( (U = W.

Se a variao da energia interna foi negativa ((U < 0) o gs sofre resfriamento, ou seja, a temperatura do gs diminuiu. Resposta da questo 52: [A]Dados: T1 = 27 C = 300 K; Q1 = 40 kJ; W = 10 kJ.

O rendimento (() desse motor :

( = .

Aplicando esse rendimento ao ciclo de Carnot:

( = 1 ( ( ( T1 = ( T1 = K ( T1 = 400 273

T1 = 127 C. Resposta da questo 53: [D]D) expanso isotrmica entre os estados a e b (a b).

Correta, pois a temperatura mantm-se constante. Resposta da questo 54: [B]

No ciclo temos as seguintes transformaes:

JK: expanso isotrmica. Se a entropia aumenta, o sistema recebe calor e realiza trabalho;

KL: resfriamento adiabtico. A temperatura diminui sem variar a entropia, logo no h troca de calor;

LM: compresso isotrmica. A entropia diminui, o sistema perde calor e recebe trabalho;

MJ: aquecimento adiabtico. A temperatura aumenta sem variar a entropia.

Nota-se, ento, que se trata de um ciclo de Carnot, com rendimento:

Calculemos o trabalho realizado no ciclo, lembrando que a variao da entropia :

(S = , onde Q o calor trocado na transformao.

A transformao JK isotrmica, portanto a variao da energia interna nula. Da 1 lei da termodinmica (). Ento:

0 = QJK WJK (

WJK = QJK. (equao 1)

Mas: (SJK = (QJK = (S2 S1)T2 . Substituindo nessa expresso a equao (1), obtemos:

WJK = (S2 S1)T2.

Seguindo esse mesmo raciocnio para a transformao LM, que tambm isotrmica, mas uma compresso, vem:

WLM = (S1 S2)T1 ( WLM = (S2 S1)T1.

Nas transformaes KL e MJ o sistema no troca calor. Novamente, pela 1 lei da termodinmica:

(UKL = WKL e (UMJ = WMJ.

Como (UMJ = (UKL ( WMJ = WKL.

O trabalho no ciclo o somatrio desses trabalhos, ou seja:

Wciclo = WJK + WKL + WLM + WMJ (Wciclo = (S2 S1)T2 + WKL (S2 S1)T1 WKL (Wciclo = (S2 S1)T2 (S2 S1)T1 (Wciclo = (S2 S1) (T2 T1). Resposta da questo 55: [E]

A 2 Lei da Termodinmica afirma que nenhuma mquina trmica, operando em ciclos entre uma fonte quente, temperatura T1, e uma fonte fria, temperatura T2, consegue transformar integralmente calor em trabalho. Portanto o rendimento nunca pode chegar a 100%, sendo no mximo, igual ao da mquina de Carnot.

De fato, analisando o grfico, vemos que o rendimento seria igual a 100% quando a razo fosse nula, ou seja: . A fonte fria teria que estar a 0 K, o que um absurdo. Portanto o rendimento r sempre menor que 100%. Resposta da questo 56: [A]Se a expanso isotrmica a energia interna no varia. Sendo o sistema no termicamente isolado, todo calor recebido pelo gs transformado em trabalho. Resposta da questo 57: [C]

Os processos AB e CD no so isotrmicos, pois, caso o fossem, o produto p ( V seria constante em cada um deles.

Constatando:

pA VA = 2 atm.L e pB VB = 3 atm.L ( pA VA ( pB VB;

pC VC = 9,5 atm.L e pD VD = 6 atm.L ( pC VC ( pD VDAnalisando as opes, considerando que uma delas correta, por excluso, temos que admitir que os processos so adiabticos. Ento, no h troca de calor com o meio ambiente, chegando-se facilmente opo correta. Da a questo ter sido classificada como de baixa dificuldade

Porm, no basta no ser isotrmico para ser adiabtico. Para a confirmao, temos que verificar se vlida a expresso do processo adiabtico , sendo k uma constante, para cada um deles.

Essa verificao torna-se difcil, muito trabalhosa, sem usar uma calculadora (cientfica).

Sendo , temos (usando calculadora):

para o processo AB : e

para o processo CD : e

Esses clculos mostram que os processos AB e CD so, com boa aproximao, adiabticos. Resposta da questo 58: [E]A variao de energia interna entre dois estados, para um sistema gasoso diretamente proporcional a variao de sua temperatura absoluta entre esses dois estados. No caso das transformaes cclicas, a temperatura final sempre igual inicial, portanto a variao de energia interna nula. Resposta da questo 59: [C]O trabalho (W) realizado numa transformao cclica numericamente igual rea interna do ciclo. A rea interna dos ciclos I, J e L corresponde de 4 quadrculos. A rea do ciclo K menor que a de 4 quadrculos.

Podemos tambm efetuar os clculos:

WI = 1 ( 4 = 4 J;

WJ = 2 ( 2 = 4 J;

WK = 3,14 ( 12 = 3,14 J;

WL = 2 ( 2 = 4 J. Resposta da questo 60: [B]Estes processos so isotrmicos, portanto no h variao de temperatura. Resposta da questo 61: [D]Dados: ; V2 =.

( ( ( ( (

( P2 = 128 P1. Resposta da questo 62: [E]

Analisando cada uma das afirmaes.

I. Correta. Por isso ela chamada de constante universal.

II. Correta. Da equao de Clapeyron:

P V = n R T ( . Se os gases apresentam a mesma presso, o mesmo volume e a mesma temperatura, eles contm o mesmo nmero de mols, portanto, o mesmo nmero de molculas.

III. Correta. exatamente o que afirma a equao de Boltzmann: ec = k T. Resposta da questo 63: [E]Dados: Estado inicial ( p = p0; V = V0 e T = T0.

1 Transformao ( Isotrmica: T1 = T0 e V1 = .

2 Transformao ( Isobrica: p2 = p1; V2 = 2 V0.

T2 = 4T0. Resposta da questo 64: [C]O diagrama a seguir ilustra a situao descrita.

Aplicando a equao geral dos gases:

TB = 2 T0.

pC = 2 p0. Resposta da questo 65: [B](LB = (LA ( (

Resposta da questo 66: [D]Determinao do coeficiente de dilatao linear da barra

Determinao da temperatura final

Resposta da questo 67: [A]Dados: D0 = 1,198 m = 1.198 mm; D = 1,200 m = 1.200 mm; T0 = 28 C; (ao = 1,1 ( 105 C.

A dilatao no dimetro da roda deve ser:

(D = D D0 = 1.200 1.198 = 2 mm.

Aplicando a expresso da dilatao linear:

(D = D0 (ao (T T0) ( T T0 = ( T 28 = 151,77 ( T ( 180 C. Resposta da questo 68: [C]Dados: ( = 2 ( 10-5 C1; A0 = 2,4 m2; T0 = 20C; T = 176 F.

Usando a equao de converso de F para C:

Aplicando a expresso da dilatao superficial:

Resposta da questo 69: [E]

Nas figuras acima:

: lado inicial do quadrado;

: lado do quadrado depois do aquecimento;

L: comprimento da corda;

h: distncia .

Na Fig 1, no tringulo ABO, aplicando o teorema de Pitgoras, temos:

. (equao 1)

Na Fig 2, como o quadro est em equilbrio, a resultante das foras nula. Assim:

2 Fy = P ( 2 Fy = m g (

. (equao 2)

O tringulo ABO da Fig 1 semelhante ao tringulo das foras na Fig 3. Ento:

Substituindo nessa expresso as equaes (1) e (2), temos:

Quadrando os dois membros:

Colocando L2 em evidncia, vem:

. (equao 3)

Da expresso da dilatao superficial:

A = A(1 + ( (T).

Mas: A = e A = . Ento, substituindo na expresso acima, vem:

. Voltando equao (3) e isolando L2 temos:

(L = Resposta da questo 70: [E](A = A0 2( (T. Como o alumnio apresenta o dobro do coeficiente de dilatao em relao ao concreto, sua dilatao superficial tambm o dobro. Resposta da questo 71: [B]

Dados: A0 = 1 m2 = 106 mm2; (A = 0,36 mm2 e V0 = 1 dm3 = 106 mm3.

(A = A0 2 ( (T ( 0,36 = 106 2 ( (T ( ( (T = .

(V = V0 3 ( (T ( (V = 106 3 ( (V = 0,54 mm3. Resposta da questo 72: [C]Como a gua dilata-se em todas as direes, no podemos levar em conta apenas a dilatao na vertical, como se fosse dilatao linear. O enunciado manda considerar os oceanos como sistemas fechados, ento a rea ocupada pela gua (rea da base do recipiente) se mantm constante.

Dados: h0 = 4 km = 4 ( 103 m; = 2 ( 104 C-1; = 1 C.Da expresso da dilatao dos lquidos:

Resposta da questo 73: [C]Analisando o grfico, notamos que o volume da gua e o volume do recipiente so iguais apenas a 4C. Portanto, se a gua colocada no recipiente a 4 C, ela no transbordar. Em qualquer outra temperatura, acima ou abaixo desse valor, o volume da gua maior que o volume interno do recipiente e, ento, a gua transbordar. A palavra apenas elimina a afirmativa II. Resposta da questo 74: [C]

Dados: massa de gua ( m = 1 kg; variao de temperatura ( (T = 80 30 = 50 C; Tenso eltrica ( U = 100 V; calor especfico da gua ( c = 4,2(103 J/kg.C e variao de tempo ( (t = 10 min = 600 s

Testemos cada uma das afirmaes.

I. Correta.

Q = mc(T = 1(4,2(103)(50) ( Q = 2,1(105 J.

II. Errada.

P = W.

III. Correta.

P = ( Resposta da questo 75: [C]

Dados: V = 100 L ( m = 100 kg; c = 1 cal/g.C = 4,2 J/g.C = 4200 J/kg.C e (T =20 C.

Quantidade de calor necessria no aquecimento: Q = m c (T = 100(4200)(20) = 84(105 J.

Potncia til: PU = 0,8(5000) = 4000 W = 4(103 J/s.

. Resposta da questo 76: [D]Energia absorvida pelo prego:

Energia despendida pelo carpinteiro:

Energia despendida pelo carpinteiro em cada golpe: . Resposta da questo 77: [C]Dados: P = 100 W; m = 60 kg; c = 4,2 ( 103 J/kg(C; = 5 C.

Da expresso de potncia:

Resposta da questo 78: [E]Dados: d = 0,9 kg/L; c = 0,5 cal/(g.C; V = 4 L; (t = 12 min; ( = 80% = 0,8;

(T = (200 20) = 180 C

Da expresso da densidade:

d = ( m = d V = 0,9 (4) = 3,6 kg = 3.600 g.

Da expresso do calor sensvel:

Q = m c (T ( Q = 3.600 (0,5) (180) = 324.000 cal.

O fluxo de energia til :

U = cal/min = 1.620.000 cal/h = 1.620 kcal/h;

Considerando o rendimento de 80%, temos:

( = ( 0,8 = ( ( = 2.025 kcal/h ( 2.000 kcal/h. Resposta da questo 79: [D]

Dados: QAl = QFe; cAl = 2 cFe; (TAl = (TFe = (T.

QAl = QFe ( mAl cAl (T = mFe cFe (T ( mAl 2 cFe = mFe cFe ( mAl = Resposta da questo 80: [D](Esse o gabarito oficial fornecido pela banca examinadora, porm no h resposta.)

OBS: o examinador confundiu-se na unidade de calor especfico e distraiu-se na resoluo da questo, fazendo 10 3 = 7. Por isso julgamos que na alternativa D, dada como resposta, deveria est 13C. Mas a questo em si boa, por isso vamos resolv-la fazendo os devidos consertos. Dados: T0e = 30 C; me = 100 g = 0,1 kg; (Al = 2,5 ( 10 K1; malc = 0,5 kg cAll = 910 J/kgK = 910 J/kgC; calc = 2.428 J/kgK = 2.428 J/kgC; D0 = 10 cm; D = 9,99 cm.

Como se trata de variao de temperatura, podemos usar o coeficiente de dilatao em K1 ou C1, pois a variao de 1C corresponde variao de 1 K.

Calculando a variao de temperatura que deve sofrer a esfera:

(D = D0 (Al (Te ( (Te = ( (Te = 40C.

Como a esfera est inicialmente temperatura T0e = 10 C, temos:

(Te = T T0e ( 40 = T 10 ( T = 30C.

Ao colocar a esfera e o lcool num calormetro ideal, temos um sistema termicamente isolado, que deve atingir o equilbrio trmico em T = 30C. Ento, calculemos a temperatura inicial do lcool (T0alc)

Qalcool = Qesfera = 0 ( malc calc (T T0alc) + me cAl (Te = 0 ( =

Substituindo os dados:

10 T0alc = ( 10 T0alc ( 3 ( T0alc = 10 3 (T0alc = 13 C. Resposta da questo 81: [B]

Q = m c (T ( m = Resposta da questo 82: [D]

Resposta da questo 83: [C]Dados: m = 100 g; cgelo = 0,5 cal/g.C; Lfuso = 80 cal/g; cgua = 1 cal/g.C; Lvap = 540 cal/g; (t = 5 min = 300 s e 1 cal = 4,2 J. A quantidade de calor total igual ao calor sensvel do gelo de 10C at 0 C, mais o calor latente de fuso do gelo, mais o calor sensvel da gua de 0 C a 100 C e mais o calor de vaporizao da gua.

Equacionando:

Q = Qgelo + Qfuso + Qgua + Qvaporizao ( Q = m cgelo (Tgelo + m Lfuso + m cgua (Tgua + m Lvap (Q = 100 (0,5) [0 (-10)] + 100 (80) + 100 (1) (100 0) + 100 (540) (Q = 500 + 8.000 + 10.000 + 54.000 = 72.500 cal.

Transformando em joules:

Q = 72.500 (4,2) = 304.500 J.

Calculando a potncia:

Q = 1.015 W. Resposta da questo 84: [D]

De imediato eliminamos as opes a) e b), pois a baixas temperaturas a gua est na fase gasosa. A opo c) apresenta aumento de temperatura de fuso com o aumento de presso.

Abaixo mostramos a coerncia da opo d) com o enunciado: pA > pB ( TA < TB Resposta da questo 85: [C]

As quantidades de calor sensvel liberadas por cada uma das bolas so transferidas para os blocos de gelos.

Como o ferro tem maior condutividade trmica que a madeira, ele transfere calor mais rapidamente, sofrendo um resfriamento mais rpido.

A quantidade de calor sensvel de cada esfera igual, em mdulo, a quantidade de calor latente absorvida por cada bloco de gelo.

.

Como as massas das bolas so iguais e as variaes de temperatura tambm, a massa de gelo fundida em cada caso diretamente proporcional ao calor especfico do material que constitui a bola. Assim, analisando a expresso, vemos que funde menor quantidade de gelo a bola de material de menor calor especfico, no caso, a de metal. Resposta da questo 86: [C]A vaporizao e a condensao ocorrem mediante trocas de energia entre a substncia e o meio no qual a substncia se encontra. Resposta da questo 87: [C]Dados: mg = 200 g; mgelo = 150 g; T0 = 30 C; cg = 1 cal/g.C; Lgelo = 80 cal/g.

Nesse tipo de problema, envolve