física - termofísica questões de vestibular 2009
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Questões com resposta de física, Termofísica, de vestibulares de todas regiões do Brasil do ano de 2009 - termometria, calorimetria, transmissão de calor, transformações gasosas, leis da termodinâmicaTRANSCRIPT
físicatermofísica
QUESTÕES DE VESTIBULARES2009.1 (1o semestre)2009.2 (2o semestre)
sumáriotermômetros e escalas termométricas
VESTIBULARES 2009.1 ....................................................................................................................... 2VESTIBULARES 2009.2 ....................................................................................................................... 4
calor sensívelVESTIBULARES 2009.1 ....................................................................................................................... 5VESTIBULARES 2009.2 ....................................................................................................................... 9
calor latenteVESTIBULARES 2009.1 ......................................................................................................................11VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 15
sistema termicamente isoladoVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 16VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 18
transmissão de calorVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 20VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 24
dilatação térmicaVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 25VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 28
transformações gasosasVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 30VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 34
trabalho da força de pressãoVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 36VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 37
leis da termodinâmicaVESTIBULARES 2009.1 ..................................................................................................................... 38VESTIBULARES 2009.2 ..................................................................................................................... 47
(UNISA/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DEm um laboratório há termômetros graduados nas escalas Celsiuse Fahrenheit. Um grupo de alunos deve realizar uma experiênciaque exige o aquecimento de uma substância até a temperaturade 353 K. Os alunos deverão parar o aquecimento quando asescalas Celsius e Fahrenheit indicarem, respectivamente, as tem-peraturas:a) 80 oC e 144 oFb) 626 oC e 1158,8 oFc) �80 oC e �112 oF*d) 80 oC e 176 oFe) �80 oC e �144 oF
(FATEC/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: BDurante a aula de termometria, o professor apresenta aos alu-nos um termômetro de mercúrio, graduado na escala Kelvin que,sob pressão constante, registra as temperaturas de um corpoem função do seu volume V conforme relação TK = mV + 80.Sabendo que m é uma constante e que à temperatura de 100 Ko volume do corpo é 5 cm3, os alunos podem afirmar que, aovolume V = 10 cm3 a temperatura do corpo será, em kelvin, igualaa) 200. d) 80.*b) 120. e) 50.c) 100.
(MACKENZIE/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CA região da cidade de New York, nos Estados Unidos da Américado Norte, é destacada entre os meteorologistas por ficar comtemperaturas muito baixas no inverno (até �40OC) e elevadas noverão (entre 35OC e 40OC).Nessas condições, dois fios metálicos possuem, em um dia derigoroso inverno, os mesmos comprimentos L01 = L02 = 10,000m. Os coeficientes de dilatação linear médios dos materiais des-ses fios são, respectivamente, 1 = 1,0 × 10
�5 OC�1 e 2 = 2,6 ×10�5 OC�1. A variação de temperatura que esses fios devem so-frer juntos, para que a diferença entre seus comprimentos seja8,0 . 10�3 m, éa) 150 OC d) 25 OCb) 100 OC e) 12,5 OC*c) 50 OC
(CEFET/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: ASuponha que num reservatório subterrâneo, a água esteja a umatemperatura de 147 °C. Essa temperatura, expressa com unida-des do Sistema Internacional, é lida como*a) 420 K. d) 147 K.b) 297 °F. e) 126 °F.c) 147 °C.
(CEFET/GO-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm medidor de temperatura importado dos Estados Unidos daAmérica, utilizado para registrar a temperatura da água em al-guns motores próprios para aviões, possui uma escala de tem-peratura em graus Fahrenheit (ver figura). Nesta escala, a tem-peratura do gelo fundente é considerada igual a 32ºF e a tempe-ratura da água em ebulição igual a 212ºF. Se uma outra escalaem graus Celsius fosse adicionada ao instrumento, quais seriamas novas marcações, com precisão inteira, em ordem crescente,correspondentes às marcações numeradas da escala original?a) 50ºC/82ºC/105ºC/127ºC/149ºC*b) 60ºC/82ºC/104ºC/127ºC/149ºCc) 50ºC/82ºC/104ºC/127ºC/149ºCd) 60ºC/80ºC/100ºC/130ºC/150ºCe) 60ºC/83ºC/105ºC/126ºC/148ºC
(CEFET/PI-2009.1) - ALTERNATIVA: ADuas escalas termométricas A e B relacionam-se conforme ográfico a seguir. O valor que os termômetros A e B fornecem amesma leitura é:*a) 40b) 45c) 50d) �40e) �50
(UFLA/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DA relação entre a temperatura indicada por um termômetro gra-duado na escala X e a temperatura indicada por um termômetrograduado na escla Celsius (oC) é mostrada na figura abaixo. Atemperatura indicada pelo termômetro na escala X, quando colo-cado em um ambiente em equilíbrio com vapor d�água em ebuli-ção à pressão de 1 atmosfera, éa) 160 oX.b) 175 oX.c) 216 oX.*d) 190 oX.
(UFT/TO-2009.1) - ALTERNATIVA: DUm estudante mediu a temperatura de um colega que estavacom febre. Para tanto ele usou um termômetro de mercúrio cujaescala estava ilegível. Então, para determinar a temperatura elefez o seguinte procedimento: colocou o termômetro em um reci-piente onde continha água e gelo e, após o equilíbrio, marcou aaltura da coluna de mercúrio a partir do bulbo (5cm). Em seguidacolocou o termômetro em um recipiente com água em ebuliçãoe, após o equilíbrio, marcou a altura da coluna da mesma forma(15cm). Por fim, colocou o termômetro em contato com a pele docolega e, após o equilíbrio, marcou a altura (8,8cm). Qual a tem-peratura do colega? Considere que a água em ambos os casosera destilada e o experimento foi feito ao nível do mar.
a) 40 oCb) 39 oCc) 41 oC*d) 38 oC
tópico 1:termômetros e escalas termométricas
VESTIBULARES 2009.1VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 4
(CESGRANRIO/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: DDuas escalas termométricas E1 e E2 foram criadas.Na escala E1, o ponto de fusão do gelo sob pressão de 1 atm(ponto de gelo) corresponde a � 50, e o ponto de ebulição daágua sob pressão de 1 atm (ponto de vapor) corresponde a + 50.Na escala E2, os pontos de gelo e vapor são, respectivamente, 0e 80. A função que associa a medida (T1) de uma temperaturaqualquer na escala E1 com a sua medida (T2) correspondente naescala E2 é
T2 = A.T1 + BDessa forma, A + B valea) � 50,00b) � 49,20c) � 48,75*d) + 40,80e) + 50,80
(UFOP/MG-2009.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOUtilizando algum princípio da termodinâmica, explique por quealgumas pessoas escaldam, ou seja, esquentam as xícaras decafé e de chá antes de usá-las.
RESPOSTAUFOP/MG-2009.1: Para que o equilíbrio térmico entreo líquido a ser ingerido e a xícara se dê em uma temperaturamais elevada.
(UFABC/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DNa imprensa americana, certamente a informação de que a tem-peratura na cidade de São Paulo aumentou em 2 ºC teria a se-guinte citação, em graus Fahrenheit:a) 0,9.b) 1,8.c) 2,4.*d) 3,6.e) 4,5.
(VUNESP/FAMECA-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm bloco metálico, sólido, encontra-se a uma temperatura ambi-ente de 22 oC, quando é levado para o interior de um forno a 250oC. Após entrar em equilíbrio térmico com o forno, o bloco terásofrido uma variação de temperatura que, expressa na escalaKelvin, valea) 238.*b) 228.c) 138.d) 128.e) 73
(FURG/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: EColocam-se, em um mesmo recipiente com água, três termôme-tros com escalas diferentes: um com escala em graus Celsius,um com escala em graus Farenheit e outro com escala em Kelvin.Aquece-se a água até que a variação da leitura fornecida pelotermômetro com escala em graus Celsius seja de 35 ºC. Quaisas variações de leitura obtida pelos outros termômetros?a) 63 K e 35 ºFb) 35 K e 35 ºFc) 61 K e 63 ºFd) 308 K e 63 ºF*e) 35 K e 63 ºF
(VUNESP/UNICISAL-2009.1) - ALTERNATIVA: DEm um certo dia, a temperatura ambiente em Porto Alegre, RS,era de 10 ºC. No mesmo instante, em Maceió, AL, os termôme-tros registravam 30 ºC. Essa variação de temperatura, se regis-trada em termômetros graduados na escala Fahrenheit, seria dea) 18 ºF.b) 24 ºF.c) 32 ºF.*d) 36 ºF.e) 42 ºF.
(UESPI-2009.1) - ALTERNATIVA: CAquecer um determinado corpo de 45 K a 180 K (temperaturasmedidas na escala Kelvin) equivale, na escala Celsius, a provo-car nesse corpo uma variação de temperatura igual aa) 273 oC.b) 228 oC.*c) 135 oC.d) 93 oC.e) 75 oC.
(UFPR-2009.2) - ALTERNATIVA: DDurante certo experimento em águas profundas naAntártida, umamedição de temperatura foi realizada utilizando-se dois termô-metros com escalas termométricas diferentes (°C e °F). Paraespanto geral, os dois termômetros indicaram o mesmo valornumérico. O valor encontrado corresponde a:a) �20°C ou �20°F. *d) �40°C ou �40°F.b) �30°C ou �30°F. e) �35°C ou �35°F.c) �10°C ou �10°F.
(VUNESP/UNICID-2009.2) - ALTERNATIVA: COs termostatos são dispositivos usados para controlar a tempe-ratura de aparelhos, para que eles não superaqueçam. Umtermostato foi acionado, quando uma turbina a vapor atingiu 950K, o que, em graus Celsius, corresponde aa) 190. d) 1 223.b) 222. e) 1 900.*c) 677.
(UNIMONTES/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AA indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excedeem 2 unidades o dobro da correspondente na escala Celsius.Essa temperatura vale*a) 170 oC.b) 300 oC.c) 150 oC.d) 100 oC.
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: BO conceito de temperatura foi aprimorado nos últimos séculos.Nos dias atuais está relacionado à(ao)a) ponto tríplice da água.*b) grau de agitação térmica.c) equilíbrio térmico do meio.d) mudança de estado físico.e) sensação de quente e frio.
(VUNESP/UFTM-2009.2) - ALTERNATIVA: DAlém de painéis solares industrializados (para aquecedor solarde água), é muito simples construir um painel utilizando para issomateriais de baixo custo. A dificuldade, na realidade, consisteem armazenar a água aquecida por maior tempo possível. Emuma proposta alternativa, um pesquisador introduziu sensorestérmicos, daqueles utilizados em carros para saber a temperatu-ra do motor, e associou a cada sensor um ohmímetro sem, noentanto, preocupar-se com a unidade Física por ele lida. Assim,observou que:
Temperatura ºC Leitura da Escala do Ohmímetro20 34 graduações46 73 graduações
De acordo com a tabela, uma temperatura ideal para um banhoquente equivalente a 35 ºC corresponderá, no medidor improvi-sado, a um número de graduações aproximadamente igual aa) 45. *d) 57.b) 49. e) 61.c) 53.
(MACKENZIE/SP-2009.2) - ALTERNATIVA: AUm turista, ao descer no aeroporto de Londres, observa que ovalor da temperatura indicada por um termômetro graduado naescala Fahrenheit supera em 40 o valor da indicação de outrotermômetro graduado na escala Celsius. A temperatura em Lon-dres era de*a) 10 ºC d) 24 ºCb) 14 ºC e) 28 ºCc) 20 ºC
VESTIBULARES 2009.2
(PUC/SP-2009.2) - ALTERNATIVA: AO K2, segunda maior montanha do mundo, pico de 8611 m, loca-lizada na fronteira entre o Paquistão e a China, é consideradapor muitos alpinistas a montanha mais difícil e a mais perigosado mundo.Considere que, no pico, a temperatura pode variar de �30°C du-rante o dia para �40°C durante a noite. Essa variação de tempe-ratura na escala Fahrenheit é igual a:*a) �18b) 14c) 18d) �94e) �14
(VUNESP/FTT-2009.2) - ALATERNATIVA: CA alteração da temperatura corpórea para valores fora dos níveisconsiderados normais é um indicativo de que possíveis proble-mas podem estar afetando o organismo e deve ser vista comoum alerta e, portanto, acompanhada com atenção. Para sereshumanos adultos, consideram-se normais temperaturas entre 35,5°C e 37 °C. Esse intervalo de temperatura, se fosse indicado naescala Fahrenheit, corresponderia aa) 1,5.b) 1,8.*c) 2,7.d) 5,4.e) 3,6.
(UERJ-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em média,8,0 litros de ar a 20 ºC, expelindo-os a 37 ºC. Admita que o calorespecífico e a densidade do ar sejam, respectivamente, iguais a0,24 cal . g �1. ºC�1 e 1,2 g . L�1. Nessas condições, a energiamínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no aque-cimento do ar, durante 24 horas, é aproximadamente igual a:a) 15,4b) 35,6*c) 56,4d) 75,5
(PUC/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: EQuanta energia deve ser dada a uma panela de ferro de 300 gpara que sua temperatura seja elevada em 100 OC?Considere o calor específico da panela como c = 450 J/(kg.OC).a) 300 Jb) 450 Jc) 750 Jd) 1750 J*e) 13500 J
(VUNESP/UNISA-2009.1) - ALTERNATIVA: BA figura ilustra o aparato utilizado por James P. Joule (1818-1889)na determinacao do equivalente mecanico do calor (1 cal 4 J).
Os corpos suspensos têm massa 1 kg cada e podem realizaruma queda vertical de 1 metro, em um local em que g = 10 m/s2.Admita que toda a energia potencial correspondente ao movi-mento de queda dos dois corpos seja utilizada para aquecer 10gramas de água.Sendo o calor específico da água 1 cal/(g.ºC), a variação de tem-peratura (em ºC) da água foi dea) 0,25.*b) 0,50.c) 0,75.d) 1,00.e) 5,00.
(PASUSP-2009.1) - ALTERNATIVA: 32 D, 33 E, 34 CTexto para as questões de 32 a 34Com a finalidade de estudar o comportamento térmico de subs-tâncias, foram aquecidas diferentes quantidades de água e óleo.Elas foram colocadas sob a ação de uma chama, com fluxo decalor constante, e nas mesmas condições ambientais. A tabelaabaixo contém os dados obtidos no experimento.
32 Tendo como base os dados apresentados na tabela, assinalea alternativa INCORRETA:a) Nas mesmas condições de aquecimento e para a mesmamas-sa, a temperatura do óleo aumenta mais rapidamente do que ada água.b) Para uma dada massa de água, a temperatura varia proporci-onalmente ao tempo de aquecimento.c) Para uma dada massa de água, a temperatura varia de modoproporcional ao calor recebido da chama.*d) Para a mesma quantidade de calor recebido, quanto maior amassa da substância aquecida, maior é a variação de tempera-tura por ela sofrida.e) O tipo de substância e a massa são fatores que influem navariação da temperatura durante o aquecimento.
33 Dentre os 5 gráficos abaixo, assinale aquele que melhor re-presenta o aquecimento de massas iguais de água e óleo, para oexperimento realizado:
a)
b)
c)
d)
*e)
34 Se o aquecimento fosse prolongado até 6 min, mantidas asmesmas tendências de variação, as temperaturas aproximadaspara 200g de água e 200g de óleo seriam, respectivamente,a) 54°C e 126°Cb) 72°C e 126°C*c) 72°C e 144°Cd) 54°C e 144°Ce) 72°C e 162°C
tópico 2:calor sensível
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(UNICENTRO/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: CDuas fontes de calor idênticas fornecem calor a dois blocos, A eB, de massas iguais. Observa-se que a temperatura do bloco Aaumenta mais rapidamente que a temperatura do bloco B.Considerando que os blocos absorvem a mesma quantidade decalor por unidade de tempo, é CORRETO afirmar quea) o calor específico do bloco A é maior que o do bloco B.b) o bloco A absorve mais calor que o bloco B num mesmo inter-valo de tempo.*c) o calor específico do bloco A é menor que o do bloco B.d) os dois blocos têm capacidades térmicas iguais.e) a capacidade térmica do bloco A é maior que a do bloco B.
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: CUma certa massa de chumbo de 300g aumentou sua temperatu-ra de 20ºC para 40ºC quando recebeu calor. Considerando o ca-lor específico do chumbo 0,03 cal/(gºC), a quantidade de calorrecebida, em cal, é igual a:a) 90.b) 120.*c) 180.d) 200.e) 220.
(UFPB-2009.1) - ALTERNATIVA: BEm uma experiência envolvendo gases, quatro mols de um gásdiatômico são aquecidos à pressão constante, a partir de umatemperatura T , fazendo com que o seu volume quadruplique.Sabendo-se que o calor molar à pressão constante do gás é(7R)/2, é correto afirmar que a energia transmitida para esse gás,em forma de calor, é:a) 14RT*b) 42RTc) 56RTd) 64RTe) 70RT
(UNIOESTE/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm experimento simples para estimar a potência de um forno demicroondas é medir a elevação da temperatura de uma certaquantidade de água colocada em seu interior, de forma a permitiro cálculo do calor absorvido durante um certo intervalo de tempo.Suponha que 500 g de água, a temperatura inicial de 20ºC, fo-ram colocadas no forno e este mantido em funcionamento du-rante um minuto.Verifica-se que a água atingiu a temperatura de 40ºC. Pode-seafirmar que neste processo a taxa com que a água absorveuenergia foi de(Dados: calor específico da água: c = 1 cal.g�1.ºC�1 e 1cal =4,2J)a) 167 Wb) 540 W*c) 700 Wd) 1000 We) 1200 W
(PUC/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: BConsidere:
Densidade da água = 1g/cm3
Calor específico da água = 1,0 cal/g°CCalor específico do alumínio = 0,2 cal/g°CCapacidade total do botijão de gás = 13kg ou 31 litrosCalor de combustão do gás natural = 12000 kcal/kg
Ana, em sua casa de praia, deseja ferver 2 litros de água numachaleira de alumínio de 500g, ambos na temperatura ambientede 25°C. No entanto, seu botijão de gás natural possui apenas1% da sua capacidade total.Considerando a perda de calor para o meio ambiente de 35%, aquantidade de gás disponível éa) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 10 gra-mas.*b) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 20 gra-mas.c) suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 30 gra-mas.d) insuficiente, já que ela precisa de 200 gramas.e) insuficiente, já que ela precisa de 300 gramas.
COMENTÁRIO: A quantidade de gás necessaria é 20,19 g.
(UEM/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16)O gráfico abaixo ilustra a variação da quantidade de calor emfunção da variação da temperatura para duas substâncias dife-rentes. Analise o gráfico e assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) Se A e B tiverem massas idênticas, a capacidade térmica deA é maior que a capacidade térmica de B.02) A capacidade térmica das substâncias depende da massadas mesmas.04) A capacidade térmica de B é 3,0 cal/ºC.08) Se os calores específicos das substâncias forem os mes-mos, a massa de B é maior que a de A.16) Para aquecer a substância A de 10,0 ºC para 20,0 ºC em 10minutos, a fonte de calor fornece potência a uma taxa constantede 10,0 cal/min.
(UEPB-2009.1) - ALTERNATIVA: DPor ter acabado o gás de cozinha, uma dona de casa utilizou umaquecedor de 200W de potência para aquecer a água do café.Dispondo de 1 litro (1000 g) de água que se encontrava a 22°C,e supondo que apenas 80% dessa potência foi usada no aqueci-mento da água, qual a temperatura atingida pela água após uminstante de 30 mim? (Adote 1cal = 4,0 J e calor especifico daágua c = 1 cal/g°C)a) 60°Cb) 313°Cc) 30°C*d) 94°Ce) 72°C
(CESGRANRIO-2009.1) - ALTERNATIVA: CA tabela abaixo apresenta informações sobre dois blocos com-postos do mesmo material. Pode-se concluir que Q é igual a
a) 820,8b) 1003,2*c) 2280,0d) 2520,3e) 2736,0
(UNESP-2009.1) - ALTERNATIVA: ADesde 1960, o Sistema Internacional de Unidades (SI) adota umaúnica unidade para quantidade de calor, trabalho e energia, erecomenda o abandono da antiga unidade ainda em uso. Assina-le a alternativa que indica na coluna I a unidade adotada pelo SIe na coluna II a unidade a ser abandonada.
I II*a) joule (J) caloria (cal)b) caloria (cal) joule (J)c) watt (W) quilocaloria (kcal)d) quilocaloria (kcal) watt (W)e) pascal (Pa) quilocaloria (kcal)
(UNESP-2009.1) - ALTERNATIVA: ESegundo a Biblioteca Virtual Leite Lopes,
O calor de combustão de um combustível é a quantidade de ca-lor que 1 grama da substância produz, ao ser completamentequeimada.
(www.prossiga.br/leitelopes/)
O calor de combustão do carvão vegetal pode ter valores muitovariáveis, mas um valor médio bem aceito é 3,0·107 J/kg.Nesse caso, sabendo-se que o calor específico da água é 4,2·103
J/(kg·ºC), e supondo que não haja perdas, a massa de carvãoque, completamente queimada, fornece a quantidade de calornecessária para elevar a temperatura de 1,0 kg de água de 28 ºCà fervura (100 ºC), em gramas, é aproximadamente dea) 600. d) 50.b) 300. *e) 10.c) 150.
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CDois objetos A e B com mesma massa e mesma temperaturainicial recebem quantidades iguais de calor.Como conseqüência, percebe-se que o objeto A sofre uma me-nor variação da temperatura em relação ao objeto B. Conside-rando este fato, é CORRETO afirmar que o objeto A possui:a) densidade maior que o objeto B.b) densidade menor que o objeto B.*c) calor específico maior que o objeto B.d) calor específico menor que o objeto B.
(CEFET/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: AO morador da cidade de São Paulo, relativamente àquele quemora no litoral, pode economizar gás de cozinha toda manhã, aoferver a água para o café. De fato, em São Paulo, a água ferve acerca de 98 ºC, diferente do litoral, onde ela ferve a 100 ºC. Se aágua que sai da torneira, em ambos os lugares, estiver inicial-mente a 20 ºC, a energia economizada pelo paulistano para que800 mL de água atinjam a temperatura de ebulição é, em cal,relativamente ao santista,Dados: densidade da água = 1 g/mLcalor específico da água = 1 cal/(g.ºC)*a) 1 600. d) 3 400.b) 1 800. e) 7 850.c) 2 400..
(CEFET/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CA geração de energia elétrica em usinas nucleares pode se justi-ficar, de alguma forma, pelo fato de não gerar gases estufa e denão contribuir com o aquecimento global. Por outro lado, geraoutras preocupações ambientais, como que destino dar aosrejeitos radiativos e ao calor dissipado por essa forma de gera-ção de energia.Considere uma usina nuclear que, apresentando rendimento de30%, gere uma potência útil de 1,2.109 W, e que a energia nãoutilizada seja dissipada em forma de calor apenas para umamassade água que circula com uma vazão de 70 m3/s.Sabendo que o calor específico e a densidade da água valem,respectivamente, 4.103 J/(kg.°C) e 103 kg/m3, ao passar pela usinaessa massa de água sofrerá uma elevação em sua temperatura,em °C, dea) 1.b) 6.*c) 10.d) 20.e) 30.
(FURG/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm resistor é utilizado para aquecer um litro de água, sendofornecida uma corrente contínua de 1 ampère. Sabendo que otempo necessário para elevar a temperatura da água de 25oCpara 80oC é de 7 minutos nesse aparelho, e considerando quetoda potência dissipada por R é utilizada para aquecer a água, oresistor possui resistência de: (Dados: cág = 4,2 J/(g.
oC) e dág =1,0 g/mL)a) 420 ohms d) 55 ohms*b) 550 ohms e) 720 ohmsc) 70 ohms
(CEFET/RJ-2009.1) - RESPOSTA: a) 12,5 cm b) 66,7 sEm um forno de microondas as moléculas de água contidas nosalimentos interagem com a radiação emitida pelo forno que asfazem oscilar com uma freqüência de 2,40 GHz (1 GHz = 109
Hz). Ao oscilar, as moléculas colidem inelasticamente entre sitransformando energia eletromagnética em calor. Considere umforno de microondas de 1200 W que transforma 50% da energiaeletromagnética em calor.a) Determine o comprimento de onda da radiação de microon-das. Dado: velocidade da luz c = 3×108 m/s.b) Calcule o tempo necessário para aquecer meio litro de águade 20 oC para 40 oC. O calor específico da água é 4000 J/(kgoC).
(CEFET/CE-2009.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃOConsidere as duas situações seguintes.I. Dois blocos, A e B, feitos de uma mesma substância, têm amesma temperatura, e a massa do bloco A é maior que a massado bloco B.II. Dois blocos, C e D, feitos de uma mesma substância, possu-em a mesma massa, e a temperatura do bloco C é maior que atemperatura do bloco D.Em alguma das situações acima, é correto afirmar-se que umdos blocos possui maior quantidade de calor que o outro? Justi-fique a resposta.
RESPOSTA OFICIAL - CEFET/CE-2009.1:Em nenhuma das situações acima é correto afirmar que um doscorpos possui maior quantidade de calor que o outro. A razão éque corpo nenhum da natureza possui calor. Os corpos possuemenergia interna. Calor, assim como trabalho, é somente uma for-ma de transferir energia entre dois corpos. Como diria WolfgangPauli, toda frase que compare os calores possuídos por dois cor-pos �nem mesmo errada é�.
(CEFET/PI-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma pessoa bebe 300 g de água a 20oC.Sabendo-se que o calor específico da água é igual 1 cal / (g .oC)e que a temperatura de seu corpo é praticamente constante evale 36,5oC, a quantidade de calor absorvida pela água é igual a:a) 18,75 kcal*b) 4,95 kcalc) 8,2 kcald) 15 kcale) 6 kcal
(CEFET/PI-2009.1) - ALTERNATIVA: CA British Thermal Unit (BTU) é uma unidade de energia bastanteutilizada em manuais técnicos para exprimir as característicasde equipamentos e máquinas térmicas, como o aparelho de arcondicionado, fornos industriais etc., é equivalente aproximada-mente a 252,4 calorias. Sabendo-se que 1 cal = 4,18 J, 1 BTUequivale, aproximadamente a:a) 100 Jb) 60,4 J*c) 1 055 Jd) 150 Je) 200 J
(UFRGS/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: EAssinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas doenunciado abaixo, na ordem em que aparecem.Em um forno de microondas, são colocados 250 mL de água àtemperatura de 20 oC. Após 2 minutos, a água atinge a tempera-tura de 100 oC. A energia necessária para essa elevação de tem-peratura da água é ............ .Considerando-se que a potência de energia elétrica consumidapelo forno é de 1400 W, a eficiência atingida no processo deaquecimento da água é de ........ .(Dados: o calor específico da água é 4,2 kJ/(kg.oC), e a densida-de da água é 1,0 kg/L.)a) 3,36 kJ � 10%b) 3,36 kJ � 12%c) 8,4 kJ � 5%d) 84,0 kJ � 3%*e) 84,0 kJ � 50%
(UFLA/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CO diagrama abaixo mostra a variação da capacidade térmica C(cal/oC) de uma substância que varia em função da temperatura(oC). O calor trocado com essa substância no intervalo de 0 oC
a 100 oC é:a) 1000 cal.b) 2000 cal*c) 3000 cal.d) 6000 cal
(ACAFE/SC-2009.1) - ALTERNATIVA: C (RESOLUÇÃO NO FI-NAL DA QUESTÃO)O volume de água de uma piscina olímpica é de aproximada-mente 1800 m3 de água. A piscina é dividida em oito raias com2,5 metros de largura cada, e sua temperatura permanece em 25oC. Dados: cág = 1 cal/(g.
oC); dág = 1 g/cm3 e 1 cal = 4 J.
Admitindo que a massa de água encontra-se inicialmente a 15oC; no seu aquecimento a água passe de 15 oC a 25 oC, o queocorre em 24 h, assinale a alternativa correta:a) A energia transferida do aquecedor à água é de 7,2. 106 J.b) A potência média do aquecedor é 100 W.*c) A potência elétrica do aquecedor é capaz de energizar 100lâmpadas, sendo cada uma delas de 100 W.d) A massa de água da piscina, a 25 oC, localizada em um giná-sio fechado, tende a provocar oscilações na temperatura do am-biente interno.
RESOLUÇÃO ACAFE/SC-2009.1:a) FALSA. Q = 7,2×1010 J.b) FALSA. P = 8,3×105 Wc) CORRETA. Plâmp = 104 W < P.d) FALSA. Massas de água em um recinto, devido o alto valor docalor específico da água, tende a manter a temperatura do ambi-ente constante.
(UCS/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: EUm grão de milho de massa igual a 2 gramas, calor específico de0,6 cal/g °C e temperatura inicial de 20 °C é colocado dentro deuma panela com óleo fervente. Suponha que, no instante em queatingiu 100 °C, o grão de milho tenha estourado e virado umapipoca. Que quantidade de calor ele recebeu dentro da panelapara isso acontecer?a) 126 caloriasb) 82 caloriasc) 72 caloriasd) 120 calorias*e) 96 calorias
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04)Sobre calorimetria, assinale o que for correto.01) Corpos de massas iguais submetidos a uma mesma quanti-dade de calor apresentam a mesma variação de temperatura.02) A temperatura de mudança do estado físico de uma substân-cia cristalina depende da própria substância e da pressão a queela está submetida.04) A variação de temperatura que um corpo sofre ao receberuma quantidade de calor depende de sua capacidade térmica.08) O calor específico de uma determinada substância é sempreconstante e independe de seu estado físico.
(UFG/GO-2009.1) - ALTERNATIVA: DCom o objetivo de economizar energia, um morador instalou notelhado de sua residência um coletor solar com capacidade de1,2×108 cal/dia. Toda essa energia foi utilizada para aquecer2,0×103 L de água armazenada em um reservatório termicamen-te isolado. De acordo com estes dados, a variação da temperatu-ra da água (em graus Celsius) ao final de um dia é de:a) 1,2.b) 6,0c) 12,0.*d) 60,0.e) 120,0.
(VUNESP/UFTM-2009.1) - RESPOSTA: a) 600 J b) 2,8 minUma lâmpada incandescente que dissipa 50 W de potência foitotalmente imersa acesa num calorímetro transparente e de ca-pacidade térmica desprezível, que continha 600 cm3 de água.Decorridos 3 minutos, verificou-se que a temperatura da águaaumentou em 3,5 °C.Considere as seguintes informações:� calor específico da água = 1 cal/(g°C);� densidade da água = 1 g/cm3;� equivalente mecânico do calor : 1 cal = 4 J.a) Determine a energia dissipada pela lâmpada, em joule, que foitransmitida pelo calorímetro ao exterior, nesses 3 minutos.b) Se toda a energia dissipada por essa lâmpada fosse integral-mente absorvida por essa mesma quantidade de água, quantotempo, em minutos, seria necessário para que ela sofresse amesma variação de temperatura de 3,5 °C?
Dados:Calor específica da água ca = 1,0 cal/(goC)Dendidade da água da = 1,0 g/cm3
(UNIFOR/CE-2009.2) - ALTERNATIVA: DUm aquecedor elétrico que fornece 840 W é utilizado para aque-cer 600 g de água, inicialmente à temperatura de 30 °C.Supondo que todo o calor fornecido aqueça a água, a temperatu-ra por ela atingida após 1,0 minuto é, em °C,a) 35b) 40c) 45*d) 50e) 55
Dado:cágua = 1,0 cal/(g.°C) = 4,2 J/(g.°C)
(UFG/GO-2009.2) - ALTERNATIVA: DOs produtores de chá verde, em geral, recomendam a infusãoem água a 90 oC. Para isso, uma xícara de chá contendo 200 mlde água a uma temperatura de 22 oC foi aquecida em um fornode micro-ondas por 40 s. Nesse caso a potência absorvida pelaágua em cal/s éa) 110.b) 170.c) 290.*d) 340.e) 450.
Dado:Calor específico da água: 1 cal/(g.oC)
(UFOP/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AUm cano de cobre e um cano de alumínio, de mesma massa,recebem a mesma quantidade de calor. O aumento de tempera-tura no cano de cobre é maior do que o observado no cano dealumínio. Isso acontece porque o alumínio tem:*a) calor específico maior que o cobre.b) calor específico menor que o cobre.c) condutividade térmica maior que o cobre.d) condutividade térmica menor que o cobre.
(PUC/PR-2009.2) - ALTERNATIVA: AJames Prescott Joule (1818-1889), cientista britânico, realizouexperimentos que determinaram a equivalência entre energiamecânica e energia térmica. Joule iniciou estudos sobre o calorgerado por correntes elétricas quando tinha 18 anos e, aos 22,deduziu a relação entre o calor gerado por uma corrente elétricae a resistência elétrica (o que hoje conhecemos como �efeitoJoule�). Nessa mesma época, ele determinou a relação entre aquantidade de trabalho mecânico e o calor produzido na águapela rotação de pequenas pás. É um dos maiores responsáveispela construção do �princípio de conservação da energia�.
Fonte: F. Cabral e A. Lago, Física, v.2, Ed. Harbra, 2004.Na figura abaixo, é mostrado um esboço do aparelho usado porJoule para determinar o �equivalente mecânico do calor� (1 cal4J ):
Admita que o aparelho de Joule mostrado contenha 200 gramasde água ( c = 1,0 cal/(g°C)) em seu interior e que possui isola-mento térmico perfeito. As massas suspensas (m = 2,0 kg ) caem10 m , e toda a energia mecânica é convertida em calor na água.Usando esses dados, calcule o aumento na temperatura da águae marque a alternativa que apresenta o valor CORRETO (consi-dere g = 10 m/s2).*a) 0,50 °C b) 0,20 °C c) 1,0 °Cd) 1,5 °C e) 2,0 °C
(UEG/GO-2009.2) - ALTERNATIVA: AA cada ciclo respiratório que executamos, um certo volume de arentra (a 20 ºC) e sai (a 37 ºC) de nossas vias respiratórias duran-te uma inspiração e uma expiração, respectivamente. Em umasituação de repouso, em um adulto saudável, aproximadamente500 ml de ar entram e saem a cada ciclo, e a frequência respira-tória (número de ciclos respiratórios a cada minuto) vale, aproxi-madamente, 12 ciclos/minuto. Nessas condições, a energia mí-nima, gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, du-rante uma semana, seria suficiente para manter uma lâmpadade 100 W acesa por, aproximadamente:*a) 3,5 horasb) 5,6 horasc) 6,4 horasd) 7,5 horas
Dados:� calor específico do ar = 0,24 cal/(g°C)� densidade do ar = 1,2 g/L� conversão de caloria para Joule: 1 cal = 4,2 Joule
(UERJ-2009.2) - ALTERNATIVA: DA tabela abaixo mostra apenas alguns valores, omitindo outros,para três grandezas associadas a cinco diferentes objetos sóli-dos:� massa;� calor específico;� energia recebida ao sofrer um aumento de temperatura de 10oC.
A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior mas-sa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quantidadede calor é:a) I, III e IVb) I, II e IVc) II, IV e V*d) II, V e IV
(ACAFE/SC-2009.2) - ALTERNATIVA: CEm regiões em que estão presentes grandes massas de água,como lagos e lagoas, existe a tendência de menor amplitude tér-mica diária, diferentemente do que ocorre em regiões desérticas.Este fenômeno pode ser melhor explicado com base no (a):a) transparência da água.b) densidade da água.*c) calor específico da água.d) resistividade da água.
(VUNESP/UFTM-2009.2) - ALTERNATIVA: CApós percorrer o circuito de um painel solar, a água aquecidadirige-se para o interior de um reservatório térmico, onde perma-nece até o momento em que será utilizada. Nas primeiras horasda manhã, os 230 litros de um reservatório encontravam-se àtemperatura de 18 ºC. Ao fim de uma tarde não muito quente, aágua contida no reservatório atingiu sua temperatura máxima de35 ºC. Admitindo-se que 40% da energia solar incidente duranteesse processo de aquecimento seja perdida, a energia total comque o Sol banhou o painel de aquecimento é, aproximadamente,em MJ,Dados: calor específico da água, c = 1 cal/(g.ºC)densidade da água, d = 1.103 kg/m3
1 cal = 4,2 Ja) 16.b) 19.*c) 27.d) 51.e) 66.
VESTIBULARES 2009.2
(UFU/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CUm resistor de resistência R = 121 , ligado a um gerador idealde força eletromotriz = 110 V, aquece 200 g de um líquido con-tido em um recipiente, como mostrado na figura a seguir.O líquido possui calor específico igual a 0,5 cal/(goC). Conside-rando 1 cal = 4 J e que todo o calor produzido pelo resistor sejautilizado pelo líquido para aumentar sua temperatura, assinale aalternativa que apresenta o intervalo de tempo necessário paraelevar a temperatura do líquido em 50 oC.a) 5,0 sb) 0,2 s*c) 200,0 sd) 25,0 s
(UTFPR-2009.2) - ALTERNATIVA: EUma pessoa deseja perder 5,0 kg de gordura fazendo ginástica.Estime o tempo que ela precisa se dedicar à atividade física,supondo que aja um gasto de 10 kcal/min e que este consumoenergético seja exclusivamente para esta quantidade de gordu-ra. Considere que as gorduras liberem 10 kcal/g nas reaçõesinternas do corpo humano.a) 30 minutos. b) 1 hora. c) 2,5 horas.d) 3h30min. *e) 5000 minutos.
(FATEC/SP-2009.2) - ALTERNATIVA: DNa segunda metade do século XVIII, Joseph Black apresentou,com seus estudos, a distinção entre os conceitos de calor e tem-peratura. Verificou que quando se mistura água quente com águafria não é a temperatura que passa da água quente para a fria, ésim o calor. Sobre esses conceitos é correto afirmar quea) calor é uma forma de energia que se atribui somente aos cor-pos quentes.b) temperatura é energia térmica trocada entre corpos em equilí-brio térmico.c) dois corpos com massas iguais apresentam quantidades decalor iguais.*d) dois corpos em equilíbrio térmico apresentam a mesma tem-peratura.e) calor é uma forma de energia que não se apresenta em corposfrios.
(UFU/MG-2009.2) - RESPOSTA: a) 78 m b) 80 mUm grupo de estudantes de uma escola queria estimar a alturado prédio mais alto da cidade em que mora. Para isso, eles dis-punham de 100 pequenas esferas de chumbo de massa 50 gcada, de um calorímetro, um termômetro, uma régua e uma má-quina fotográfica. Realizaram, então, dois procedimentos:Procedimento 1: alguns estudantes colocaram todas as boli-nhas de chumbo dentro de um saco plástico bem resistente elargaram o saco plástico, do repouso, do último andar do prédio.Ao tocar o solo, o saco plástico contendo as esferas de chumbofoi rapidamente colocado em um calorímetro, evitando-se assimperdas de calor para o meio externo.Um termômetro, acoplado ao calorímetro, indicou um aumentoda temperatura média das esferas de chumbo em 6oC e, utilizan-do todos os dados, os estudantes estimaram a altura do prédio.Procedimento 2: outro grupo de estudantes posicionou-se naesquina e fotografou o abandono do saco plástico contendo asbolinhas de chumbo, disparando a máquina fotográfica a cadasegundo após o abandono do saco plástico.Utilizando a primeira foto que tiraram (t = 1s), mediram, com arégua, a posição do saco plástico em relação ao topo do prédio ea altura do prédio. A partir desses dados, os estudantes determi-naram a altura do prédio.Sabendo que o calor específico do chumbo é 130 J/(kg oC) e quea aceleração da gravidade local é 10 m/s2, responda:a) Qual a altura do prédio obtida pelos estudantes ao realizaremo procedimento 1, desprezando-se as trocas de calor entre asesferas de chumbo e as paredes internas do calorímetro?b) Qual a altura do prédio obtida pelos estudantes ao realizaremo procedimento 2 e obterem 1,5 cm para a posição do saco plás-tico em relação ao topo do prédio e 24 cm para a altura do prédiona primeira foto tirada?
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 29 (01+04+08+16)São fornecidas as mesmas quantidades de calor para três mas-sas m1, m2 e m3. A temperatura da massa m1 aumenta de umaquantidade T ºC, a temperatura da massa m2 aumenta de umaquantidade (T + 1) ºC e a temperatura da massa m3 aumenta deuma quantidade (T � 1) ºC. Com base nessas informações, assi-nale o que for correto.01) Se m1 = m2, o calor específico da massa m1 é maior que ocalor específico da massa m2.02) Se m2 = m3, o calor específico da massa m2 é maior que ocalor específico da massa m3.04) Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m1 em2 for igual a 2, então o aumento da temperatura de m2 é de 2ºC.08) Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m1 em3 for igual a 1/2, então o aumento da temperatura de m1 é de 2ºC.16) Se a razão entre as capacidades térmicas das massas m2 em3 for igual a 1/2, então o aumento da temperatura de m3 é de 2ºC.
(IF/SP-2009.2) - ALTERNATIVA: BCom frequência são utilizados ebulidores para aquecimento delíquidos, principalmente água. Eles consistem simplesmente deum resistor em um invólucro, que é alimentado por energia elétri-ca, havendo transformação desta em calor, o popular efeito Joule.Suponha que um destes ebulidores, de resistência elétrica 120e alimentado por uma tensão elétrica de 120 V seja utilizado por10 min para aquecer 1000 ml de água, cuja temperatura inicial éde 20ºC. Utilizando cágua = 4,2 kJ / kg.K, qual será a temperaturaaproximada da água?a) 28ºC.*b) 37ºC.c) 48ºC.d) 42ºC.e) 53ºC.
(UFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: DA água pode ser encontrada na natureza nos estados sólido, lí-quido ou gasoso. Conforme as condições, a água pode passarde um estado para outro através de processos que recebem no-mes específicos. Um desses casos é quando ela muda do esta-do gasoso para o líquido. Assinale a alternativa que apresenta onome correto dessa transformação.a) Sublimação. *d) Condensação.b) Vaporização. e) Fusão.c) Solidificação.
(UFERJ/UNIRIO-2009.1) - ALTERNATIVA: BA partir do 5O quadrinho, Calvin começa a se tornar líquido porum porcesso de
a) condensação.*b) fusão.c) sublimação.d) evaporação.e) solidificação.
(CEFET/MG-2009.1) - ALTERNATIVA:DO seguinte procedimento experimental foi apresentado a trêsestudantes:�Aqueceu-se água num recipiente, mas sem deixá-la ferver. Re-tirou-se um pouco dessa água com o auxílio de uma seringa co-mum de injeção, conforme FIG. 1. A seguir, retirou-se a seringae, com um dedo, vedou-se o orifício de seu bico, conforme FIG.2. Puxou-se o êmbolo e observou-se que a água no interior daseringa entrou em ebulição.�
Cada estudante forneceu sua explicação para o fenômeno ob-servado.Estudante (1): O trabalho realizado transformou-se em calor efez a água ferver, porque o êmbolo foi movimentado rapidamentepara fora da seringa.Estudante (2): A pressão sobre a água diminuiu, reduzindo suatemperatura de ebulição, quando o êmbolo foi puxado para forada seringa.Estudante (3): Na água, há sempre oxigênio dissolvido que, noprocesso de ebulição, foi transformado em vapor.Analisando essas explicações, pode-se afirmar que está(ão)INCORRETA(S) apenas a(s) do(s) estudante(s)a) 1.b) 2.c) 3.*d) 1 e 3.e) 2 e 3.
(UNEMAT/MT-2009.1) - ALTERNATIVA: DNuma mina subterrânea a 480m de profundidade, os trabalhado-res colocaram uma determinada porção de água para ferver emum recipiente aberto. Nessa condição, espera-se que a água en-tre em ebulição quando atingir:a) a temperatura de 300Kb) a temperatura de 100ºCc) uma temperatura inferior a 100ºC*d) uma temperatura superior a 212ºFe) a temperatura de 273K
(UNESP-2009.1) - RESPOSTA: P = 5,6×102 W e V 3,5×10�1 LEm um acampamento, um grupo de estudantes coloca 0,50 L deágua, à temperatura ambiente de 20 ºC, para ferver, em um lugaronde a pressão atmosférica é normal.Depois de 5,0 min, observam que a água começa a ferver, masdistraem-se, e só tiram a panela do fogão depois de mais 10 min,durante os quais a água continuou fervendo. Qual a potênciacalorífica do fogão e o volume de água contido na panela ao finaldesses 15 min de aquecimento?Despreze o calor perdido para o ambiente e o calor absorvidopelo material de que é feita a panela; suponha que o fogão forne-ça calor com potência constante durante todo tempo.Adote para a densidade da água: água = 1,0·kg/L.São dados:calor específico da água: cágua = 4,2·10
3 J/(kg·ºC);calor latente de vaporização da água: Lágua = 2,3·10
6 J/kg.Dê a resposta com dois algarismos significativos.
deposito do Calvin.blogspot.com
FIG. 1 FIG. 2
tópico 3:calor latente
VESTIBULARES 2009.1VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 15
(IMT/MAUÁ-2009.1) - RESPOSTA: a) est. sólido fusão est.líquido b) cS = 2,00 kJ/(kg.K), cL = 4,00 kJ/(kgK) e L= 300 kJ/kgO gráfico mostra a variação da temperatura de 0,200 kg de umasubstância que se encontra inicialmente na fase sólida, em fun-ção do calor recebido.
a) Descreva detalhadamente o que ocorre com essa substânciadurante o processo.b) Determine os calores específicos e o calor latente da substân-cia.
(UFMG-2009.1) - ALTERNATIVA: CNum Laboratório de Física, faz-se uma experiência com doisobjetos de materiais diferentes R e S, mas de mesma massa,ambos, inicialmente, no estado sólido e à temperatura ambien-te.Em seguida, os dois objetos são aquecidos e, então, mede-se atemperatura de cada um deles em função da quantidade de ca-lor que lhes é fornecida.Os resultados obtidos nessa medição estão representados nes-te gráfico:
Sejam LR e LS o calor latente de fusão dos materiais R e S, res-pectivamente, e cR e cS o calor específico dos materiais, no esta-do sólido, também respectivamente.Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar quea) cR < cS e LR < LS .b) cR < cS e LR > LS .*c) cR > cS e LR < LS .d) cR > cS e LR > LS .
(PUC/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: DO diagrama relaciona o comportamento das temperaturas celsiusT e as quantidades de calor Q recebidas por três substânciasdiferentes, de massas iguais, A, B e C, todas sujeitas à mesmapressão atmosférica.
Com base na figura, podemos afirmar quea) a substância B possui uma temperatura de fusão mais eleva-da do que a substância A.b) a substância B é necessariamente água pura.c) a substância B possui uma temperatura de solidificação maiselevada do que a substância A.*d) o calor de vaporização da substância B é maior do que o dasubstância C.e) a fase final da substância A é sólida.
(UNIFESP-2009.1) - ALTERNATIVA: DA sonda Phoenix, lançada pela NASA, detectou em 2008 umacamada de gelo no fundo de uma cratera na superfície de Marte.Nesse planeta, o gelo desaparece nas estações quentes e rea-parece nas estações frias, mas a água nunca foi observada nafase líquida. Com auxílio do diagrama de fase da água, analiseas três afirmações seguintes.
I. O desaparecimento e o reaparecimento do gelo, sem a presen-ça da fase líquida, sugerem a ocorrência de sublimação.II. Se o gelo sofre sublimação, a pressão atmosférica local deveser muito pequena, inferior à pressão do ponto triplo da água.III. O gelo não sofre fusão porque a temperatura no interior dacratera não ultrapassa a temperatura do ponto triplo da água.De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afir-mar que está correto o contido ema) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas.*d) I e II, apenas. e) I, apenas.
(UNIFESP-2009.1) - RESPOSTA: a) | L | = 3,0×105 J/kgb) c = 2,0×103 J/(kgoC)0,50 kg de uma substância a temperatura T0 = 40 ºC, na faselíquida, é colocado no interior de um refrigerador, até que a suatemperatura atinja T1 = �10 ºC. A quantidade de calor transferidaem função da temperatura é apresentada no gráfico da figura.
A parte do gráfico correspondente ao intervalo de -10 ºC a 2,0 ºCfoi ampliada e inserida na figura, à direita do gráfico completo.Calcule:a) o calor latente específico de solidificação.b) o calor específico na fase sólida.
(UNIOESTE/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: DAnalise as alternativas seguintes e assinale a correta.a) A temperatura de ebulição de um líquido é diretamente propor-cional à quantidade de calor fornecida para o líquido.b) O ponto de fusão e o ponto de ebulição da água aumentamcom o aumento de pressão.c) Qualquer substância libera energia ao sofrer o processo defusão.*d) A evaporação é um processo que pode ocorrer em qualquertemperatura.e) Quando o vapor se encontra a uma temperatura maior que asua temperatura crítica a condensação ocorre instantaneamen-te.
(UNIFEI/MG-2009.1) - RESPOSTA: 320 minMuito comum em algumas regiões do país, o ebulidor é um dis-positivo composto por um resistor que, quando ligado a uma to-mada, funciona como um aquecedor, principalmente de água.Supondo que o ebulidor demore 4,0 minutos para aquecer de2,0° C uma massa de 250g de água, determine por quantos mi-nutos este dispositivo deve ficar ligado para que ele consiga mu-dar para a fase líquida, sem promover qualquer variação de tem-peratura, 0,500 kg de gelo que se encontra inicialmente na fasesólida e a 0,0° C.Dados: Calor latente de fusão do gelo: L = 80,0 cal/g;Calor específico da água: c = 1,00 cal/(g.°C).
(EAFI/MG-2009.1) - ALTERNATIVA OFICAL: ABasicamente, os três estados físicos da matéria são: sólido, lí-quido e gasoso. Acerca desses estados e da mudança de fasedas substâncias, podemos afirmar:*a) para uma substância passar do estado sólido para líquido, énecessário fornecer calor a ela; esse processo se chama fusão.b) ao vaporizar uma substância, ou seja, passá-la de líquido parao estado gasoso, as ligações entre as partículas estarão, no es-tado gasoso, mais fortes.c) toda substância que estiver passando do seu estado líquidopara o sólido, em qualquer faixa de temperatura, estará reduzin-do o seu volume.d) sublimação de uma substância é a passagem do estado gaso-so para o líquido.e) uma substância no estado líquido possui forma e volume defi-nido.(OBS.: Pode-se mudar o estado físico de uma substância vari-ando a pressão, sem fornecer calor)
(UFV/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) 2000 cal b) 40 min c) gráficoDentro de um recipiente fechado e isolado termicamente do meioexterno, encontram-se um aquecedor elétrico e um sistema cons-tituído inicialmente de 10 g de gelo e 90 g de água coexistindo a0 oC. O aquecedor, conectado a um circuito elétrico externo, estáinicialmente desligado. Imediatamente após o aquecedor ser li-gado, o referido sistema passa a absorver calor, a uma taxa cons-tante de 50 cal/min.Sabendo-se que o calor latente do gelo é 80 cal/g e o calor espe-cífico da água líquida é 1,0 cal/g oC, e desprezando-se a capaci-dade térmica do recipiente, faça o que se pede:a) Determine a quantidade de calor que deverá ser absorvida doaquecedor para que o sistema atinja a temperatura de 12 oC.b) Determine o tempo necessário para que o sistema atinja essatemperatura de 12 oC.c) Esboce abaixo o gráfico correspondente à variação da tempe-ratura da água líquida.
(VUNESP/FMJ-2009.1) - ALTERNATIVA: ANuma aula prática de calorimetria, um professor faz a seguintedemonstração a seus alunos: apóia três esferas metálicas A, B eC de mesma massa, mas de substâncias diferentes, aquecidasa 100 ºC, sobre um bloco de gelo fundente. Verifica que paraatingir o equilíbrio térmico com o gelo, a esfera C é a que derretea maior quantidade de gelo, afundando mais, enquanto que aesfera A é a que derrete a menor quantidade de gelo.
(www4.prossiga.br/Lopes/prodcien/fisicanaescola)A partir desse resultado, pode-se concluir que*a) a esfera C apresenta o maior calor específico das três.b) a esfera A apresenta calor específico maior que o da esfera B.c) as três esferas apresentam o mesmo calor específico.d) as esferas apresentam calor específico igual ao do gelo.e) as esferas apresentam calor específico maior que o do gelo.
(VUNESP/FTT-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm aluno obteve o seguinte gráfico ao medir as temperaturas daágua destilada durante seu aquecimento.
A fase representada pelo número 3 indica que a água encontra-sea) mudando de estado.*b) no estado líquido.c) em ebulição.d) em estado de fusão.
(UFPel/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: BA panela de pressão é um recipiente que tem a finalidade decozinhar os alimentos em menos tempo. A quantidade de vaporcontido dentro dela faz com quea) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a suatemperatura de ebulição diminua.*b) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a suatemperatura de ebulição aumente.c) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua tem-peratura de ebulição aumente.d) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a suatemperatura de ebulição se mantenha constante e igual a 100°C.e) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua tem-peratura de ebulição permaneça constante e igual a 100 °C.
(UFRN-2009.1) - RESPOSTA: a) 6,3×104J b) 3,3×105Jc) 3,144×1019JSegundo pesquisadores, o aquecimento global deve-se a fato-res tais como o processo de decomposição natural de florestas,o aumento da atividade solar, as erupções vulcânicas, além dasatividades humanas, os quais contribuem para as alterações cli-máticas, com conseqüente derretimento das calotas polares eaumento do nível médio dos oceanos.Tentando simular o processo de derretimento das calotas pola-res em escala de laboratório, um estudante utilizou um calorímetrocontendo um bloco de 1,0 kg de gelo a �30 ºC, ao qual foi adici-onada certa quantidade de calor.Dados:� Quantidade de calor sensível recebido ou cedido por uma subs-tância: Q = mc T� Quantidade de calor latente recebido ou cedido por uma subs-tância durante uma mudança de estado físico: Q = mL� Calor específico do gelo: cg = 2,1×10
3 J/(kg.ºC)� Calor latente de fusão do gelo: Lfg = 3,3×10
5 J/kgA partir dessas informações,a) determine a quantidade de calor que deve ser adicionada aocalorímetro para elevar a temperatura do gelo de �30 ºC para 0ºC;b) determine a quantidade de calor que deve ser adicionada aocalorímetro para transformar o gelo a 0 ºC em líquido a 0 ºC;c) considerando que, no norte da Groenlândia, a temperaturamédia do gelo é cerca de �30 ºC e que a massa média de geloderretida (entre 2003 e 2007) foi de 8,0×1013 kg/ano, determine aquantidade de calor necessária para realizar, anualmente, o pro-cesso de transformação dessa quantidade de gelo em água.
(UDESC-2009.1) - ALTERNATIVA: AO gráfico abaixo representa a variação da temperatura de 200,0g de água, em função do tempo, ao ser aquecida por uma fonteque libera energia a uma potência constante. Considere: cágua =1,0 cal/(g.OC) e Lfusão gelo = 80 cal/g.
A temperatura da água no instante 135 s e o tempo que essafonte levaria para derreter a mesma quantidade de gelo a 0OCsão respectivamente:*a) 64 OC, 200 s.b) 64 OC, 100 s.c) 74 OC, 80 s.d) 74 OC, 200 s.e) 74 OC, 250 s.
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: EUma amostra de uma substância é aquecida com um aquecedorque gera calor com potência constante. A amostra da substân-cia, inicialmente sólida, funde-se e depois é vaporizada. A varia-ção da temperatura das fases sólida (s), líquida ( ) e gasosa (g)da amostra em função do tempo é colocada na forma do gráficode temperatura T versus tempo t da figura ao lado. Examinandoo gráfico, podemos afirmar a respeito dos calores específicos dasubstância nas fases sólida (cs), líquida (c ) e gasosa (cg):a) cs > cg > cb) cs < cg = cc) cs = c = cgd) cs < c < cg*e) c > cs > cg
(UECE-2009.1) - ALTERNATIVA: BObservando o diagrama de fase P × T mostrado a seguir.Pode-se concluir, corretamente, que uma substância que pas-sou pelo processo de sublimação segue a trajetóriaa) X ou Y.*b) Y ou U.c) U ou V.d) V ou X.
sólido líquido
vapor
P
T
(UFJF/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) Q = 1,2×103 J (1157,12 J)b) h = 0,90 cm (0,87 cm)Um cubo de chumbo, de aresta a = 2,0 cm, inicialmente à tempe-ratura T = 100°C, é colocado sobre uma barra muito grande degelo, a 0°C. Admitindo que o calor transferido do cubo de chum-bo seja todo absorvido pelo gelo e que a temperatura de equilí-brio térmico seja 0°C, calcule:Dados: chumbo= 11,3 × 10
3 kg/m3; cchumbo= 128 J/kg°C; Lgelo=333,5 kJ/kg; água= 1,000 × 10
3 kg/m3
a) a quantidade de calor cedida pelo cubo de chumbo ao gelo.b) a profundidade h que o cubo afunda no gelo.
(PUC/DF-2009.2) - RESPOSTA: 1,0 kWO ser humano é um animal homeotérmico, possuindo a capaci-dade de manter a temperatura corporal em torno de 36,5oC. Aperda de calor para o ambiente ocorre por meio de três mecanis-mos básicos: condução, irradiação e transpiração. O mecanis-mo de transpiração é ativado quando a temperatura da pele atin-ge 37oC. Principal via de perda de calor, a transpiração aprovei-ta-se do alto valor do calor de vaporização da água de 2.400 kJ/kg a 37oC para transferir grandes quantidades de calor para oambiente. Quando não se está realizando atividade física, a per-da de água por meio da transpiração corresponde a algumascentenas de gramas por dia. Em casos extremos, a perda podeser de até 1,5L de água por hora. Nessa situação, determine ataxa média de perda de calor por meio da transpiração em kW(quilowatts) para uma pessoa com massa de 85 kg. Dado que amassa específica da água = 1000 kg/m3.
(VUNESP/UNICID-2009.2) - ALTERNATIVA: CUm processo térmico disponibiliza para o interior de umcalorímetro 20 kcal de energia. No calorímetro, encontra-se umbloco de gelo de massa 400 g, inicialmente à temperatura de �10ºC.Dados: Lfusão do gelo = 80 cal/ºC
cgelo = 0,5 cal/(g.ºC)cágua = 1 cal/(g.ºC)dágua = 1 g/mL
Quando atingir o equilíbrio térmico, supondo-se a capacidadetérmica do calorímetro desprezível, pode-se esperar que em seuinterior se encontrea) gelo, à temperatura abaixo de 0 ºC.b) apenas gelo, à temperatura de 0 ºC.*c) gelo e água, à temperatura de 0 ºC.d) apenas água, à temperatura de 0 ºC.e) água, à temperatura acima de 0 ºC.
(UNIMONTES/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CMesmo em um dia quente e com a água aquecida (30 ºC, porexemplo), sentimos um pouco de frio ao sairmos de uma piscina.A sensação de frio também ocorre quando molhamos o corpo nochuveiro frio, antes de entrarmos na piscina. Entre as alternati-vas abaixo, assinale a única afirmativa que poderia explicar COR-RETAMENTE os fatos citados a respeito da nossa sensação tér-mica quando em contato com a água.a) A água sempre está a uma temperatura mais baixa que a domeio ambiente.b) O calor específico da água é muito pequeno.*c) A água evapora-se da pele, removendo o calor do corpo.d) A capacidade térmica da água é muito pequena.
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: BA grandeza física, que classifica os materiais quanto à sua varia-ção de temperatura em função do calor absorvido ou cedido, éa(o)a) calor latente. d) absorção térmica.*b) calor específico. e) transmissão térmica.c) emissão térmica.
(UFOP/MG-2009.2) - RESPOSTA: a) 7,0 kcal b) 27,4 kcalc) gráficoTem-se 200 g de determinada substância que se quer aqueceraté 100 °C. Considerando-se que a substância encontra-se inici-almente a uma temperatura de �1°C e possui as característicastranscritas abaixo, resolva as questões propostas.
Ponto de fusão = 5 °CPonto de ebulição = 80 °CCalor específico da fase sólida = 2 cal/(g°C)Calor específico da fase líquida = 0,8 cal/(g°C)Calor específico da fase gasosa = 1,5 cal/(g°C)Calor latente de fusão = 10 cal/gCalor latente de vaporização = 25 cal/g
a) Determine a quantidade total de calor latente (de fusão e devaporização) fornecida à substância durante todo o processo deaquecimento até 100 °C.b) Encontre a quantidade de calor total que se deve fornecer àsubstância para atingir a temperatura desejada.c) Esboce a curva de aquecimento da substância.
(UFOP/MG-2009.2) - RESPOSTA: a) (sólido + líquido) e (líquido)b) 2,5 kcal c) 5,0 kcalO gráfico mostrado a seguir representa a variação de temperatu-ra em função do tempo de um sistema constituído inicialmentepor um pedaço de gelo de 500 g a �10 ºC.
Baseando-se nesse gráfico, faça o que se pede.a) Descreva o estado físico do sistema entre os instantes 5 s e40 s e entre os instantes 40 s e 45 s.b) Se o calor específico do gelo é de 0,5 cal/(g°C), calcule aquantidade de calor absorvida pelo gelo entre os instantes 0 s e5 s.c) Se o calor específico da água é de 1,0 cal/(g°C), calcule aquantidade de calor absorvida pela água entre os instantes 40 se 45 s.
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Analise as seguintes afirmativas:I. Em uma panela de pressão, a água pode atingir uma tempera-tura superior a 100 ºC, sem entrar em ebulição.II. Uma garrafa cheia de cerveja pode estourar quando colocadaem um congelador, pois a água da cerveja aumenta de volumeao se solidificar.III. Em uma panela comum, a água pode entrar em ebulição auma temperatura menor que 100 ºC, desde que o experimentoseja feito em um local onde a pressão atmosférica seja menorque 1 atm.IV. O aumento na pressão provoca uma diminuição na tempera-tura de fusão das substâncias.Dessas afirmativas, estão corretas01) I e II.02) II e III.04) III e IV.08) I e III.16) II e IV.
VESTIBULARES 2009.2
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: BUm resistor de 10 é submetido a uma diferença de potencialelétrico de 100 V. Se ele for imerso em um recipiente isoladotermicamente, contendo 100 gramas de água a uma temperatu-ra inicial de 20 oC, então, o tempo aproximado para que a águaevapore completamente será igual aa) 2 min 16 s.*b) 4 min 8 s.c) 8 min 4 s.d) 16 min 2 s.e) 32 min 0 s.
Dados:1,0 cal = 4,0 Jcalor específico da água = 1,0 cal/(g.°C)calor latente de vaporização = 5,4 x 102 cal/g
(VUNESP/UNINOVE-2009.1) - ALTERNATIVA: CNa cavidade de um grande bloco de gelo fundente a 0 ºC é depo-sitado um pedaço de 200 g de certo metal a 80 ºC.Observa-se a formação de 25 g de água ao ser atingido o equilí-brio térmico. O calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Ocalor específico do metal vale, em cal/(g.ºC),a) 0,025.b) 0,05.*c) 0,125.d) 0,25.e) 0,50.
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: EEm um recipiente isolado termicamente são misturados 500 g deágua fervente (100OC) com 500 g de gelo (0OC). A temperaturade equilíbrio térmico, em OC, é:Dados: cágua = 1 cal/(g
OC) e Lfusão = 80 cal/g.a) 35b) 50c) 60d) 20*e) 10
(FGV/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: AComo não ia tomar banho naquele momento, um senhor decidiuadiantar o processo de enchimento de seu ofurô (espécie debanheira oriental), deixando-o parcialmente cheio. Abriu o regis-tro de água fria que verte 8 litros de água por minuto e deixou-oderramar água à temperatura de 20 ºC, durante 10 minutos. Nomomento em que for tomar seu banho, esse senhor abrirá a ou-tra torneira que fornece água quente a 70 ºC e que é semelhanteà primeira, despejando água na mesma proporção de 8 litros porminuto sobre a água já existente no ofurô, ainda à temperaturade 20 ºC. Para que a temperatura da água do banho seja de 30ºC, desconsiderando perdas de calor para o ambiente e o ofurô,pode-se estimar que o tempo que deve ser mantida aberta a tor-neira de água quente deve ser, em minutos,*a) 2,5.b) 3,0.c) 3,5.d) 4,0.e) 4,5.
(UFSCar/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DEncerrado o trabalho, o cinegrafista pensou num banho...Desconsiderando perdas de calor para o corpo da banheira epara o ar, a mistura de 60 litros de água, inicialmente a 80 ºC,com certa quantidade de água a 20 ºC, resultaria em uma tempe-ratura de 40 ºC. Conhecidos o calor específico da água, 1 cal/(g.ºC), a densidade da água, 1 kg/L, a quantidade de água a 20ºC a ser despejada, em litros, seriaa) 80.b) 90.c) 100.*d) 120.e) 140.
(UNIFESP-2009.1) - ALTERNATIVA: EO gráfico mostra as curvas de quantidade de calor absorvido emfunção da temperatura para dois corpos distintos: um bloco demetal e certa quantidade de líquido.
O bloco de metal, a 115 ºC, foi colocado em contato com o líqui-do, a 10 ºC, em um recipiente ideal e isolado termicamente.Considerando que ocorreu troca de calor somente entre o blocoe o líquido, e que este não se evaporou, o equilíbrio térmico ocor-rerá aa) 70 ºC.b) 60 ºC.c) 55 ºC.d) 50 ºC.*e) 40 ºC.
(FEI/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DUm tanque de resfriamento de água possui 1 000 kg de água a60 °C. Deseja-se resfriar rapidamente esta água até 20 °C acres-centando-se gelo a 0 °C. Qual é a massa de gelo que deve sercolocada no tanque?Dados: calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g
calor específico da água c = 1,00 cal/(g°C)a) 80 kgb) 100 kgc) 200 kg*d) 400 kge) 600 kg
(UNIOESTE/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: ADeseja-se resfriar 20 litros de chá, inicialmente a 90ºC, até atin-gir a temperatura de 20ºC. Para atingir este objetivo é colocadogelo, a 0ºC, juntamente com o chá num recipiente termicamenteisolado. Considerando para o chá a mesma densidade e o mes-mo calor específico da água, a quantidade de gelo que deve sermisturada é*a) 14 kgb) 15,4 kgc) 17,5 kgd) 140 ge) 17,5 g
tópico 4:sistema termicamente isolado
VESTIBULARES 2009.1VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 18
(FUVEST/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm trocador de calor consiste em uma serpentina, pela qual cir-culam 18 litros de água por minuto. A água entra na serpentina àtemperatura ambiente (20ºC) e sai mais quente. Com isso, res-fria-se o líquido que passa por uma tubulação principal, na qual aserpentina está enrolada. Em uma fábrica, o líquido a ser resfri-ado na tubulação principal é também água, a 85 ºC, mantida auma vazão de 12 litros por minuto. Quando a temperatura desaída da água da serpentina for 40 ºC, será possível estimar quea água da tubulação principal esteja saindo a uma temperatura Tde, aproximadamente,a) 75 ºCb) 65 ºC*c) 55 ºCd) 45 ºCe) 35 ºC
Dados:Densidade da água: 1,00 x 103 kg m�3
Calor específico da água: c = 1 cal g�1 ºC�1
Calor latente de fusão do gelo: 80 cal g�1
(VUNESP/FMJ-2009.1) - RESPOSTA: c = 0,80 cal/(g.oC)Num calorímetro ideal, são misturados 300 g de um líquido a 80ºC com 700 g do mesmo líquido a 20 ºC e, após alguns minutos,eles entram em equilíbrio térmico a uma temperatura . Em se-guida, o calorímetro é aberto, e o sistema passa a perder calorpara o ambiente, que está a uma temperatura constante de 15ºC, até entrar em equilíbrio térmico com ele.
Sabendo que desde a abertura do calorímetro até ser atingido oequilíbrio térmico com o ambiente o sistema perdeu 18 400 cal,determine o calor específico do líquido, em cal/(g.ºC).
(UFC/CE-2009.1) - ALTERNATIVA: BTrês recipientes A, B e C contêm, respectivamente, massas m,m 2 e m 4 de um mesmo líquido. No recipiente A, o líquido en-contra-se a uma temperatura T; no recipiente B, a uma tempera-tura T 2; no recipiente C, a uma temperatura T 4. Os três líqui-dos são misturados, sem que haja perda de calor, atingindo umatemperatura final de equilíbrio Tf . Assinale a alternativa que con-tém o valor correto de Tf .a) T 2.*b) 3T 4.c) 3T 8.d) 5T 16.e) 2T 3.
(VUNESP/UNICISAL-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm calorímetro contém 200 g de água a 25 ºC. É depositado, emseu interior, um bloco metálico de 100 g de massa a 95 ºC, ob-servando-se o equilíbrio térmico a 30 ºC. Considerando o siste-ma isolado do meio externo, 1,0 cal/(g.ºC) o calor específico daágua e 0,20 cal/(g.ºC) o calor específico do metal, a capacidadetérmica do calorímetro vale, em cal/ºC,a) zero.b) 8,0.*c) 60.d) 140.e) 280.
(UFT/TO-2009.1) - ALTERNATIVA: DUm cubo de certo material metálico com 5cm de lado, e tempe-ratura de 100 oC é imerso em um recipiente cilíndrico de diâme-tro 10cm com água a 25 oC. O nível inicial da água no recipienteantes da imersão do cubo é 20cm. O recipiente não perde calorpara o ambiente. Desprezando a variação de volume da água edo material com a variação de temperatura, a temperatura finalapós o equilíbrio térmico é, aproximadamente:Dados: densidade do material = 1600 [kg/m3], densidade da água= 1000 [kg/m3], calor específico do material = 418 [J/(kg.K)] ecalor específico da água = 4,18 [kJ/(kg.K)].
a) 50 oC.b) 52 oC.c) 37 oC.*d) 26 oC.
(UFJF/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) (C+100)(Te-10) = 100(30-Te)b) C = 50 cal/oCUm recipiente metálico, isolado termicamente, pode ser usadocomo calorímetro. Com esse objetivo, é preciso determinar pri-meiramente a capacidade térmica C do calorímetro, o que podeser feito com o seguinte procedimento:I - colocam-se 100 g de água fria no interior do recipiente. Mede-se a temperatura de equilíbrio térmico de 10ºC.II - adicionam-se mais 100 g de água, à temperatura de 30ºC, nointerior do recipiente. A nova temperatura de equilíbrio é de Te.Dados: cH2O = 1 cal/(g°C)a) Admitindo que seja desprezível o fluxo de calor do calorímetropara o ambiente, escreva uma equação para o equilíbrio térmicodo tipo Qcedido = Qrecebido, onde apareçam a temperatura de equi-líbrio Te e a capacidade térmica C do calorímetro.b) Calcule, utilizando a equação que você escreveu no item a), acapacidade térmica do calorímetro, considerando Te = 18 ºC.
(UFAL/AL-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm recipiente contém 1 kg de um líquido em equilíbrio térmico auma temperatura de 30 oC. Despejam-se nesse recipiente 2 kgdesse mesmo líquido, a uma temperatura de 50 oC. Quando onovo equilíbrio térmico é atingido, a temperatura final do sistemalíquido + recipiente é de 40 oC.Sabendo que o calor específico do líquido vale 4000 J/(kg.oC),pode-se concluir que a capacidade térmica do recipiente vale:*a) 4000 J/oC d) 4800 J/oCb) 4190 J/oC e) 4890 J/oCc) 4200 J/oC
(UFBA-2009.1) - RESOLUÇÃO NO FINAL DA QUESTÃOPara determinar o calor latente de fusão do gelo, um grupo deestudantes realiza um experimento que consiste em resfriar umvolume de água usando-se cubos de gelo. Em um recipiente,colocam-se 10 litros de água, à temperatura de 60oC, e, depois,adicionam-se cubos de gelo, cada um de massa igual a 100g, àtemperatura de 0oC. Após serem colocados 40 cubos, a tempe-ratura de equilíbrio atinge 20oC.Supondo que não há perdas de calor e considerando a densida-de absoluta da água igual a 1kg/litro, e o calor específico, 1cal/(goC), escreva � identificando todos os termos � a expressãoreferente às trocas de calor e calcule o valor do calor latente defusão do gelo.
RESOLUÇÃO UFBA-2009.1:Sistema isolado: QA + QG = 0 (QA é o calor cedido pela águaquente e QG o calor recebido para fundir o gelo e aquecer a águaresultante) [QA = mAcA(T - TA) e QG = mGLG + mGcA(T - TG)]mA = 10 kg, mG = 4 kg, T = 20
oC, TA = 60oC e TG = 0
oCLG = 80 kcal/kg
(UESPI-2009.1) - ALTERNATIVA: DTrês esferas maciças idênticas, feitas de ferro, são colocadas nointerior de um calorímetro ideal. Inicialmente, as temperaturasdas esferas são respectivamente iguais a 30 oC, 50 oC e 70 oC.Qual será a temperatura das esferas quando o sistema atingir oequilíbrio térmico?a) 20 oC *d) 50 oCb) 30 oC e) 60 oCc) 40 oC
(UFES-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm vasilhame isolado termicamente contém 996,8g de água a20,00 oC. Uma amostra metálica de 100,0g de ouro, a 100,0 oC,é inserida no vasilhame. Sabendo que o calor específico do ouroé 0,03200 cal/(gºC), calcule a temperatura de equilíbrio no interi-or do vasilhame. A resposta CORRETA éa) 10,26 ºC. d) 40,26 ºC.*b) 20,26 ºC. e) 50,26 ºC.c) 30,26 ºC.
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DDentro de uma garrafa térmica há meio litro de água a uma tem-peratura de 20 oC. Se adicionarmos 200 ml de água a 50 oC den-tro dessa garrafa, a temperatura final da água será aproximada-mente:(dados: 1 g de água equivale a 1 ml de água; cágua= 1 cal/(goC)):a) 35,0 oC. *d) 28,5 oC.b) 30,0 oC. e) 43,6 oCc) 35,8 oC.
(UNIFOR/CE-2009.2) - ALTERNATIVA: BUm calorímetro de capacidade térmica 50 cal/°C contém 200 gde água, estando inicialmente a 60 °C. Derramam-se no seu in-terior 300 g de um certo líquido a 85 °C juntamente com 80 g degelo a �20 °C. Com o experimento realizado ao nível do mar,obteve-se, no equilíbrio térmico, a temperatura final de 35 °C.Nestas condições, o calor específico do líquido, em cal/(g.°C),valea) 0,20.*b) 0,25.c) 0,30.d) 0,35.e) 0,40.
Dados:Calor específico da água = 1,0 cal/(g.°C)Calor específico do gelo = 0,50 cal/(g.°C)Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
(UNEMAT/MT-2009.2) - ALTERNATIVA: EUm calorímetro de capacidade térmica desprezível contém emseu interior 400 gramas de água a 25ºC. Foi introduzido no inte-rior desse calorímetro um corpo sólido de massa igual a 100 g eà temperatura de 100ºC. A temperatura de equilíbrio do sistemaé de 30ºC.Logo, com os dados acima, pode-se dizer que o calor específicoda substância que constitui o sólido é: (dado cÁgua= 1,0 cal/(gºC))a) 0,189 cal/(gºC)b) 0,201 cal/(gºC)c) 0,198 cal/(gºC)d) 0,209 cal/(gºC)*e) 0,285 cal/(gºC)
(UFG/GO-2009.2) - RESPOSTA: 81,5 gA temperatura típica de uma tarde quente em Aruanã, cidade doestado de Goiás, situada às margens do rio Araguaia, é de 37 oC.Os banhistas, nas areias do rio Araguaia, usam cubos de gelopara resfriar um refrigerante que se encontra à temperatura am-biente. Em um recipiente de isopor (isolante térmico de capa-cidade térmica desprezível) são adicionados 300 ml do refrige-rante. Calcule qual deve ser a mínima quantidade de gelo a seradicionada ao refrigerante para reduzir sua temperatura a 12 oC.Considere que o calor específico e a densidade de massa dorefrigerante sejam iguais aos da água. Dados: cágua = 1 cal/(g.
oC)e Lgelo = 80 cal/g.
(UNIMONTES/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: BUm calorímetro de capacidade térmica desprezível contém umasubstância de massa 200g e calor específico 0,200 cal/(goC), natemperatura de 60,0 oC.Adiciona-se nesse calorímetro uma mas-sa de 100g e calor específico de 0,120 cal/(goC), à temperaturade 30,0 oC. A temperatura de equilíbrio será de, aproximadamen-te,a) 25,1 oC.*b) 53,1 oC.c) 45,7 oC.d) 70,9 oC.
(MACKENZIE-2009.2) - ALTERNATIVA: CA massa total da mistura de gelo em fusão e água no estadolíquido, à temperatura de 0 oC, contida no interior de umcalorímetro ideal de capacidade térmica desprezível, é de 200 g.Ao colocarmos, no interior desse calorímetro, 400 g de água li-quida à temperatura de 100 oC, o equilíbrio térmico se estabele-ce em 30 oC. A massa de gelo, na mistura inicial, era dea) 135 gb) 225 g*c) 275 gd) 295 ge) 315 g
Dados: Calor específico da água líquida = 1 cal/(g.ºC)Calor latente de fusão da água = 80 cal/g
VESTIBULARES 2009.2
(MACKENZIE/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm calorímetro de capacidade térmica 6 cal/OC contém 80 g deágua (calor específico = 1cal/g.OC) a 20OC. Ao se colocar umbloco metálico de capacidade térmica 60 cal/OC, a 100OC, nointerior desse calorímetro, verificou-se que a temperatura finalde equilíbrio térmico é 50OC.A quantidade de calor perdida para o ambiente, nesse processo,foi de*a) 420 cal d) 270 calb) 370 cal e) 220 calc) 320 cal
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 05 (01+04)Dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em con-tato, de tal forma que ocorre uma transferência de calor de umpara outro. Sobre este evento, assinale o que for correto.01) No contato entre os dois corpos ocorre calor por condução.02) A superfície do corpo mais frio recebe calor e se aquece, e ocalor é transferido para seu interior por convecção.04) No instante em que os corpos têm suas temperaturas equili-bradas, cessa o calor.08) Na irradiação de calor do corpo mais aquecido para o menosaquecido ocorre transferência de matéria entre eles.16) Só ocorrerá equilíbrio da temperatura entre os dois corposquando as quantidades de calor deles forem iguais.
(UFOP/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) 22,14oC b) 21,95oCPara resolver os itens abaixo, considere os seguintes dados: calorespecífico do ferro 0,12cal/g.oC, calor específico da água 1,0cal/g.oC e temperatura ambiente 20,0oC.a) 100,0g de água, à temperatura de 20,0oC, são colocados emum calorímetro ideal. Em seguida, 100,0g de agulhas de ferro a40oC são colocados também no calorímetro. Determine a tempe-ratura final de equilíbrio no interior do calorímetro.b) Se o calorímetro não fosse ideal e perdesse 10% da energiaem seu interior para a vizinhança, qual seria a nova temperaturafinal?
sistema termicamente não isolado
(UDESC-2009.2) - RESPOSTA: a) 4,0 oC b) 200 s c) 125 gSabendo que, para a água, o calor específico é 1,0 cal/(goC) emseu estado líquido e é 0,5 cal/(goC) em seu estado sólido, e ocalor latente de fusão é 80 cal/g, considere os seguintes proces-sos:Processo IDentro de uma garrafa térmica com 400 g de água à temperaturade 25 oC, colocam-se 100 g de gelo à temperatura de 0 oC, eaguarda-se até que o sistema entre em equilíbrio.Processo IIDentro de uma garrafa térmica com 500 g de água à temperaturade 20 oC, coloca-se dentro da água um ebulidor elétrico que for-nece 200 calorias por segundo, liga-se este e aguarda-se atéque a água entre em ebulição.Processo IIIDentro de uma garrafa térmica com 500 g de água líquida à tem-peratura de 20 oC, colocam-se 200 g de gelo à temperatura de 0oC. O sistema atinge a temperatura de equilíbrio quando há umamistura de água líquida e gelo.Calcule:a) a temperatura de equilíbrio no processo I;b) o tempo gasto no processo II;c) a quantidade de gelo que é transformada em água, no proces-so III.
(UDESC-2009.2) - RESPOSTA: 0,8 kgO aquecimento global está provocando mudanças significativasno planeta. Só para se ter uma idéia, no estado norte-americanodo Alasca, vilarejos estão afundando, devido ao derretimento dacamada congelada do subsolo. Isso provoca desequilíbrio ecoló-gico, contribui para o aumento da quantidade de insetos, do nú-mero de incêndios florestais e gera a escassez do gelo � essessão alguns dos sinais mais óbvios e assustadores de que oAlascaestá ficando mais quente.Para simular esta situação imagine um recipiente isolado con-tendo um bloco de 2 Kg de gelo em equilíbrio térmico (T = 0°C)com 1 Kg de água em estado líquido; nesse mesmo recipiente,você adiciona 100 g de vapor de água a uma temperatura de100°C. Após adicionado o vapor, o sistema atinge novamente oequilíbrio permanecendo gelo mais água em estado líquido (semtrocas de calor com o meio externo).Dados:Calor específico da água = 4200 J/Kg.K;Calor de fusão da água = 333 × 103 J/Kg;Calor de vaporização da água = 2256 × 103 J/Kg.Determine a quantidade de gelo derretida.
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 03 (01+02)Considere dois blocos A e B, com temperaturas iniciais de 200°C e 20 °C respectivamente, fechados em um sistema isolado eque só trocam calor entre si.(Dados: cchumbo= 130 J/(kg .°C) e cvidro = 840 J/(kg .°C))Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).01) Haverá troca de calor entre os corpos, mas a energia dosistema permanecerá constante.02) A temperatura final de equilíbrio dependerá das massas doscorpos.04) Em dois experimentos diferentes, em que, no primeiro, oscorpos A e B são placas de chumbo de massas iguais a 10 gcada e, no segundo, os corpos A e B são placas de vidro demassas iguais a 20 g cada, a temperatura final de equilíbrio serádiferente nos dois experimentos.08) O processo de troca de calor entre os dois corpos é um pro-cesso reversível.16) Em dois experimentos diferentes, em que, no primeiro, oscorpos A e B são placas de chumbo e vidro, respectivamente,com massas iguais a 10 g cada e, no segundo, os corpos A e Bsão placas de vidro e chumbo, respectivamente, com massasiguais a 10 g cada, a temperatura final de equilíbrio será igualnos dois experimentos.
(UNESP-2009.2) - ALTERNATIVA: DUma cozinheira, moradora de uma cidade praiana, não dispunhade um termômetro e necessitava obter água a uma temperaturade 60 ºC. Resolveu, então, misturar água fervendo com águaproveniente de um pedaço de gelo que estava derretendo. Con-sidere o sistema isolado, ou seja, que a troca de calor só seestabeleceu entre as quantidades de água misturadas e, ainda,que a cozinheira usou a mesma xícara nas suas medições. Acozinheira só chegaria ao seu objetivo se tivesse misturado umaxícara da água a 0 ºC coma) três xícaras de água fervendo.b) duas xícaras e meia de água fervendo.c) duas xícaras de água fervendo.*d) uma xícara e meia de água fervendo.e) meia xícara de água fervendo.
(PUC/PR-2009.1) - ALTERNAITVA: EO granizo é a precipitação sólida de grânulos de gelo, transpa-rentes ou translúcidos, de forma esférica ou irregular, raramentecônica, de diâmetro igual ou superior a 5 mm.O granizo é formado nas nuvens do tipo �cumulonimbus�, as quaisse desenvolvem verticalmente, podendo atingir alturas de até1.600 m.Em seu interior ocorrem intensas correntes ascendentes e des-cendentes. As gotas de chuva provenientes do vapor condensadono interior dessas nuvens, ao ascenderem sob o efeito das cor-rentes verticais, congelam-se assim que atingem as regiões maiselevadas.O granizo causa grandes prejuízos à agricultura. No Brasil, asculturas de frutas de clima temperado, como uva, maçã, pêra,pêssego, kiwi, são as mais vulneráveis ao granizo, quando ocor-re o desfolhamento total das plantas com ferimentos severos nosfrutos.Dentre os danosmateriais provocados pela chuva de granizo estáa destruição de telhados, especialmente quando construídos comtelhas de amianto. As cooperativas de fruticultores podem reali-zar parcerias com as instituições de meteorologia e adquirir fo-guetes para bombardearem as nuvens de granizo com substân-cias higroscópicas (iodeto de prata), com o objetivo de provocara precipitação da chuva e evitar a formação de granizo.Com base no texto, assinale a alternativa CORRETA.a) A formação de nuvens cumulonimbus ocorre comoconsequência da corrente de convecção, quando a ascensão dear frio determina o seu resfriamento e as conseqüentescondensações e precipitações.b) O granizo, em seu processo de formação, envolve a sublima-ção, pelo resfriamento, do excesso de H2O em estado líquido.c) O granizo é um tipo de precipitação atmosférica na qual asgotas de água evaporam, quando levadas para camadas maisfrias e mais altas, e crescem gradativamente até atingir tamanhoe peso capazes de romper a força de empuxo. Essa ação podecausar grandes danos econômicos e sociais.d) O iodeto de prata é uma substância higroscópica (absorveumidade) que acaba provocando no granizo vaporização.*e) Ocorre um instante em que a resultante das forças no granizoé diferente de zero e em direção e sentido à terra, iniciando omovimento de queda.
(UFCG/PB-2009.1) - ALTERNATIVA: AO El Niño é um fenômeno ambiental da atmosfera do planeta degrandes proporções. As condições de pressão e temperatura sãoessenciais para a sua ocorrência. O desenho seguinte é um es-quema da circulação atmosférica sobre o Oceano Pacífico entreo Continente Australiano e a região próxima à costa do Peru. Ofluxo de superfície mostrado no desenho representa o movimen-to das massas de ar sobre a superfície do Pacífico.
Em relação às condições climáticas dessa região, presentes napromoção do El Niño, pode-se afirmar que*a) a subida de grandes massas de ar nas proximidades do oce-ano, na costa do Peru, revela uma zona de alta temperatura.b) nas proximidades do oceano, no ContinenteAustraliano, a pres-são atmosférica deve ser muito baixa o que justifica a direção dofluxo de superfície.c) nas proximidades da superfície do oceano, na costa do Peru,a pressão atmosférica deve ser muito alta o que justifica a dire-ção do fluxo de superfície.d) o ar nas proximidades do oceano, na costa do Peru, deve tertemperaturas muito baixas.e) o fluxo de superfície dá-se de uma região de temperaturasmuito altas para regiões de temperaturas muito baixas.
(UFTM/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DAnalise as afirmações relativas a trocas de calor:I. Quando você observa que uma peça feita em alumínio tevesua temperatura aumentada, é certo concluir que essa peça ab-sorveu calor.II. Nos meios fluidos, líquidos ou gasosos, a única forma possí-vel de realizarem-se trocas de calor é por convecção.III. A única forma de se obter calor por irradiação é por meio deondas eletromagnéticas que, devido a sua natureza, não neces-sitam de meio material para se propagar.IV. Ao tocar a maçaneta de metal e a madeira da porta, você temsensações térmicas diferentes ainda que ambas estejam à mes-ma temperatura, devido às diferentes propriedades de conduçãotérmica desses materiais.É certo apenas o que consta ema) I e II.b) I e III.c) II e IV.*d) I, III e IV.e) II, III e IV.
tópico 5:transmissão de calorVESTIBULARES 2009.1
VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 24
(UFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: EA equação que descreve o espectro de radiação emitido por umcorpo negro foi descoberta por Max Planck em 1900, sendo pos-teriormente chamada de Lei da Radiação de Planck. Ao deduziressa equação, Planck teve que fazer a suposição de que a ener-gia não poderia ter um valor qualquer, mas que deveria ser ummúltiplo inteiro de um valor mínimo. O gráfico abaixo mostra aintensidade relativa da radiação emitida por um corpo negro emfunção do comprimento de onda para três diferentes temperatu-ras. A região visível do espectro compreende os comprimentosde onda entre 390 nm e 780 nm, aproximadamente, quecorrespondem às cores entre o violeta e o vermelho.
Com base nessas informações e no gráfico acima, considere asseguintes afirmativas:1. A Lei da Radiação de Planck depende da temperatura do cor-po negro e do comprimento de onda da radiação emitida.2. O princípio de funcionamento de uma lâmpada incandescentepode ser explicado pela radiação de corpo negro.3. Para a temperatura de 3000 K, a maior parte da radiação emi-tida por um corpo aquecido está na faixa do infravermelho.Assinale a alternativa correta.a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.d) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.*e) As afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: CNuma manhã de verão, uma cozinheira inexperiente retira docongelador doméstico dois pacotes de um mesmo produto, a fimde preparar um deles para o almoço e o outro para o jantar. Coma intenção de apressar o processo de degelo do primeiro pacote,envolve-o completamente com um grosso cobertor de lã retiradodo armário. Duas horas depois, a cozinheira se surpreende aoperceber que o estado de degelo do segundo pacote, que ficousimplesmente exposto ao ar ambiente, está mais adiantado queo do primeiro. Analise os argumentos listados e selecione aqueleque justifica o resultado verificado pela cozinheira.a) O coeficiente de calor específico da lã é menor que o coefici-ente de condutividade térmica do gelo.b) O coeficiente de calor específico da lã é menor que o do gelo.*c) O coeficiente de condutividade térmica da lã é menor que odo ar.d) O coeficiente de condutividade térmica da lã é menor que ocalor específico do gelo.e) O coeficiente de calor específico da lã é menor que o calor defusão do gelo.
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: EUm dos pontos turísticos mais visitados de Curitiba é o JardimBotânico. O Portal de entrada, formado por arcos metálicos,emoldura a vista dos jardins geométricos.Ao fundo fica a estufa, uma estrutura feita de vidro e metal queguarda os traços arquitetônicos do antigo Palácio de Cristal deLondres. Nesta estufa, a ______ atravessa as paredes de vidro eé _____ por diversos corpos. Posteriormente, essa energia éemitida na forma de _____ que não atravessa(m) o vidro. Dessamaneira, o ambiente interno mantém-se aquecido, simulando ascondições da mata atlântica.
Indique a alternativa que, ordenadamente, preenche de formacorretaas lacunas do texto acima.a) luz solar, refletida, radiação ultravioletab) radiação ultravioleta, transmitida, energia térmicac) luz solar, transmitida, radiação ultravioletad) radiação infravermelha, refletida, radiação eletromagnética*e) energia radiante, absorvida, raios infravermelhos
(UNEMAT/MT-2009.1) - ALTERNATIVA: EConsidere uma chapa metálica de cobre de 4 cm de espessura e1 m2 de área de secção, cujas faces são mantidas a 120 ºC e 20ºC. Determine a quantidade de calor que atravessa a referidachapa durante 1 hora.Dado: Coeficiente de condutibilidade térmica do cobre é de 320Kcal/(h.m.ºC)a) 80 x 108 Kcalb) 0,9 x 108 Kcalc) 8 x 109 Kcald) 90 x 108 Kcal*e) 8 x 105 Kcal
(UEM/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Considere um fio cilíndrico de cobre, reto e homogêneo, de 2,0mm de raio e 0,1 m de comprimento e de condutividade térmicaigual a 400 W/m.K. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).01) Considerando desprezíveis as possíveis variações nas di-mensões do fio, quando há fluxo de calor atravessando o fio,esse depende linearmente da diferença de temperatura entre asextremidades do mesmo.02) Fixada a diferença de temperatura entre as extremidades dofio, se o raio do fio for duplicado, o fluxo de calor será quadrupli-cado.04) O fluxo de calor que passa através do fio é 20 W, quando adiferença de temperatura entre as suas extremidades for 30 ºC.08) Fixada a diferença de temperatura entre as extremidades dofio, ao dobrar o comprimento do fio, o fluxo de calor cai pelametade.16) Fixada a diferença de temperatura entre as extremidades dofio, a transferência de calor no fio é feita pelo processo deconvecção.
OBS.: Faltou especificar, no enunciado, que o fio está termica-mente isolado na face lateral.
(UFPB-2009.1) - ALTERNATIVA: EAo trabalhar com alguns utensílios quando preparava uma comi-da, a dona da casa questionou: �Estranho isso! Quando colocominha mão direita nesta travessa de alumínio e a mão esquerdasobre estes panos secos, tenho sensações diferentes: a traves-sa está mais fria. Por que isso acontece, se tanto um como ooutro estão sobre este balcão numa mesma temperatura?�A explicação para a curiosidade desta dona de casa é:a) A dona de casa jamais poderia estar espantada com esta situ-ação, pois esta sensação só seria possivel se a travessa de alu-mínio estivesse em temperatura inferior à dos panos secos.b) A travessa de alumínio e os panos secos estão numa mesmatemperatura, mas os últimos são melhores condutores de calor.c) A travessa de alumínio e os panos secos estão numa mesmatemperatura, mas a dona de casa estava em temperatura dife-rente de ambos.d) A travessa de alumínio e os panos secos estão numa mesmatemperatura, porém a travessa, por ser um bom isolante térmico,impede que o calor seja transmitido para o balcão.*e) A travessa de alumínio e os panos secos estão numa mesmatemperatura, mas a travessa é melhor condutora de calor.
(UEPB-2009.1) - ALTERNATIVA: BNum dia de sol intenso, com o intuito de diminuir a intensidadeda radiação solar que penetra em sua cozinha, através de umaporta de vidro transparente, a dona de casa decidiu abri-la. Combase nesta atitude, analise as seguintes proposições:I - Ela foi feliz com tal procedimento, porque a intensidade daradiação solar na cozinha diminuiu, já que os raios solares sãoconcentrados na cozinha pela porta de vidro.II - Ela foi feliz com tal procedimento, porque a intensidade daradiação solar diminuiu devido à convecção solar provocada pelaradiação.III - Ela não teve sucesso com este procedimento, pois ao abrir aporta de vidro, parte da luz solar que antes era refletida, agoranão é mais, assim a intensidade da radiação solar no interior dacozinha aumentou.IV - Ela não teve sucesso, uma vez que a intensidade da radia-ção solar no interior de sua cozinha permanece constante.Das proposições acima apresentadas, está(ão) correta(s):a) Somente I*b) Somente IIIc) Somente IId) Somente IVe) Somente I e II
(UFPR-2009.1) - RESPOSTA: Q = 8,82 kJEm um laboratório, a porta de um pequeno freezer teve de serremovida para conserto e no lugar dela, como improviso, colo-cou-se uma tampa de isopor de 5,0 cm de espessura e área de0,35 m2, que fechou completamente o freezer. A temperatura nointerior do freezer era de �10 °C e a temperatura do laboratórioera de 25 °C. Considere a condutividade térmica do isopor iguala 0,020 W/(m.°C). Determine a quantidade de calor transferidopela tampa de isopor durante 30 min, que foi o tempo para con-sertar a porta.
(UFSC-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bas-tante atual. Uma alternativa para o aquecimento da água em ca-sas ou condomínios é a utilização de aquecedores solares.Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar écomposto de coletores solares (placas) e reservatório térmico(boiler), como esquematizado na figura abaixo.
Em relação ao sistema ilustrado da figura acima, assinale a(s)proposição(ões) CORRETA(S).01. A água circula entre os coletores e o reservatório térmicoatravés de um sistema natural, por convecção. A água dos cole-tores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água noreservatório. Assim a água fria �empurra� a água quente gerandoa circulação.02. Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintadosde preto para uma maior absorção de calor por irradiação térmi-ca.04. As placas coletoras são envoltas em vidro transparente quefunciona como estufa, permitindo a passagem de praticamentetoda a radiação solar. Esta radiação aquece as placas que, porsua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntesde convecção, sendo que este ar é impedido de se propagarpara o ambiente externo.08. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não hátransferência de calor por condução.16. Como a placa coletora está situada abaixo do reservatóriotérmico, o sistema acima descrito só funcionará se existir umabomba hidráulica que faça a água circular entre os dois.32. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metáli-cas, mas não na água.
(PUC/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: CPara melhorar o desempenho térmico de seu refrigerador (con-vencional) doméstico, um indivíduo tomou três medidas:I. Distribuiu os alimentos nas prateleiras, cuidando para que so-brassem espaços vazios entre eles, com a conseqüente circula-ção de ar frio para baixo e de ar quente para cima.II. Diminuiu o intervalo de tempo em que a porta do refrigeradorera mantida aberta.III. Manteve a camada de gelo nas paredes do congelador bemespessa para fortalecer as trocas de calor internas.Considerando teorias da Física, a(s) ação/ações correta(s) é/sãoa) a I, apenas. b) a II, apenas.*c) a I e a II, apenas. d) a II e a III, apenas.e) a I, a II e a III.
(UNESP-2009.1) - RESPOSTA: t = 3,0 sAs constantes termodinâmicas da madeira são muito variáveis edependem de inúmeros fatores. No caso da condutividade térmi-ca (km), um valor aceitável é km = 0,15 W/(m·ºC), para madeirascom cerca de 12% de umidade. Uma porta dessa madeira, deespessura d = 3,0·10�2 m e área S = 2,0 m2, separa dois ambien-tes a temperaturas de 20 ºC e 30 ºC. Qual o intervalo de temponecessário para que 300 J de calor atravessem essa porta, deum ambiente para outro, supondo que, durante a transferênciade calor, as temperaturas dos ambientes não se alterem?Expressão do fluxo de calor, em unidades do SI:
Q t = k.S. T d,
onde t é o tempo e T e a variação de temperatura.
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04)Calor é energia térmica em trânsito, que se transfere sempre datemperatura mais alta para a mais baixa. Sobre este assunto,assinale o que for correto.01) O isolamento térmico impede que o calor se propague porcondução.02) O calor por irradiação se processa por meio de ondas eletro-magnéticas, com predominância de raios infravermelhos.04) O calor por convecção se processa por meio da transferên-cia de energia térmica através dos movimentos de fluidos.08) O ar é um bom condutor de calor.
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CÉ comum termos sensações diferentes, de quente e frio, quandotocamos com a mão objetos em equilíbrio térmico entre si, den-tro de uma sala.Em relação à afirmativa acima, é CORRETO dizer que:a) é falsa, pois a quantidade de calor trocada entre cada um dosobjetos e a mão é diferente já que, neste caso, os objetos seencontram a temperaturas diferentes.b) é falsa, pois se um objeto parece mais quente em relação aooutro, então eles não estão em equilíbrio térmico.*c) é verdadeira, pois a quantidade de calor trocada entre cadaum dos objetos e a mão pode ser diferente se os dois objetostiverem condutividades térmicas diferentes.d) é verdadeira, pois a quantidade de calor trocada entre cadaum dos objetos e a mão é sempre igual se eles estiverem emequilíbrio térmico.
(UFC/CE-2009.1) - RESPOSTA: a) = KA(T1 � T2) Lb) T = (2T1 + T2) 3Uma barra cilíndrica reta metálica, homogênea, de comprimentoL , com seção transversal A , isolada lateralmente a fim de evitarperda de calor para o ambiente, tem suas duas extremidadesmantidas a temperaturas T1 e T2, T1 >T2. Considere que o regi-me estacionário tenha sido atingido.a) Escreva a expressão do fluxo de calor por condução, saben-do-se que esse fluxo é proporcional à área da seção transversale à diferença de temperatura entre os extremos da região deinteresse ao longo da direção do fluxo e inversamente proporcio-nal à distância entre tais extremos.b) Determine a temperatura de um ponto da barra localizado auma distância L/3 da extremidade de maior temperatura em fun-ção de T1 e T2.
(CEFET/PI-2009.1) - ALTERNATIVA: DO efeito estufa, que acontece na atmosfera terrestre, é explica-do pela presença de vapor de água e gás carbônico na atmosfe-ra fazendo com que esta retenha grande parte das ondas emiti-das pelos objetos da superfície terrestre, impedindo que sejamenviados para o espaço. Este efeito está relacionado com a:a) radiação térmica ou convecção térmicab) condução térmicac) convecção térmica*d) radiação térmicae) radiação térmica ou condução térmica
(UNIFEI/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: B (RESOLUÇÃO NO FI-NAL DA QUESTÃO)A estrela mais próxima da Terra, o Sol, apresenta coloraçãoalaranjada quando observada da superfície terrestre. O que acon-teceria com o Sol caso sua temperatura aumentasse?a) Sua cor tenderia a ficar mais avermelhada.*b) Sua cor tenderia a ficar mais esverdeada.c) Não seria mais visto pelos olhos humanos já que emitiria so-mente na freqüência do infravermelho.d) Sua cor não mudaria.
RESOLUÇÃO UNIFEI/MG-2009.1:Aumentando-se a tem-peratura de um corpo opico da energia radiadapor ele torna-se com umcomprimento de ondamenor, portanto, com fre-qüência maior, veja a fi-gura ao lado.
(UNIMONTES/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: BImagine uma sala onde a temperatura ambiente seja 15 oC. To-dos os objetos que estão em seu interior apresentam a mesmatemperatura, ou seja, estão em equilíbrio térmico a 15 oC. O cor-po humano, por sua vez, independentemente da temperatura doambiente, apresenta sempre a mesma temperatura de 36,5 oC.Se alguém toca dois objetos dessa sala, um de madeira e outrode metal, por exemplo, o objeto de metal parecerá estar mais frioque o de madeira. Agora imagine que esses mesmos objetosfiquem expostos ao Sol por um tempo suficiente para atingiremuma temperatura superior à do nosso corpo. Ao toque humano,parecerá então que o metal está mais quente que a madeira.Essa diferença de percepção ocorre porquea) objetos de madeira e metal nunca têm a mesma capacidadetérmica.*b) objetos de madeira e metal possuem condutividades térmi-cas diferentes.c) objetos de madeira e metal possuem o mesmo calor específi-co.d) objetos de madeira e metal possuem a mesma condutividadetérmica.
(UFMS-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 021 (001+004+016)Um cozinheiro deseja aquecer um litro de água que está na tem-peratura ambiente, até uma temperatura inferior à temperaturade ebulição. Para isso, utiliza como fonte de calor uma grandechapa de ferro de um fogão, que é mantida sempre numa tempe-ratura constante e superior à temperatura em que deseja aque-cer a água. O cozinheiro resolve aplicar dois métodos diferentes,usando duas panelas idênticas, A e B. Na panela A, coloca umlitro de água na temperatura ambiente To, enquanto que, na ou-tra panela, coloca apenas meio litro de água também na tempe-ratura ambiente To . Em seguida, as coloca simultaneamente so-bre a chapa quente para serem aquecidas. Após um certo tem-po, retira-as simultaneamente da chapa, e o litro de água da pa-nela A está a uma temperatura TA, e o ½ litro de água da panelaB está a uma temperatura TB. Em seguida, completa-se na pane-la B, mais ½ litro de água na temperatura ambiente, e a misturahomogênea atinge o equilíbrio térmico na temperatura TC, veja afigura. Considere as duas panelas com as mesmas característi-cas térmicas, e que, durante o aquecimento, o calor foi transferi-do apenas por condução da chapa para as panelas, e que emtodos os processos não houve perdas de calor para outras vizi-nhanças. Com fundamentos nos processos de convecção e con-dução de calor, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
(001) A taxa de calor, que é transferida da panela A para a água,é maior que a taxa de calor que étransferida da panela B para aágua.(002) Como a panela A possui o dobro do volume de água dapanela B, ao retirar as duas simultaneamente da chapa, a tem-peratura TA da água (1 litro), que está na panelaA, é a metade datemperatura da água (0,5 litro) que está na panela B.(004) Após complementar a panela B com mais 0,5 litro de água,na temperatura ambiente, a temperatura de equilíbrio TC serámenor que a temperatura TA.(008) A taxa de calor que é transferida da panela A para a água,isto é, Q t, é sempre constante enquanto a água está sendoaquecida, porque a temperatura da chapa é constante.(016) Se um misturador mantivesse a distribuição de temperatu-ra, na água, homogênea, e sem acontecer perdas de calor paraas vizinhanças durante o aquecimento, mais calor seria transfe-rido para a água no mesmo intervalo de tempo se não houvessemisturador.
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 22 (02+04+16)Analise as afirmativas abaixo:I. Não existe transferência de calor no vácuo.II. A energia térmica se propaga nos sólidos, principalmente, porcondução.III. Quanto maior a temperatura de um corpo, maior a quantidadede radiação emitida por ele.IV. Corpos escuros são melhores absorvedores e melhores emis-sores que os corpos claros.Dessas afirmativas, estão corretas01) I e II.02) II e III.04) III e IV.08) III e I.16) II e IV.
(IF/SP-2009.2) - ALTERNATIVA OFICIAL: CAnalise com atenção as afirmativas a seguir.I. Quando um corpo A está em equilíbrio térmico com um corpo Be B está em equilíbrio com outro corpo C, então os corpos A e Cestarão também em equilíbrio térmico.II. O efeito do calor fornecido às substâncias é produzir aumentode temperatura.III. Nos fluidos o calor se propaga por convecção.Das afirmativas anteriores, estão corretas e completasa) apenas a I e a II.b) a I, a II e a III.*c) apenas a I e a III.d) somente a I.e) somente a II.
VESTIBULARES 2009.2
(UEM/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 08 (08)Em relação à condução de calor em sólidos e em líquidos, assi-nale a(s) alternativa(s) correta(s).01) Devido às diferenças dos coeficientes de dilatação dos me-tais, o termostato é formado por duas lâminas do mesmo metal.02) O termômetro de mercúrio funciona adequadamente bemdevido ao fato de o coeficiente de dilatação do mercúrio ser mui-to menor que o coeficiente de dilatação do vidro.04) A dilatação volumétrica ( V) de um sólido depende somentedo coeficiente de dilatação volumétrico do sólido.08) Uma lâmina quadrada de alumínio, com coeficiente de dila-tação superficial igual a 4,8 × 10�5 oC�1 e de 10,0 cm de lado,quando aquecida de 0,0 oC a 20,0 oC, sofre uma dilatação super-ficial de 0,096 cm2.16) A densidade de uma esfera metálica aumenta quando a es-fera é aquecida.
(UFU/MG-2009.1) - RESPOSTA: 1V; 2F; 3V; 4VConsidere duas barras metálicas, A e B, de comprimentos LoA eLoB a uma dada temperatura o, com coeficientes de dilataçãolinear A e B, respectivamente. Nessa condição, o comprimen-to da barra A é 0,01 % maior do que o comprimento da barra B,conforme figura abaixo.
Com base nessas informações, marque para as alternativas abai-xo (V) Verdadeira ou (F) Falsa.1 ( ) Para que as duas barras tenham o mesmo comprimento aoserem aquecidas, é necessário que B seja maior do que A.2 ( ) Conhecendo-se os valores de A, B, LoA, LoB e o, a tempe-ratura na qual as duas barras terão o mesmo comprimento édada por
3 ( ) Se o coeficiente de dilatação linear da barra A for igual a 5 x10�6 oC�1, ao se aumentar a temperatura da barra em 100 oC, oseu comprimento irá aumentar 0,05%.4 ( ) Se A for maior do que B, é possível que as duas barrastenham o mesmo comprimento ao serem esfriadas ( < o).
= o +LoB - LoA
LoA B - LoB A
(FEI/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: BEm uma estrutura metálica, foi verificado que duas vigas de açode 12m cada estavam dispostas namesma linha horizontal, muitopróximas uma da outra. As duas vigas estavam com as extremi-dades opostas engastadas (presas) e o engenheiro verificou que,caso a temperatura aumentasse, poderia haver empenamentoda estrutura. De acordo com a norma, a estrutura deverá resistira temperaturas de até 70 °C. Se o coeficiente de dilatação linearda viga é = 12 . 10�6 °C�1, qual deve ser a mínima distânciaentre as vigas para que não ocorra o empenamento, sabendo-seque a temperatura do local durante a montagem da estrutura éde 20 °C?a) 2,88 mm*b) 14,4 mmc) 7,20 mmd) 2,40 mme) 12,0 mm
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: ADuas barras, 1 e 2, possuem coeficientes de dilatação linear 1 e
2, respectivamente, sendo 1 > 2. A uma certa temperatura Toos comprimentos das duas barras são iguais a Lo. O gráfico quemelhor representa o comprimento das barras em função da tem-peratura é:
*a) b)
c) d)(UNIFEI/MG-2009.1) - RESPOSTA: 50 oCA 0,0 °C o comprimento de uma barra de cobre é 1,0041 m e o deuma barra de alumínio é 1,0038 m. São conhecidos os coeficien-tes de dilação linear do alumínio e do cobre: 2,4 × 10��5 °C�1 e1,8 × 10�5 °C�1, respectivamente. A que temperatura os compri-mentos das duas barras serão iguais?
tópico 6:dilatação térmica
(sólidos, líquidos, corpo oco e água)VESTIBULARES 2009.1
VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 28
(VUNESP/UNICID-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm espelho esférico de 10 cm de foco é colocado a 30 cm de umanteparo, no qual é fixado um arame de 14 cm (m = 10 g, c = 0,14J/g°C e = 10�5°C�1) com uma lâmpada de 50 W na extremida-de, como mostra a figura. O espelho e o anteparo são fixos.
Supondo que todo calor dissipado pela lâmpada seja absorvidopelo arame, a sua imagem ficará nítida no anteparo apósa) 100 s. d) 400 s.*b) 200 s. e) 500 s.c) 300 s.
(CEFET/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: EUma barra de zinco e outra de alumínio de mesmo comprimento,L0 = 100,00 cm, à temperatura de 20 °C, estão soldadas comomostra a figura.
A barra formada por esses materiais, ao ser aquecida até 220°C,apresentará um comprimento final, Lf , em metros, igual aa) 2,0044.b) 2,0048.c) 2,0052.d) 2,0069.*e) 2,0096.
Coeficientes de dilataçãolinear
Zn = 26 x 10-6 OC�1
Al = 22 x 10-6 OC�1
DILATAÇÃODOS SÓLIDOS
(UFRGS/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: ADe maneira geral, pode-se afirmar que os corpos sólidos dila-tam-e ao serem aquecidos. Para fins práticos, e dependendo daforma do corpo, muitas vezes o estudo da dilatação pode restrin-gir-se à avaliação da dilatação linear do corpo. Assim, uma barrade determinado metal, com comprimento L0 à temperatura ambi-ente, sofre uma variação L no seu comprimento quando sub-metida a uma variação de temperatura T.O gráfico abaixo mostra o comportamento da razão L / L0 paraessa barra, em função da variação da temperatura T.
Quando um disco do mesmo metal, de área A0 à temperaturaambiente, é submetido à uma variação de temperatura T, suaárea sofre uma variação A.Assinale o gráfico que melhor representa o comportamento darazão A / A0 desse disco, em função da variação da temperatu-ra T.
*
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: A (Veja observação no final)Uma barra de metal foi submetida a uma variação de temperatu-ra, e o comprimento da barra em função da temperatura foi colo-cado no gráfico ao lado. Determine o coeficiente de dilatação dometal.*a) 1,70 x 10�5 °C�1
b) 3,40 x 10�5 °C�1
c) 8,50 x 10�6 °C�1
d) 1,70 x 10�3 °C�1
e) 3,40 x 10�3 °C�1
OBS.: Como o enun-ciado não fez refe-rência se é , ou, a alternativa Btambém é correta.
DILATAÇÃODOS LÍQUIDOS
(UFG/GO-2009.1) - RESPOSTA: TS = 17 oCPor medida de economia e conservação da qualidade de algunsalimentos, um supermercado instalou um sistema de refrigera-ção que funciona da seguinte forma: ao atingir uma temperaturasuperior TS, ele é ligado, ao ser reduzida para uma temperaturainferior Ti, é desligado. Esse sistema, composto por um tubo ci-líndrico fechado de área AO acoplado a um bulbo em sua parteinferior, é preenchido com mercúrio e tem dois contatos metáli-cos separados por uma distância h, conforme a figura. Despre-zando a dilatação térmica do recipiente, calcule a temperatura TSquando o sistema é ligado.
VO
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08)Num balão de vidro graduado como o que mos-tra a figura abaixo é colocado um líquido atéuma determinada graduação, a uma tempera-tura 0, e o sistema é submetido a variações detemperatura. Sobre este evento, assinale o quefor correto.01) Se o sistema for aquecido, o volume de lí-quido será acrescido de uma variação de volu-me aparente, ou seja, que não é real.02) Se o sistema for aquecido, o coeficiente dedilatação real do líquido será a soma do coefici-ente de dilatação aparente do líquido com o coeficiente de dilata-ção do balão de vidro.04) Se o sistema for resfriado, o volume do balão de vidro dimi-nuirá mais que o volume do líquido, fazendo com que a nova gra-duação seja menor que a inicial.08) Sendo o coeficiente de dilatação do líquido igual ao coefici-ente de dilatação do balão de vidro, se o sistema for aquecido, onível do volume inicial do líquido não sofrerá alteração.16) Se o sistema for aquecido a ponto de o líquido extravasar, ovolume extravasado será real.
*
Dados:Ti = 12
oC h = 6,0 cmAO = 1,0×10
�7 m2 Hg = 120×10�6 oC�1
VO = 1,0×10�5 m3
(UFU/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AA tabela abaixo apresenta o coeficiente de dilatação volumétrica( ) de algumas substâncias. Já, as quatro retas (A, B, C e D) dográfico representam o volume (V) de uma determinada substân-cia (não necessariamente as substâncias da tabela) em funçãode sua temperatura (T). As retas B e C são paralelas.
Cruzando as informações fornecidas pela tabela e pelo gráfico,marque a alternativa correta.*a) Se a reta D representar a glicerina, então a reta C pode repre-sentar o álcool etílico ou o petróleo.b) Se a reta B representar o álcool etílico, então a reta C poderepresentar o mercúrio ou a glicerina.c) As retas C e D representam uma única substância.d) A reta A pode representar qualquer uma das substâncias databela.
(UDESC-2009.1) - RESPOSTA: a) 1,65 cm b) 480 L c) 0,6 mmA tabela abaixo apresenta os valores dos coeficientes de dilata-ção de alguns materiais.
Material Coeficiente de dilatação linear (°C�1)Alumínio 24 x 10�6
Cobre 17 x 10�6
Aço 11 x 10�6
Concreto 12 x 10-6
Material Coeficiente de dilatação Volumar(°C-1)Álcool etílico 1,12 x 10�4
Gasolina 9,60 x 10�4
Glicerina 4,85 x 10�4
Mercúrio 1,82 x 10�4
Com base nessa tabela, resolva as questões abaixo:a) Em uma região, onde é normal ocorrerem grandes variaçõesde temperatura, foi construída uma passarela de aço. À tempe-ratura de 15 °C o comprimento da passarela é igual a 50 m.Qual a variação de comprimento dela, num dia em que a tempe-ratura passa de 15 °C para 45 °C?b) Uma carreta que transporta combustível foi carregada com 20mil litros de gasolina em uma cidade do Sudeste do Brasil, numdia em que a temperatura era igual a 35 °C (mesma temperaturada gasolina). Qual a perda de volume, por efeito de contraçãotérmica, que essa carga apresenta quando descarregada no Suldo Brasil, a uma temperatura de 10 °C?c) Placas quadradas de concreto, com largura igual a 1,0 m, sãoutilizadas na construção de uma calçada para pedestres. Saben-do-se que essas chapas ficarão sujeitas a variações de tempera-tura que podem chegar a 50 °C, calcule a dimensão mínima dasjuntas de dilatação que devem ser deixadas entre uma placa deconcreto e outra.
(UFABC/SP-2009.1) - RESPOSTA: D = 20,08 cmUma placa metálica de espessura desprezível tem um orifíciocircular e está encaixada horizontalmente num cone de madeira,como mostra a figura. À temperatura de 20 °C, a distância doplano que contém a placa ao vértice do cone é 20 cm.
A placa é, então, aquecida a 100 °C e, devido à dilatação térmi-ca, ela escorrega até uma nova posição, onde ainda continuahorizontal. Sendo o coeficiente de dilatação linear do material daplaca igual a 5 x 10�5 °C�1 e desconsiderando a dilatação docone, determine, em cm, a nova distância D do plano que con-tém a placa, ao vértice do cone, a 100 °C.
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 09 (01+08)A uma certa temperatura, um pino metálico se ajusta perfeita-mente num orifício de uma placametálica.A respeito deste evento,assinale o que for correto.01) Sendo o coeficiente de dilatação do pino maior que o da pla-ca, se ocorrer o resfriamento apenas do pino, ele passará comfolga pelo orifício.02) Sendo iguais os coeficientes de dilatação da placa e do pino,se ocorrer o resfriamento apenas da placa, o pino passará comfolga pelo orifício.04) Sendo o coeficiente de dilatação do pino menor que o daplaca, se os dois forem resfriados, o pino não passará pela pla-ca.08) Sendo o coeficiente de dilatação da placa menor que o dopino, se ocorrer o aquecimento apenas da placa, o pino passarácom folga pelo orifício.
DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DAÁGUA
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 25 (01+08+16)Sobre a fenomenologia do calor, assinale o que for correto.01) A temperatura em que a água apresenta densidade máximaé 4 oC.02) A quantidade de calor necessária para alterar a temperaturade uma unidade de massa de qualquer substância é sempre amesma.04) Para qualquer temperatura, o volume do estado sólido deuma determinada substância é maior que o volume dessa subs-tância no estado líquido.08) Mantendo-se constante a temperatura do gelo, é possíveltorná-lo líquido sem a doação de calor.16) O ponto tríplice constitui a única condição de temperatura epressão em que as fases sólida, líquida e de vapor coexistem emequilíbrio.
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08)Com poucas exceções, todas as substâncias se dilatam ou secontraem quando recebem ou doam calor. A respeito deste fenô-meno, assinale o que for correto.01) A dilatação de substâncias só depende da variação da tem-peratura.02) Com exceção dos gases, todas as substâncias que são sub-metidas a uma mesma quantidade de calor se dilatam com valo-res diferentes.04) Para os sólidos, o coeficiente de dilatação volumétrico é trêsvezes maior do que o coeficiente de dilatação linear.08) Ao receber calor, a água a 0 oC (gelada) primeiramente secontrai para depois se dilatar.
(UNEMAT/MT-2009.2) - ALTERNATIVA: CUma esfera metálica de 12 cm de raio e = 1,8.10�5 ºC�1 éaquecida de �30ºC a uma temperatura t, e seu raio se dilata 0,6mm.Com os dados acima, pode-se dizer que após a variação de tem-peratura, o valor de t será aproximadamente de:a) 200,50ºCb) 280,57ºC*c) 247,77ºCd) 268,27ºCe) 289,28ºC
(IF/CE-2009.2) - ALTERNATIVA: EUma barra de aço de comprimento L0 = 0,700 m é encaixadapraticamente sem folga em uma cavidade lubrificada, como mos-tra a figura. A temperatura inicial da barra é de 20,0 ºC e seucoeficiente de dilatação linear é = 12,0 x 10�6 ºC�1.Quando uma das extremidades da barra é mantida fixa e a outraé puxada por uma força T, seu comprimento se altera de acordo
com a equação L = L0 1 + ÿ� , com f = 6,00 × 107 N (f < 0 se T
comprime a barra). Supondo-se que a cavidade não se deforma,a força horizontal que a barra exerce sobre a parede da cavidadeà direita, para uma temperatura de 22,0 ºC, é igual aa) 1220 Nb) 1420 Nc) 1620 Nd) 1520 N*e) 1440 N
T
(UNIMONTES/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AUma barra metálica possui comprimento igual a 40,125 cm, a 20ºC, e 40,148 cm, a 45,0 ºC. O valor do seu coeficiente de dilata-ção linear médio para esse intervalo de temperatura é, aproxima-damente,*a) 2,3 × 10�5 ºC�1.b) 3,2 × 10�5 ºC�1.c) 1,3 × 10�5 ºC�1.d) 3,1 × 10�5 ºC�1.
(PUC/PR-2009.2) - ALTERNATIVA: EEm uma régua feita em alumínio, a distância de separação entreas marcações da escala milimetrada é de 1,0 mm, à temperaturade 20 oC. Se a régua for utilizada em um ambiente cuja tempera-tura é de 40 oC, qual o acréscimo que o milímetro da escala darégua (distância de separação) sofrerá se ela estiver em equilí-brio térmico com o ambiente?O coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio é de 24 ×10�6 oC�1.a) 2,8 × 10�5 mm b) 1,5 × 10�3 mmc) 2,4 × 10�2 mm d) 9,6 × 10�4 mm*e) 4,8 × 10�4 mm
(UFV/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AUma linha de trem feita com trilhos de uma liga de aço está sen-do construída em uma região de variações extremas de tempe-ratura. O comprimento dos trilhos é de 3 m quando medido auma temperatura de �20 °C.Sabendo-se que a linha de trem deve funcionar em temperaturasentre �20 °C e 40 °C e que o coeficiente de dilatação térmica doaço é = 10 × 10�6 °C�1, a alternativa que representa CORRE-TAMENTE a menor distância de separação entre os trilhos é:*a) 2,0 mm b) 1,5 mm c) 1,0 mm d) 0,5 mm
VESTIBULARES 2009.2
DILATAÇÃODOS SÓLIDOS
(VUNESP/UFTM-2009.2) - RESPOSTA: a) 1 < 2b) 40 × 10�6 m = 0,04 mmO par bi-metálico é amplamente usado como controlador de tem-peratura.
Em determinado par bi-metálico, duas lâminas metálicas estrei-tas, feitas de materiais distintos e de comprimentos iniciais iguaisa 0,1 m, são presas por parafusos atarraxados em ambas extre-midades. A extremidade da esquerda é rigidamente afixada a umsuporte horizontal, enquanto a outra, na temperatura em que foiconstituído o par, fecha um circuito elétrico.a) Desejando-se que, ao ser aumentada a temperatura, o par bi-metálico empene para cima, escreva a relação mantida entre oscoeficientes de dilatação do material da lâmina 1, 1, e da lâmi-na 2, 2. Justifique sua resposta.b) Suponha que o material da lâmina 1 fosse o alumínio, cujocoeficiente de dilatação linear vale Al = 22.10
�6 ºC�1, e que omaterial da lâmina 2 fosse o zinco, cujo coeficiente de dilataçãolinear é Zn = 26.10
�6 ºC�1. Considerando que o conjunto sofrauma variação de temperatura de 100 ºC, determine quanto seria,em módulo, a diferença entre as variações de comprimento daslâminas 1 e 2.
DILATAÇÃODOS LÍQUIDOS
(UFG/GO-2009.2) - RESPOSTA: V = 1,0 LNo verão, na cidade de Goiânia, há uma variação de temperatu-ra entre o dia e a noite de aproximadamente 20 oC. Um moradorda cidade aproveita a baixa temperatura da noite para abastecerseu automóvel, e o faz até completar o tanque de 50 litros. Esseautomóvel permanece desligado até às 12 horas do outro diaquando a temperatura está alta. Sabe-se que a gasolina possuicoeficiente de dilatação volumétrica de 1,0 × 10�3 oC�1. Despre-zando a dilatação do tanque de combustível e considerando ascondições expostas, calcule o volume de gasolina que transbor-dará pelo suspiro do tanque do carro desse morador.
DILATAÇÃO DO CORPO OCO E DAÁGUA
(PUC/RS-2009.2) - ALTERNATIVA: DA água apresenta um comportamento incomum entre 0 e 4 oC:nesse intervalo de temperatura, enquanto a temperatura diminui,a água se expande, ao contrário do que acontece, em geral, comoutras substâncias.Esse comportamento permite a sobrevivência da fauna e floraaquáticas durante o inverno. No gráfico que segue, o volume dasubstância água é relacionado com a sua temperatura em grauscelsius (oC).
A propósito das informações anteriores, afirma-se:I. Em temperatura ambiente acima de 4 oC, a água no fundo dolago apresentará temperatura mais baixa do que a da superfície.II. Em temperatura ambiente inferior a 0 oC, a água ficará conge-lada na superfície e líquida em profundidades maiores, pois ogelo da superfície isola termicamente as águas mais profundas.III. Em qualquer temperatura ambiente, a temperatura da águaserá a mesma em todas as profundidades.A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são, apenas,a) I.b) II.c) III.*d) I e II.e) II e III.
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AUma placa de material metálico apresenta um orifício de peque-nas dimensões. Ao ser aquecida, sua superfície ____________e o orifício _______________.Os termos da opção que preenchem, corretamente, as lacunassão:*a) dilata, dilata.b) dilata, contrai.c) contrai, contrai.d) não se altera, dilata.e) contrai, não se altera.
(PUC/RJ-2009.1) - RESOLUÇÃO NO FINAL DA QUESTÃOUma máquina térmica que pode ter uma eficiência extremamen-te alta é a Máquina de Stirling. Este tipo de máquina é fácil deconstruir, de modo que alguns modelos simples podem ser feitosaté com latas vazias de alimentos. Nessas máquinas, o gás (quepode ser aproximado como um gás ideal) passa por um ciclo(desenhado no gráfico pressão versus volume abaixo).Esse ciclo consiste de dois processos isotérmicos e dois proces-sos a volume constante (isocóricos).
a) Dados os processos AB, BC, CD e DA, indique quais sãoisotérmicos e quais são isocóricos.b) Calcule as pressões em B e em C, como função da pressãoatmosférica patm.c) Calcule a razão entre as temperaturas TA / TC.
RESOLUÇÃO OFICIAL PUC/RJ-2099.1:a) Os processos isocóricos são BC e DA. Os processosisotérmicos são, portanto, AB e CD.b) Como TB = TA e TC = TD, temos que pB VB = pA VA pB 2V0 =3patm V0 pB = 3patm 2, e pC VC = pD VD pC 2V0 = patm V0pC = patm 2.c) Temos TA TC = TA TD = pA VA pD VD = 3patm V0 patm V0 = 3.
(PUC/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: D0,5 moles de um gás ocupam um volume V de 0,1 m3 quando auma temperatura de 300 K. Qual é a pressão do gás a 300 K?Considere R = 8,3 J/mol.K.a) 830 Pab) 1245 Pac) 1830 Pa*d) 12450 Pae) 18300 Pa
(UNICENTRO/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma pessoa mergulhada em uma piscina solta uma bolha de arquando ela está a 2,0m de profundidade, e a bolha sobe até asuperfície da água.Considere que a temperatura do ar que forma a bolha se man-tém constante durante a subida.Qual das opções seguintes melhor representa o gráfico da pres-são do ar da bolha em função de seu volume à medida que abolha sobe?a) *b) c) d) e)
(UFF/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma amostra de um gás ideal sofre a seqüência de processosdescrita pelo gráfico pressão versus temperatura mostrado.
a) diminui no trecho AB, permanece constante no trecho BC, au-menta no trecho CD;*b) aumenta no trecho AB, permanece constante no trecho BC,diminui no trecho CD;c) aumenta no trechoAB, diminui no trecho BC, permanece cons-tante no trecho CD;d) permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC,diminui no trecho CD;e) permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC,permanece constante no trecho CD.
(UFERJ/UNIRIO-2009.1) - ALTERNATIVA: DExploração e Produção do Pré-sal.
�As reservas de gás do campo de Tupi podem chegar a 1,6 bi-lhão de barris, de acordo com a Petrobras.�
Gazeta MercantilEmbora a notícia acima seja alvissarira, ela não é clara do pontode vista termodinâmico. Isto porque não são fornecidos os valo-res da pressão e da temperatura, para os quais é calculado ovolume do gás. Admita que um volume desse gás é coletado nopré-sal a uma temperatura de 57OC e a uma pressão de 275 atme que esta quantidade de gás é liberada ao nível do mar a umatemmperatura de 27OC. Pode-se afirmar que, para calcular o vo-lume do gás liberado ao nível do mar, deve-se multiplicar o volu-me inicial de gás coletado, pelo fatora) 625. b) 500. c) 375.*d) 250. e) 125.
(UFOP/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AExperimento - Medida da pressão, P, em N/m2, exercida por umgás ideal, mantido a volume constante, V, em função da tempe-ratura absoluta, T.
O volume, V, do gás, mantido constante, durante o experimentoequivale a:*a) 8,3 litrosb) 8,3 mililitrosc) 8,3 metros cúbicosd) 8,3 milímetros cúbicos
tópico 7:transformações gasosasVESTIBULARES 2009.1
VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 34
(FUVEST/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DEm um �freezer�, muitas vezes, é difícil repetir a abertura da por-ta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à diminuição dapressão interna. Essa diminuição ocorre porque o ar que entra, àtemperatura ambiente, é rapidamente resfriado até a temperatu-ra de operação, em torno de �18 OC . Considerando um �freezer�doméstico, de 280 L, bem vedado, em um ambiente a 27 OC epressão atmosférica P0, a pressão interna poderia atingir o valormínimo dea) 35 % de P0b) 50 % de P0c) 67 % de P0*d) 85 % de P0e) 95 % de P0
Considere que todo o ar no interiordo �freezer�, no instante em que aporta é fechada, está à temperatu-ra do ambiente.
(UFPB-2009.1) - ALTERNATIVA: AAo chegar a um posto de gasolina, um motorista vai ao calibradore infla os pneus do seu carro, colocando uma pressão de 30 bars(considere 1 bar igual a 105 N/m2). Nesse momento, o motoristaverifica que a temperatura dos pneus é de 27OC.Depois de dirigir por algum tempo, a temperatura dos pneus sobepara 81OC. Desprezando-se o pequeno aumento no volume dospneus e tratando o ar no seu interior como um gás ideal, é corre-to afirmar que, em bar, a pressão nos pneus passará a ser:*a) 35,4 c) 45,5 e) 54,5b) 90,0 d) 70,0
(UFPB-2009.1) - ALTERNATIVA: BEm uma experiência envolvendo gases, quatro mols de um gásdiatômico são aquecidos à pressão constante, a partir de umatemperatura T , fazendo com que o seu volume quadruplique.Sabendo-se que o calor molar à pressão constante do gás é(7R)/2, é correto afirmar que a energia transmitida para esse gás,em forma de calor, é:a) 14RT c) 56RT e) 70RT*b) 42RT d) 64RT
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: DUm recipiente de volume 2,5 litros contém 10 mols de nitrogênioà temperatura de 23ºC negativos. Dada a constante universaldos gases como R = 8,3 J/K.mol, a pressão em Pa, exercida pelogás nas paredes do recipiente é aproximadamente igual a:a) 8,30.105
b) 4,15.105
c) 4,15.106
*d) 8,30.106
e) 4,15.104
(FGV/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CPara garantir a dosagem precisa, um medicamento pediátrico éacompanhado de uma seringa. Depois de destampado o frascode vidro que contém o remédio, a seringa é nele encaixada comseu êmbolo completamente recolhido. Em seguida, o frasco éposicionado de cabeça para baixo e o remédio é então sugadopara o interior da seringa, enquanto o êmbolo é puxado para bai-xo. Como conseqüência da retirada do líquido, o ar que já seencontrava dentro do frasco, expande-se isotermicamente, pre-enchendo o volume antes ocupado pelo remédio.
Ao retirar-se uma dose de 40 mL de líquido do frasco, que conti-nha um volume ocupado pelo ar de 100 mL, o êmbolo encontracerta resistência, devido ao fato de a pressão no interior do fras-co ter se tornado, aproximadamente, em Pa,Dados: Pressão atmosférica = 1.105 Pa.
Suponha que o ar dentro do frasco se comporte comoum gás ideal.Considere desprezível o atrito entre o êmbolo e aparede interna da seringa.
a) 57 000.b) 68 000.*c) 71 000.d) 83 000.e) 94 000.
(CEFET/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: EA figura representa um gás ideal confinado em um cilindro provi-do de um êmbolo móvel que pode deslizar sem atrito.
Inicialmente, o gás encontra-se a uma temperatura de 27 °C e oêmbolo está a uma altura h = 20 cm em relação à base do cilin-dro.Através de uma fonte de calor, é fornecida ao sistema, uma de-terminada quantidade de energia, e sua temperatura passa a 177°C.Considerando esse estado final, a variação da altura h do êmbo-lo será igual aa) 1%b) 5%c) 10%d) 20%*e) 50%
(PUC/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm balão de aniversário, cheio de gás Hélio, solta-se da mão deuma criança, subindo até grandes altitudes. Durante a subida, éCORRETO afirmar:a) O volume do balão diminui.b) A pressão do gás no interior do balão aumenta.*c) O volume do balão aumenta.d) O volume do balão permanece constante.
(UFU/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: BUm tanque de 0,1 m3 de volume está cheio com gás hélio a 120atm e à temperatura ambiente. O gás é usado para encher ba-lões de borracha, cada um, com um volume de 1 litro (1 litro =1.000 cm3), a uma pressão de 1,2atm e à temperatura ambiente.Se todo esse gás do tanque for utilizado para encher os balões, aquantidade de balões que será preenchida éa) 1.200 balões.*b) 10.000 balões.c) 12.000 balões.d) 100.000 balões.
(MACKENZIE/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: DUma massa de certo gás ideal está confinada em um reservató-rio, cuja dilatação térmica é desprezível no intervalo de tempera-tura considerado. Esse reservatório possui, na parte superior, umêmbolo que pode se deslocar livremente, conforme ilustra a figu-ra.
Observando-se o gráfico acima, destaca-se que, no estado A, ovolume ocupado pelo gás é V e a sua pressão é P. Em seguida,esse gás passa por duas transformações sucessivas e �chega�ao estado C, com temperatura e pressão, respectivamente iguaisaa) 450 K e 3P/2b) 450 K e 4P/3c) 600 K e 3P/2*d) 600 K e 4P/3e) 600 K e 5P/3
(VUNESP/FAMECA-2009.1) - RESPOSTA: a) P = 1660 Nb) diagrama p×V de uma contração isotérmicaUma massa de 6,4 g de oxigênio (O2) a 27 ºC encontra-se nointerior de um cilindro dotado de êmbolo móvel bem leve comoilustra a figura. Considere a massa molecular de O2 igual a 32 g,a constante universal dos gases perfeitos R = 8,3 J/(mol.K) edespreze a pressão atmosférica.
a) Determine o peso do corpo colocado sobre o êmbolo que ga-rante a altura de 30 cm do êmbolo em relação à base do cilindro.b) Ao peso do corpo acima mencionado é acrescido outro, o quefaz o gás ficar comprimido num volume menor, mantida constan-te a sua temperatura inicial. Represente, qualitativamente, essatransformação sofrida pelo gás num diagrama da pressão emfunção do volume.
(UNESP-2009.1) - ALTERNATIVA: CPor meio de uma bomba de ar comprimido, um tratorista comple-ta a pressão de um dos pneus do seu trator florestal, elevando-ade 1,1·105 Pa (16 lbf/pol2) para 1,3·105 Pa (19 lbf/pol2), valor re-comendado pelo fabricante. Se durante esse processo a varia-ção do volume do pneu é desprezível, o aumento da pressão nopneu se explica apenas por causa do aumentoa) da temperatura do ar, que se eleva em 18% ao entrar no pneu,pois o acréscimo do número de mols de ar pode ser consideradodesprezível.b) da temperatura do ar, que se eleva em 36% ao entrar no pneu,pois o acréscimo do número de mols de ar pode ser consideradodesprezível.*c) do número de mols de ar introduzidos no pneu, que aumentaem 18%, pois o acréscimo de temperatura do ar pode ser consi-derado desprezível.d) do número de mols de ar introduzidos no pneu, que aumentaem 28%, pois o acréscimo de temperatura do ar pode ser consi-derado desprezível.e) do número de mols de ar introduzidos no pneu, que aumentaem 36%, pois o acréscimo de temperatura do ar pode ser consi-derado desprezível.
(CEFET/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CConsidere que certa massa de água esteja sob a forma de vapora 147 °C e a uma pressão de 3 atm. Ao ser transferida de umrecipiente para outro com 60% a mais de volume, por descuidodo operador, perdeu-se 20% dessa massa para a atmosfera e anova pressão reduziu-se a 1,5 atm. Considerando que os recipi-entes tenham paredes isolantes e que o vapor de água se com-porte como um gás ideal, a temperatura da massa que restoudentro do novo recipiente vale, em graus Celsius,a) 323. .b) 257.*c) 147.d) 63.e) �147
(FUVEST/SP-2009.1) - RESPOSTA: a) 1,1 × 105 Pa b) 450 Kc) 3%Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P1 e tempera-tura ambiente (T1 = 300 K), quando aquecido, pode provocar aelevação de uma plataforma A, que funciona como um pistão,até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a transfor-mação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas,à pressão constante.
Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja áreada base S é igual a 0,16 m2, sustenta uma plataforma de massaMA =160 kg a uma altura H1 = 4,0 m do chão (situação I). Ao seraquecido, a partir da queima de um combustível, o ar passa auma temperatura T2, expandindo-se e empurrando a plataformaaté uma nova altura H2 = 6,0 m (situação II). Para verificar emque medida esse é um processo eficiente, estime:a) A pressão P1 do ar dentro do cilindro, em pascals, durante aoperação.b) A temperatura T2 do ar no cilindro, em kelvins, na situação II.c) A eficiência do processo, indicada pela razão R = Ep Q, ondeEp é a variação da energia potencial da plataforma, quando elase desloca da altura H1 para a altura H2, e Q, a quantidade decalor recebida pelo ar do cilindro durante o aquecimento.
NOTE E ADOTE:PV = nRT; Patmosférica = P0 = 1,00 x 10
5 Pa; 1 Pa = 1 N/m2
Calor específico do ar a pressão constante Cp 1,0 x 103 J/(kg×K)Densidade do ar a 300 K 1,1 kg/m3
Aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2
(UEPG/PR-2009.1) - RESPOSTA OFICIAL :SOMA = 27 (01+02+08+16)Considere um certo volume de gás que permanece constanteenquanto sua temperatura varia. A respeito desse fenômeno, ecom base no gráfico abaixo, que mostra a evolução da tempera-tura e da pressão desse gás, assinale o que for correto.
01) O coeficiente de variação de pressão dos gases perfeitosindepende do volume.02) O coeficiente angular da reta obtida é igual a nR /V, onde n éa quantidade de matéria, R é a constante universal dos gases, eV é o volume do gás que permaneceu constante.04) A evolução em questão caracteriza a lei de Boyle-Mariotte.08) O ponto onde a reta intercepta o eixo das temperaturas temvalor igual ao da temperatura termodinâmica.16) O coeficiente linear da reta é igual ao valor da pressão a 0 oC.
(CEFET/GO-2009.1) - ALTERNATIVA: EOs cinco pneus de um carro, quatro rodantes e um de reserva(estepe), são calibrados com uma pressão de 30 libras/polega-da2 (psi), no interior de uma fazenda, numa madrugada fria, auma temperatura de 15ºC. Ao chegar à cidade de destino, porvolta das 12:00 horas, num dia bastante ensolarado, o motoristaverifica novamente os pneus e constata que a pressão de cadaum dos pneus rodantes aumentou para 32,5 libras/polegada2 en-quanto a pressão do pneu de reserva aumentou para 31,5 libras/polegada2.Desprezando a dilatação dos pneus, qual é a diferença de tem-peratura, em graus Celsius, existente entre as temperaturas in-ternas dos pneus rodantes e do pneu de reserva?a) 0,55ºCb) 11ºCc) 2,5ºCd) 1,5ºC*e) 9,6ºC
(UFRGS/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: AAssinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dotexto abaixo, na ordem em que aparecem.Uma amostra de gás ideal é submetida transformaçõestermodinâmicas representadas nas figuras I e II abaixo, onde T,V e P designam, respectivamente, as variáveis de estado tempe-ratura, volume e pressão da amostra.
Pode-se afirmar que o segmento orientado if no diagrama T×V(figura I) corresponde a uma transformção ................ e que osegmento orintado if no diagrama T×P (figura II) corresponde auma transformação ................ .*a) isocórica � isotérmicab) isocórica � isobáricac) isotérmica � isobáricad) isotérmica � isocóricae) isobárica � isotérmica
�
�
(UFRGS/RS-2009.1) - ALTERNATIVA: DNo momento em que um automóvel entra em uma rodovia, atemperatura do ar nos pneus é Ti = 20
oC. Após percorrer algunsquilômetros de estrada, a temperatura do ar nos pneus atinge Tf= 40 oC.Considerando-se que o ar dos pneus se comporta como um gásideal e que o volume de cada pneu permanece inalterado, o valorque melhor se aproxima da razão, Pf Pi , entre a pressão de arfinal e a pressão de ar inicial em cada pneu éa) 0,50.b) 0,94.c) 1,00.*d) 1,07.e) 2,00.
(UFLA/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm mol de um gás ideal monoatômico efetua um transformaçãoisobárica AB, sendo no estado A, a temperatura de 300 K. Consi-derando a constante geral dos gases R = 0,082 atm. (mol.K), ovolume em A (VA) e a temperatura em B (TB) valem, respectiva-mente:*a) 8,2 e 900 K.b) 8,2 e 450 K.c) 16,4 e 1800 K.d) 4,1 e 900 K.
(CESGRANRIO/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: AO gráfico abaixo mostra a quantidade de calor fornecida por umafonte F com o passar do tempo.
t(min)
Um recipiente totalmente fechado tem a forma de um tronco decone, como ilustrado acima. Esse recipiente contém 1 mol deum gás ideal e é aquecido pela fonte F durante 3 minutos.Considere:Constante para gases = 0,08 atm.L/(mol.K)Capacidade térmica do gás = 20 cal/K= 3
Assim, a variação de pressão no interior do recipiente, em atm,devido ao calor fornecido pela fonte F, é*a) 0,48 b) 0,50 c) 0,52 d) 0,55 e) 0,58
(UFPR-2009.2) - ALTERNATIVA: DNum recipiente de 20 litros são misturados 3 litros de oxigênio a37°C sob pressão de 4 atm e 5 litros de nitrogênio a 77°C sobpressão de 2 atm. A pressão total da mistura a 27°C será de:a) 1,56 atm.b) 1,76 atm.c) 1,26 atm.*d) 1,01 atm.e) 1,36 atm.
(UFOP/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: BConsidere o gráfico a seguir, que descreve o comportamento dapressão e do volume de certa massa de gás ideal.
Com relação às transformações mostradas acima, podemos afir-mar que:a) a transformação BC é isobárica.*b) a transformação AB é isotérmica.c) há uma mudança drástica do volume na transformação BC.d) a temperatura no ponto A é maior que no ponto C.
(UNIMONTES/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CUm balão de volume igual a 750 m3 deve ser preenchido comhidrogênio e ficar à pressão atmosférica (Pa = 1,03 × 105 N/m2)quando estiver totalmente cheio. O hidrogênio está armazenadoem cilindros sob pressão manométrica de 1,545 × 106 N/m2 evolume de 2,0 m3. O número de cilindros necessários para en-cher o balão éa) 30. b) 22. *c) 25. d) 20.
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: EPela Teoria Cinética dos Gases, a pressão de um gás está rela-cionada à sua temperatura T, ao volume V por ele ocupado, àmassa m, ao número N e à velocidade quadrática média vM
2 desuas moléculas.Um gás terá sua pressão aumentada sea) N diminuir e m diminuir.b) T diminuir e V aumentar.c) V aumentar e N diminuir.d) vM
2 diminuir e T aumentar.*e) m aumentar e vM
2 aumentar.
(UFV/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CO gráfico abaixo ilustra a pressão de um gás ideal em função doseu volume durante uma expansão isotérmica de um estado ini-cial A até um estado final B. Das alternativas abaixo, a que COR-RETAMENTE representa o volume final VB é:a) 600 litrosb) 1200 litros*c) 800 litrosd) 1800 litros
(VUNESP/FTT-2009.2) - ALTERNATIVA: ANo setor de enfermagem de um hospital, uma enfermeira, prepa-rando o medicamento a ser administrado a um paciente, introduza agulha de uma seringa num frasco de volume 50 mL que con-tém, inicialmente, 30 mL do medicamento. Coleta 5 mL do medi-camento e, em seguida, retira a agulha, sem que tenha entradoou saído ar de dentro do frasco. Considerando que o ar dentro dofrasco se comporte como um gás ideal e que sua temperaturatenha permanecido constante durante o processo, pode-se afir-mar que a pressão dentro do frasco, devido à retirada do medica-mento,*a) diminuiu 20%.b) diminuiu 25%.c) diminuiu 80%.d) aumentou 20%.e) aumentou 80%.
(UFOP/MG-2009.2) - RESPOSTA: a) isométrica b) 2,26 atmc) diagrama P × T de uma transformação isométrica.Um gás ideal, contido em um recipitente indeformável de 10 L ehermeticamente fechado, está a 40 °C, suportando uma pressãode 2 atm. A temperatura do gás é elevada até atingir 80 °C.a) Qual o tipo de transformação sofrido pelo gás no processodescrito acima?b) Calcule a pressão final do gás.c) Esboce o gráfico da pressão versus temperatura da transfor-mação descrita.
(IF/MG-EAFI-2009.2) - ALTERNATIVA: AAmedeo Avogadro (1776-1856), Físico Italiano, conseguiu con-cluir que os gases hidrogênio, nitrogênio e oxigênio se encon-tram na forma diatômica, ou seja, H2 , N2 e O2 . Considere trêsamostras desses gases em recipientes distintos de 3,0 litros cadaonde cada gás está a 27oC (300K), exercendo uma pressão in-terna de 8,2 atm, ou seja, todos gases estão na mesma tempera-tura e pressão, ocupando o mesmo volume. Seja NH2, NN2 e NO2o número de moléculas existente em cada recipiente. Podemosprever, segundo Avogadro que:*a) NH2 = NN2 = NO2b) NH2 > NN2 > NO2c) NH2 < NN2 < NO2d) NH2 = NN2 > NO2e) NH2 > NN2 = NO2
(VUNESP/UFTM-2009.2) - RESPOSTA: a) �23 °C b) 0,6 °XUm gás ideal está confinado em um recipiente de paredes rígi-das e sua pressão sofre um aumento de 0,4 % quando aquecidode 1 °C. Responda:a) qual a temperatura do gás, em °C, antes do aquecimento?b) considerando-se uma escala termométrica arbitrária X que in-dique 20 °X para o gelo fundente e 80 °X para a água em ebuli-ção no nível do mar, a variação de temperatura de 1 °C sofridapor esse gás terá que indicação na escala X?
(UFES-2009.2) - ALTERNATIVA: AUm mol de gás ideal sofre uma expansão quase-estática eisotérmica de um estado A para um estado B. No estado A, o gásapresenta uma pressão P0 e um volume V0. Sabendo que, noestado B, o gás apresenta um volume 4V0, indique qual das al-ternativas abaixo apresenta a pressão correta no estado B.*a) P0 4 b) P0 c) 2P0 d) 4P0 e) 6P0
VESTIBULARES 2009.2
(IF/SP-2009.2) - ALTERNATIVA: EEm 1738, o físico matemático Daniel Bernoulli, publicouHidrodinâmica, a base para a teoria cinética dos gases. Nessetrabalho, Bernoulli posicionou seu argumento, ainda sólido até aatualidade, que os gases consistem em um grande número demoléculas se movendo em todas as direções, onde elas colidementre si e esse impacto causa uma pressão na superfície de con-tato que podemos sentir, assim como o que nós sentimos comocalor é simplesmente a energia cinética do seu movimento.A teoria não foi imediatamente aceita, em parte por causa daconservação de energia que não estava bem estabelecida, e ain-da, não era óbvio aos físicos que as colisões entre as moléculaseram perfeitamente elásticas.Empiricamente, observam-se uma série de relações entre a tem-peratura, a pressão e o volume que dão lugar à lei dos gasesideais, deduzida pela primeira vez por Émile Clapeyron, em 1834.Utilizando essa equação, determine a pressão no interior de umrecipiente cúbico de aresta interna 20 cm, preenchido com 64 gde oxigênio, à temperatura de 327 ºC. Utilize R = 0,082 atm. /mol.K, 1 atm = 1,013 × 105 Pa, e 16 para a massa atômica dooxigênio.a) 1,357 × 106 Pa.b) 6,78 × 105 Pa.c) 2,492 × 106 Pa.d) 6,23 × 105 Pa.*e) 1,246 × 106 Pa.
(VUNESP/UNICID-2009.1) - ALTERNATIVA: AA temperatura absoluta de um gás monoatômico e ideal, no inte-rior de um balão de gás, é dobrada. Considerando que a pressãoP permaneça constante, que n seja o número de mols de umgás, R a constante universal dos gases perfeitos e T a tempera-tura inicial, é correto afirmar que o trabalho realizado pelo gásvale*a) nRT. d) 2nRT/P.b) 2nRT. e) 3nRT/2.c) nRT/2P.
(PUC/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm automóvel com motor 1.0 (volume de 1,0 litro), conhecidopelo seu menor consumo de combustível, opera com pressãomédia de 8 atm e 3300 rpm (rotações por minuto), quando movi-do a gasolina. O rendimento desse motor, que consome, nestascondições, 4,0 g/s (gramas por segundo) de combustível, é deaproximadamenteConsidere:
Calor de combustão da gasolina = 11.100 cal/g1 atm = 105 N/m2
1 cal = 4 J1 L =10�3 m3
1 rotação corresponde a 1 cicloa) 18% b) 21% *c) 25%d) 27% e) 30%
(FEI/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: AEm uma transformação isobárica, um gás está a uma pressãoinicial de 2 atm com um volume de 1 litro. Qual é o trabalho, emjoules, que deve ser realizado pelo gás para que seu volume finalseja 5 litros?Dado: 1 atm = 105 N/m2
*a) 800 Jb) 1 000 Jc) 800 000 Jd) 1 000 000 Je) 1 200 000 J
(UNIFOR/CE-2009.1) - ALTENATIVA: CUma máquina térmica realiza o ciclo da figura com freqüência de10 hertz. A potência da máquina, em kW, éa) 0,8b) 0,6*c) 0,4d) 0,2e) 0,1
(VUNESP/FMJ-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm gás ideal é levado de um estado A a um estado B pelosprocessos ACB e ADB mostrados no diagrama PxV.A respeito do trabalho realizado pelas forças de pressão dessegás nessas transformações, é correto o indicado na alternativa*a) ACB > ADB.b) ACB = ADB.c) AD > 0 e DB < 0.d) AC > 0 e CB < 0.e) AD = CB.
(VUNESP/FTT-2009.1) - ALTERNATIVA: EUm balão contém um gás perfeito ocupando um volume V1, auma temperatura T1, sob pressão P1. O gás é aquecido até umatemperatura T2, quando seu volume aumenta para V2 e a pres-são passa a ser P2. O gráfico pressão versus volume ilustra atransformação sofrida pelo gás.O trabalho realizado pelo gás nessa transformação é expressopora) (P2 � P1).(V2 � V1).b) (P2 � P1).(V2 � V1) 2.c) (P2 � P1).(V2 + V1) 2.d) (P2 + P1).(V2 � V1).*e) (P2 + P1).(V2 � V1) 2.
(UNICAMP/SP-2009.1) - RESPOSTA: a) 5,0×102 K b) 7,5×102 JO aperfeiçoamento da máquina a vapor ao longo do século XVIII,que atingiu o ápice com o trabalho de James Watt, permitiu amecanização do modo de produção, desempenhando papel de-cisivo na revolução industrial. A figura abaixo mostra o diagramade pressão P versus volume V do cilindro de uma máquina avapor contendo 1,0 mol de água.
5,0
P (105 Pa)
Os diferentes trechos do gráfico referem-se a:1 2: água líquida é bombeada até a pressão P2 ;2 3: a temperatura da água é aumentada pela caldeira a pres-são constante ;3 4: a água é vaporizada a pressão e temperatura constantes(T3 = 400K) ;4 5: o vapor é aquecido a pressão constante, expandindo deV4 a V5 ;5 6: o vapor sofre expansão sem troca de calor, fazendo comque a temperatura e a pressão sejam reduzidas ;6 1: o vapor é condensado com a retirada de calor do cilindroa pressão constante.a) No ponto 5 o vapor d�água se comporta como um gás ideal.Encontre a temperatura do vapor neste ponto.A constante universal dos gases é R = 8,3 J/mol K .b) Calcule o trabalho realizado pelo vapor d�água no trecho de4 5.
(UCG/GO-2009.1) - RESPOS-TA: �450JNa figura observa-se no gráfi-co, da pressão versus volume,uma transformação cíclicaABCA sofrida por um gás ide-al. Determinar o trabalho rea-lizado no ciclo.
P (105 Pa)
3,5
0,5V(10�3m3)
tópico 8:trabalho da força de pressão
VESTIBULARES 2009.1VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 37
(UFG/GO-2009.1) - RESPOSTA: a) 1,5×104 mols b) 373,5×105 JA dissolução do alumínio metálico em ácido clorídrico produz hi-drogênio gasoso, conforme a reação química abaixo.
Al(s) + 3HCl(aq) AlCl3(aq) + 3/2H2(g)
Um aparato foi construido para que todo gás produzido nessareação química seja utilizado para mover um pistão em um cilin-dro contra uma pressão externa constante, conforme esboçadona figura ao lado.
a) Calcule o número de mols de H2 que serão produzidos peladissolução completa de 270 kg de alumínio no ácido a 300K.b) Calcule o trabalho mecânico (em joules) realizado pelo gás a300K. Considere o hidrogênio um gás ideal.
Dados:Constante universal dos gases R = 8,3 J/KmolMassa molar do Al é 27 g/mol
VESTIBULARES 2009.2
(UFPR-2009.2) - ALTERNATIVA: AUma amostra de um gás considerado perfeito é levada do estadoA ao estado C, segundo a transformação ABC indicada na figuraabaixo:
Sabendo-se que 1 cal = 4,18 J, o trabalho realizado pelo gásdurante a transformação será aproximadamente de:*a) 86,1 kcal.b) 8,61 kcal.c) 0,861 kcal.d) 0,861 cal.e) 0,00861 cal.
(CEFET/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AEm um diagrama pressão versus volume, um ciclo térmico deli-mita uma área que representa uma seqüência de transforma-ções sofridas por um gás. A área interna desse ciclo é igual à(ao)*a) trabalho efetivo.b) calor da fonte fria.c) eficiência térmica.d) rendimento térmico.e) calor da fonte quente.
(UNESP-2009.2) - RESPOSTA: = (3 2)P1V1 e TB = 4T1O gráfico da pressão (P) em função do volume (V) representa atransformação gasosa AB sofrida por uma determinada amostrade gás ideal. Sabe-se que V2 = 2 V1, P2 = 2 P1 e que, em A, atemperatura absoluta do gás é T1.
Determine o trabalho realizado pelo gás, em função de P1 e V1, esua temperatura em B, em função de T1.
(VUNESP/UNINOVE-2009.1) - ALTERNATIVA: CCerta massa de gás ocupa, inicialmente, 0,5 litro de um recipien-te, sob pressão de 1,0 atm. O gás recebe certa quantidade decalor e aumenta sua energia interna em 12,5 cal, passando aocupar um volume de 1,2 litro, sob pressão de 1,8 atm, comomostra o gráfico da pressão (p) em função do volume (V).
Considerando-se 1 atm = 105 Pa e 1 cal = 4 J, a quantidade decalor que o gás absorve nessa transformação é, em cal, dea) 98.b) 48.*c) 37.d) 24,5.e) 12,5.
(UDESC-2009.1) - ALTERNATIVA: CO gráfico abaixo apresenta dois processos termodinâmicos dis-tintos, utilizados para levar uma massa gasosa de gás ideal deuma temperatura inicial T0 até uma temperatura TX. O primeiro(A) é um processo isobárico e o segundo (B) é um processoisocórico.
Analise as afirmativas abaixo, relacionadas aos processostermodinâmicos descritos no gráfico:I. A variação de energia interna do gás foi a mesma nos doisprocessos.II. A quantidade de calor fornecida ao gás foi a mesma nos doisprocessos.III. A temperatura TX é maior do que a temperatura T0.Assinale a alternativa correta.a) Somente a afirmativa III é verdadeira.b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.*c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.d) Somente a afirmativa II é verdadeira.e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
(UFRJ-2009.1) - RESPOSTA: | QAB | = 4p0V0 3Um gás ideal se encontra em um estado de equilíbriotermodinâmico A no qual tem volume V0 e pressão p0 conheci-dos. O gás é então comprimido lentamente até atingir um estadode equilíbrio termodinâmico B no qual seu volume é V0 3.
Sabendo que o processo que leva o gás do estado A ao estado Bé o indicado pelo segmento de reta do diagrama, e que os esta-dos A e B estão em uma mesma isoterma, calcule o calor totalQAB cedido pelo gás nesse processo.
(UTFPR-2009.1) - ALTERNATIVA: DCerta massa de um gás sofre uma transformação termodinâmicaadiabática e realiza um trabalho. Considere as seguintes afirma-ções sobre o estado da massa do gás, depois da transformaçãoter se efetivado:I) A massa do gás apresenta um aumento de energia interna.II) A quantidade de calor recebida pelo gás foi nula.III) A perda de energia interna do gás é igual a quantidade decalor cedida para o meio externo.IV) O trabalho realizado pelo gás é igual à perda de sua energiainterna.É correto apenas o que se afirma em:a) I.b) II e III.c) I e II.*d) II e IV.e) III.
(FGV/SP-2009.1) - ALTERNATIVA: CDentre as transformações realizadas por um gás ideal, é certoquea) não há variação da energia interna nas transformaçõesisobáricas.b) a temperatura se mantém constante, tanto nas transforma-ções isotérmicas quanto nas isométricas.*c) nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre ogás e o recipiente que o contém.d) não há realização de trabalho nas transformações isotérmicas,uma vez que nelas o volume não varia.e) tanto a pressão quanto o volume do gás se mantêm constan-tes nas transformações isométricas.
(CEFET/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: EUm gás perfeito, durante uma transformação isométrica, absor-ve uma quantidade de calor Q. Sendo U a variação da energiainterna e T o trabalho por ele realizado, é correto afirmar quea) U = 0 e T = Q.b) U = 0 e T = 0.c) U = T e Q = 0.d) U = Q e T = Q.*e) U = Q e T = 0.
tópico 9:leis da termodinâmicaVESTIBULARES 2009.1
VESTIBULARES 2009.2 PÁG. 47
1a LEI DA TERMODINÂICA
(UFU/MG-2009.1) - RESPOSTA: 1V; 2F; 3F; 4FUma certa quantidade de um gás ideal monoatômico realiza umciclo A B C A, conforme o diagrama de pressão (P) xvolume (V), abaixo.
Com base nessas informações, marque para as alternativas abai-xo (V) Verdadeira ou (F) Falsa.1 ( ) A temperatura do gás em C é vinte vezes maior do que atemperatura em A.2 ( ) A pressão do gás em A é quatro vezes menor do que apressão do gás em B.3 ( ) A temperatura do gás em B é maior do que a temperatura dogás em C.4 ( ) Na transformação isobárica, A B, todo o calor fornecido aogás é convertido em trabalho, que é igual a 3PV.
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DAumenta-se a pressão de certa quantidade de gás ideal, inicial-mente à pressão P1, volume V1 e temperatura T1, através de doisprocessos diferentes. No primeiro processo, o gás é aquecidocom o volume do gás mantido constante até a pressão dobrar devalor. No segundo processo, o gás, partindo das mesmas condi-ções iniciais (P1, V1, T1) é resfriado à pressão constante até ovolume ser reduzido à metade e depois, mantendo constante ovolume reduzido, é aquecido até que a pressão dobre de valor.Sobre esses dois processos, podemos afirmar que:a) a temperatura final atingida em ambos os processos é a mes-ma.b) a variação da energia interna do gás em ambos os processosé a mesma.c) o trabalho realizado sobre o gás em ambos os processos é omesmo.*d) a temperatura final atingida no primeiro processo é maior quea temperatura final atingida no segundo processo.e) o trabalho realizado sobre o gás, no primeiro processo, é dife-rente de zero.
(ITA/SP-2009.1) - RESPOSTA: QAB = 70 JTrês processos compõem o ciclo termodinâmico ABCA mostra-do no diagrama P x V da figura. O processo AB ocorre a tempe-ratura constante. O processo BC ocorre a volume constante comdecréscimo de 40 J de energia interna e, no processo CA,adiabático, um trabalho de 40 J é efetuado sobre o sistema. Sa-bendo-se também que em um ciclo completo o trabalho total re-alizado pelo sistema é de 30 J, calcule a quantidade de calortrocado durante o processo AB.
(UDESC-2009.1) - RESPOSTA: a) 1500 J b) nulo c) 2.105 N/m2
O gráfico abaixo mostra a variação do volume de um gás perfei-to, em função da temperatura. A transformação entre os estadosA e B ocorre à pressão constante de 105 N/m2, e a energia inter-na do gás aumenta em 1000 J. Durante a transformação entre osestados B e C, o gás recebe calor.
Calcule:a) a quantidade de calor recebida pelo gás entre os estados A eB;b) o trabalho realizado sobre o gás entre os estados B e C;c) o valor da pressão do gás no estado C.
(UDESC-2009.1) - RESPOSTA: a) Em = 6,21×10�21J b) = 63oC
c) p = 1,67×105 PaUm motorista, antes de iniciar sua viagem, calibrou os pneus deseu carro, deixando-os a uma pressão manométrica de 150×103
Pa. No momento da calibração a temperatura ambiente e dospneus era de 27,0 °C. Quando chegou ao destino de sua viagem,o motorista percebeu que a pressão manométrica do ar (gás)nos pneus aumentara para 160×103 Pa. Considere o ar dentrodos pneus como sendo um gás ideal. Dado: constante deBoltzmann k = 1,38×10�23 J/K.a) Calcule a energia cinética média das moléculas do gás nointerior dos pneus, no início da viagem.b) Ao chegar ao destino, qual a temperatura do gás nos pneus,sabendo que eles expandiram, aumentando seu volume internoem 5%.c) Considerando as condições iniciais da viagem e que os pneussuportem, no máximo, uma variação de volume de 8%, calcule apressão do gás no interior dos pneus nessa condição limite. Sabe-se ainda que a temperatura do gás dentro dos pneus, na condi-ção limite, atinge aproximadamente 360 K.
RESOLUÇÃO: UFV/MG-2009.1:U = NEc = (3/2)nRT = (3/2)pV N(1/2)mv2med = (3/2)pV
p = 1/3(N/V)mv2medOBS.: Por ser um teste é possível se resolver por exclusão usan-do análise dimensional, pois, a única alternativa que tem dimen-sões de pressão é a alternativa A.
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: A (RESOLUÇÃO NO FINAL)Considere um recipiente de volume V contendo N moléculas deum gás ideal, cada uma de massa m. Sendo v2med a média dosquadrados das velocidades, segundo o modelo cinético de umgás, é CORRETO afirmar que a pressão que ele exerce sobre asparedes do recipiente que o contém é:
*a)
b)
c)
d)
13
NV
mv2med
13(NV)mv2med
13
NV v2med
m
13 N
V v2medm
(UFMS-2009.1) - ALTERNATIVA: EA autoclave é um equipamento geralmente utilizado paradescontaminação de fungos e microorganismos não desejáveisem soluções que serão utilizadas em conservas de alimentos.Seu princípio de funcionamento é semelhante ao de uma grandepanela de pressão, mas, além da válvula para controle de pres-são interna, a autoclave possui dois instrumentos de medidas, otermômetro e o manômetro para controle da temperatura T e dapressão P do seu interior. Para aquecimento, existe uma resis-tência elétrica R imersa em água contida em seu interior. Acimado nível dessa água, existe uma tela plana que serve de apoiopara recipientes com as soluções para a descontaminação.Considere que foi colocada água, no interior do recipiente, paraser descontaminada, e que, em seguida, o recipiente e aautoclave, foram vedados na temperatura T0 e na pressão P0 doambiente, veja a figura.Depois a resistência elétrica da autoclave é ligada e todo o siste-ma começa a ser aquecido lentamente até que todo o interior daautoclave e o interior do recipiente atingem o equilíbrio térmiconuma temperatura T maior que T0, mas menor que a temperatu-ra de ebulição da água. Considere o ar contido no interior daautoclave e no interior do recipiente como sistemastermodinâmicos S1 e S2, respectivamente, e que, durante o aque-cimento, o ar desses dois sistemas tem um número invariável demoléculas e se comporta como gás ideal. Com fundamentos natermodinâmica, assinale a alternativa correta.
a) Se ambos os sistemas, S1 e S2, estão sendo aquecidos lenta-mente, estão sofrendo um processo termodinâmico isotérmico.b) Se ambos os sistemas, S1 e S2, estão sendo aquecidos lenta-mente, não está havendo transferência de calor entre o recipien-te e o sistema S1.c) Enquanto os sistemas S1 e S2 estão sendo aquecidos, suasenergias internas aumentam devido à realização de trabalhossobre eles.d) Como o recipiente é mantido sempre fechado, a pressão dosistema S2 não varia durante o aquecimento.*e) Enquanto os sistemas S1 e S2 estão sendo aquecidos, suasenergias internas aumentam e a pressão aumenta linearmentecom a temperatura
(UFMS-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 005 (001+004)Uma nutricionista deseja embalar, em baixa pressão, um alimen-to sólido que está no interior de um saco plástico. Para isso,utiliza uma bomba para baixa pressão que possui um tubo emsua extremidade e um êmbolo que, quando se encontra na posi-ção inicial, deixa o volume de ar no cilindro equivalente a zero; e,quando está na expansão máxima, deixa o volume de ar na cavi-dade cilíndrica equivalente a Vf . A nutricionista mantém o êmbo-lo da bomba inicialmente fechado, coloca o tubo no interior dosaco plástico e amarra fortemente o saco plástico em torno dotubo para não ocorrer vazamento de ar. No interior do saco plás-tico, já existe um volume V0 de ar envolvendo o alimento, veja afigura A. Então a nutricionista executa rapidamente uma expan-são máxima do êmbolo, de maneira que não haja troca de calornesse processo, e permanece com o êmbolo nessa posição atéo sistema entrar novamente em equilíbrio térmico com a vizi-nhança, veja a figura B. Considere como sistema termodinâmicoapenas o ar contido no interior do saco, e que, no início da ope-ração todo o sistema está em equilíbrio termodinâmico com avizinhança; e, no final da operação, todo o ar que estava no inte-rior do saco foi retirado e agora ocupa o volume Vf no interior dacavidade cilíndrica da bomba, e que Vf >V0, veja a figura B. Aslinhas contínuas, nas figuras I, II e III, mostram possíveis trans-formações termodinâmicas que o sistema sofreu, representadasno diagrama Pressão (P) versus Volume (V), e as linhas curvaspontilhadas representam a isotérmica da temperatura ambiente.Com fundamentos na termodinâmica, assinale a(s)proposição(ões) correta(s).
(001) A figura II é a que melhor re-presenta as transformaçõestermodinâmicas sofridas pelo siste-ma desde o início da expansão atéatingir o equilíbrio térmico com a vi-zinhança.(002) O sistema não trocou calorcom a vizinhança em todas as trans-formações termodinâmicas ocorri-das.(004) Durante a expansão rápida, aenergia interna do sistema diminuiu.(008) Enquanto a nutricionista se-gura o êmbolo em Vf , após expandi-lo rapidamente, o sistemarealiza trabalho.(016) Durante a expansão, o sistema não trocou calor, portantosua temperatura permaneceu constante.
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DEm um certo processo termodinâmico, o sistema não troca calorcom a sua vizinhança. É CORRETO inferir que, nesse processo,necessariamente:a) a pressão no sistema aumenta.b) a temperatura do sistema é constante.c) o trabalho realizado pelo sistema é igual ao produto da suapressão inicial pela variação de volume.*d) o módulo da variação da energia interna do sistema é igual aomódulo do trabalho realizado por ele.
(UFMS-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 024 (008+016)Uma dona de casa, após enxaguar um prato e um copo sob águacorrente de uma torneira da pia, coloca o prato com a concavidadepara cima sobre a pia e o copo com a boca aberta para baixosobre o prato que ainda contém um pouco de água no seu fundo;nesse momento, a pressão do ar, contido no interior do copo, éigual à pressão atmosférica P0 das vizinhanças, veja a figura A.Após deixar esse sistema entrar em equilíbrio térmico com asvizinhanças, sem vazamento de ar no interior do copo, verifica-se que parte da água, que estava no fundo do prato, entrou nointerior do copo, permanecendo em um nível superior ao nível daágua remanescente no prato, veja a figura B. Considere o ar,contido no interior do copo, como sistema físico termodinâmico,e a temperatura e a pressão atmosférica das vizinhanças, invari-áveis. Com fundamentos na termodinâmica, é correto afirmar:
(001) O ar, contido no interior do copo, sofreu uma transforma-ção termodinâmica isotérmica.(002) A pressão P0 e a densidade do ar contido no interior docopo, figura A, são maiores que a pressão P e a densidade do arcontido no interior do copo na figura B.(004) O produto da pressão (P) pelo volume (V) do ar contido nointerior do copo permaneceu constante.(008) O ar, contido no interior do copo, trocou calor com as vizi-nhanças, diminuindo sua energia interna.(016) A dona de casa enxaguou o copo em água com temperatu-ra maior que a da vizinhança.
(UFV/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) Po 2 b) nula c) �0,14RTod) �0,533RTo e) 1,48RToUm mol de um gás ideal sofre os processos mostrados no dia-grama pressão versus volume da figura ao lado. O processo ab éisotérmico e o processo bc é adiabático. No processo bc o gásrealiza trabalho W = 0,14RTo, sendo R a constante dos gases eTo a temperatura no ponto a. No processo cd a variação de ener-gia interna do gás é U = �1,34RTo. Em função de (no máximo)R, To e Po, calcule:
a) a pressão P1.b) a variação de energia interna no processo ab.c) a variação de energia interna no processo bc.d) o trabalho no processo cd.e) a variação de energia interna no processo da.
(UNIFOR/CE-2009.1) - ALTERNATIVA: CUma dada massa de gás sofre a transformação cíclica ABCArepresentada abaixo no gráfico da pressão (p) em função do vo-lume ocupado (V).
Sobre essa situação, é correto afirmar que na transformação doestadoa) A para o estado B a energia interna do gás diminuiu.b) B para o estado C o gás realizou trabalho sobre o meio.*c) C para o estado A a energia interna do gás não variou.d) B para o estado C a energia interna do gás aumentou.e) C para o estado A o gás recebeu calor do meio.
(UFPE-2009.1) - RESPOSTA: Q = 75 JUm mol de um gás ideal mono-atômico, com calor específicomolar a volume constante cV = 3R/2, ocupa inicialmente um volu-me de 1,5 L à pressão de 1,0 atm. A partir deste estado, o gás éaquecido a pressão constante até atingir um volume de 1,8 L.Determine o calor cedido ao gás durante este processo, em joules.Considere 1,0 atm.L = 100 J.
(UNIFAL/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AO diagrama a seguir da pressão (P) em função do volume (V)mostra as transformações termodinâmicas sofridas por um gásideal em um ciclo termodinâmico fechado.
Analise as assertivas e assinale a alternativa correta.I. O gás sofre uma transformação isocórica para ir de A até B.II. A variação da energia interna do gás só depende da variaçãoda temperatura.III. O trabalho realizado pelo gás é obtido calculando a área doretângulo ABCD.IV. A energia interna do gás não varia quando o gás passa doestado A para o estado D.V. A temperatura em TD é igual a (P1 / P2)TA.*a) Apenas II, III e V são verdadeiras.b) Apenas I é verdadeira.c) Apenas III é verdadeira.d) Apenas I, III e IV são verdadeiras.e) Apenas II, III e IV são verdadeiras.
(CEFET/RJ-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma amostra de um gás ideal é comprimida lenta e linearmentea partir do volume inicial 2V0 e pressão P0 até o volume final V0,conforme ilustrado no gráfico.Sabendo que a temperatura final do gás é igual à temperaturainicial, a pressão final e o calor trocado pelo gás durante o pro-cesso, valem respectivamente,a) (2/3)P0 e 3P0V0.*b) 2P0 e (3/2)P0V0.c) 2P0 e (2/3)P0V0.d) (3/2)P0V0 e 2P0V0.
(CEFET/RJ-2009.1) - RESPOSTA: a) 2 b) 9P0V0 2 c) �10P0V0Um cilindro com um pistão móvel contendo um mol de um gásideal monoatômico, em equilíbrio termodinâmico ocupa um volu-me V0 à pressão P0 (ponto A no diagrama P×V abaixo). O gássofre inicialmente uma variação linear da pressão com o volume,até dobrar a pressão e quadruplicar o volume, atingindo o estadode equilíbrio termodinâmico B. Em seguida, sofre um novo pro-cesso, terminando de alcançar o estado de equilíbriotermodinâmico C, onde o seu volume passa a ser 2V0. Dê assuas respostas em função, apenas de V0 e P0.
a) Determine a razão TB TC, onde TB é a temperatura do gás noestado B e TC é a temperatura do gás no estado C.b) Calcule o trabalho realizado pelo gás no processo de Apara B.c) Calcule o calor trocado pelo gás no processo de B para C,dizendo se o mesmo é cedido ou recebido pelo gás.
(CEFET/CE-2009.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: BUm gás real (moléculas de tamanho não-nulo que se atraem,quando se afastam além de uma certa distância) se expandelivremente dentro de um recipiente de paredes adiabáticas (pa-redes que não permitem trocas de energia com o ambiente fixase na forma de calor).Sobre o trabalho W realizado pelo gás, a variação de sua tempe-ratura T e a variação de sua energia interna U, é correto afir-mar que:a) W = 0, T = 0, U = 0 *b) W = 0, T < 0, U = 0c) W > 0, T > 0, U > 0 d) W < 0, T = 0, U < 0e) W > 0, T > 0, U < 0
(UFLA/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm sistema constituido por n = 2 mols de um gás diatômico idealsofre a transformação adiabática AB entre duas temperaturas T1= 400 K e T2 = 800 K, conforme mostra o diagra P×V.Considerando R = 2 cal/mol.K, calor específico a pressão cons-tante cp = 7 cal/mol.K e 1 cal = 4,2 J, o travalho envolvido natransformação AB é*a) 16800 J.b) 23520 J.c) 40320 J.d) 4000 J.
(UFLA/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) U = �7500 cal, Q = �7500cal e W=0 b) U=+7500 cal, Q =+12500 cal e W =+5000 calUm sistema constituído por n = 6,25mols de um gásmonoatômicoideal é submetido às transformações AB e BC entre as isotermasT1 = 400 K e T2 = 800 K, conforme o diagrama P×V abaixo.
Para efeito de cálculo, considere o calor específico molar a volu-me constante cV = 3 cal/(mol.K) e a constante dos gases perfei-tos R = 2 cal/(mol.K).a) Com relação à transformação AB, calcule a variação da ener-gia interna UAB, o calor envolvido QAB e o trabalho realizadoWAB.b) Com relação à transformação BC, calcule a variação da ener-gia interna UBC, o calor envolvido QBC e o trabalho realizadoWBC.
(UNICENTRO/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: CEste gráfico, pressão (P) x volume (V), representa o comporta-mento de um gás ideal, que passou do estado 1 para o estado 2,através de dois processos distintos, A e B:
Sobre essas mudanças ocorridas com o gás, foram feitas asseguintes afirmativas:I - no processo A o gás sofreu uma expansão isotérmica;II - os trabalhos realizados pelo gás, em ambos os processos,foram iguais;III - no processo B a quantidade de calor recebida pelo gás foimaior que o trabalho realizado por ele;IV - as variações da energia interna do gás, em ambos os pro-cessos, foram iguais;V - o aumento de volume do gás no processo A foi maior que oaumento de volume no processo B.São CORRETASa) apenas I e II.b) apenas I e V.*c) apenas III e IV.d) apenas II, III, IV e V.e) I, II, III, IV e V.
(VUNESP/UNICISAL-2009.1) - ALTERNATIVA: BCerta massa de gás ideal é aquecida e passa pela transforma-ção ilustrada no gráfico da pressão (p), em função do volume (V)da figura. Durante o processo, sua energia interna sofre um acrés-cimo de 110 J.Sabendo que 1 atm = 1,0 × 105 Pae que 1 m3 = 103 L, o trabalho rea-lizado pelo gás e o calor por ele re-cebido nessa transformação serão,respectivamente, em joules, dea) 19 e 129. d) 1 900 e 2 010.*b) 190 e 300. e) 2 200 e 2 310.c) 300 e 410.
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm gás ideal é submetido a um processo em que o volume e apressão variam simultaneamente de (P1,V1) até (P2,V2), comomostra o gráfico P × V da figura abaixo. A respeito desse proces-so podemos afirmar que:
*a) a energia interna do gás aumenta, calor é fornecido ao gás eo gás realiza trabalho.b) a energia interna do gás aumenta, calor é retirado do gás e ogás realiza trabalho.c) a energia interna do gás aumenta, calor é retirado do gás etrabalho é realizado sobre o gás.d) a energia interna do gás diminui, calor é fornecido ao gás e ogás realiza trabalho.e) a energia interna do gás diminui, calor é retirado do gás e ogás realiza trabalho.
(UFJF/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: DUm mol de um gás ideal monoatômico, encerrado em um cilindroprovido de um êmbolo capaz de deslizar sem atrito, é aquecidoda temperatura T1 até a temperatura T2, dilatando do volumeinicial V1 até o volume final V2. Durante o processo de expansão,o gás permanece à pressão constante P0. Nesse processo, otrabalho realizado pelo gás, o calor fornecido ao gás e a variaçãoda energia interna do gás são, respectivamente:a) RT1; (3/2)R(T2 � T1); P0(V2 � V1).b) P0(V2 � V1); (3/2)R(T2 � T1); RT1.c) (3/2)R(T2 � T1); P0(V2 � V1); RT1.*d) P0(V2 � V1); (5/2)R(T2 � T1); (3/2)R(T2 � T1).e) (3/2)R(T2 � T1); P0(V2 � V1); (5/2)R(T2 � T1).
(UFAL-2009.1) - ALTERNATIVA: C (RESOLUÇÃO NO FINAL)Uma dada quantidade de um gás pode passar do estadotermodinâmico A para o C através dos percursos ABC ou AC(sem passar por B), mostrados no diagrama pressão vs. volumea seguir. Denotando por E a variação da energia interna do gás,por W o trabalho realizado pelo gás e por Q o calor absorvidopelo gás numa transformação termodinâmica, assinale a alter-nativa correta.a) WABC > WACb) WABC < 0 e WAC > 0*c) QABC < QACd) EABC > EACe) EABC < EAC
RESOLUÇÃO UFAL-2009.1:WABC < 0, WAC < 0 e | WABC | > | WAC | WABC < WACEABC = EAC QABC - WABC = QAC - WACQABC - QAC = WABC - WAC < 0 QABC < QAC
OBS.: QABC < 0, QAC < 0 e | QABC | > | QAC |
(UESPI-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm sistema sofre uma transformação termodinâmica do estadoA para o estado B. Denotando por Q o calor cedido pelo sistemanessa transformação, por W o trabalho realizado pelo sistema, epor E = EB � EA a variação da energia interna do sistema, aprimeira lei da Termodinâmica para esta transformação pode serexpressa como*a) E = �Q � W. d) E = Q + W.b) E = �Q + W. e) E = (�Q + W) (Q � W).c) E = Q � W.
(UEMG-2009.1) - ALTERNATIVA: AUm gás é aquecido no interior de um recipiente dotado de êmbo-lo móvel, de tal maneira que o trabalho realizado pelo gás é igualao calor que ele recebe, conforme ilustração a seguir:
Assinale a alternativa que mostra CORRETAMENTE o que acon-teceu, durante o processo, nas condições descritas acima:*a) A temperatura do gás permaneceu constante.b) A pressão do gás permaneceu constante.c) A temperatura do gás aumentou, pois ele é aquecido.d) A pressão e a temperatura do gás permaneceram constantes.
(UFES-2009.1) - RESPOSTA: a) Sim b) 1,25.hatm [cm de Hg]c) (0,25.hatm + 2.h).A [cm
3] d) 0,5.h.A.ln(0,8) [joules]Uma certa quantidade de mercúrio encontra-se em equilíbrio nointerior de um tubo em U. As extremidades do tubo, inicialmenteabertas, encontram-se a uma altura de h0 = 5h cm da superfíciedo mercúrio (Figura 1), onde h é uma constante. A extremidadeesquerda do tubo é, então, lacrada (fechada) e mais mercúrio éintroduzido muito, muito lentamente pela extremidade direita dotubo, até que a coluna de mercúrio do lado esquerdo (fechado)suba h1 = h cm (Figura 2). A área da secção transversal do tuboé A cm2 e a pressão atmosférica local é hatm cm de mercúrio(Hg). Considere o ar preso no lado esquerdo do tubo (Figura 2)um gás Ideal.
a) Você espera que a transformação sofrida pelo ar preso nolado esquerdo do tubo seja isotérmica? Justifique sua resposta.b) Calcule, em cm de Hg, a pressão final do ar preso no ladoesquerdo do tubo.c) Calcule, em cm3, a quantidade de mercúrio derramada no in-terior do tubo.d) Calcule, em joules, a quantidade de calor trocada pelo ar pre-so no lado esquerdo do tubo, sabendo que em uma transforma-ção isotérmica o trabalho realizado por um gás ideal é dado por
Wisoter = nRT ln .
Considere hatm cm de Hg igual a 105 Pa.
VfinalVinicial
(UFMG-2009.1) - RESPOSTA: a) p0/dg b) menor (expansãoadiabática)Para estudar o comportamento de um gás, um professor montouo sistema representado nesta figura:
Nesse sistema, um recipiente de volume V, dotado de um êmbo-lo e de um registro R, contém um gás que se comporta como umgás ideal. Um manômetro, que consiste em um tubo de vidro, emforma de U, que contém mercúrio, tem uma de suas extremida-des conectada ao recipiente, por intermédio do registro R, e aoutra extremidade aberta.Inicialmente, o registro está aberto e o gás está à pressão at-mosférica p0 e à temperatura ambiente T0.Sejam d a densidade do mercúrio e he e hd a altura das colunasde mercúrio, nos ramos da esquerda e da direita do tubo, respec-tivamente..a) A partir de certo instante, o professor comprime o êmbolo,lentamente, para que o gás se mantenha à temperatura ambien-te, até reduzir à metade o volume ocupado, no recipiente, pelogás.Considerando essa situação, DETERMINE a diferença de altura(he � hd) entre as duas colunas de mercúrio no tubo de vidro, emtermos de p0, d e g.b) Em seguida, o professor fecha o registro R e puxa o êmbolo,rapidamente, até este retornar à posição inicial.Isso feito, ele abre o registro R e, ao mesmo tempo, observa onível de cada uma das colunas de mercúrio no tubo de vidro.Considerando essa nova situação, RESPONDA:A altura he é menor, igual ou maior que a altura hd?JUSTIFIQUE sua resposta.
(UFOP/MG-2009.1) - RESPOSTA: a) 10 moles b) 24,9 kJc) 37,35 kJObserve, abaixo, o gráfico do volume em função da temperatura.Considere o processo isobárico de um gás monoatômico idealrepresentado no mesmo.Sendo P = 106 N/m2 e R 8,3 J/mol.K, calcule:V( )
a) O número de moles do gás.b) O trabalho realizado pelo gás no processo AB.c) A variação de energia interna do gás no processo AB.
2a LEI DA TERMODINÂICA(UEL/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: DA conservação de alimentos pelo frio é uma das técnicas maisutilizadas no dia-a-dia, podendo ocorrer pelos processos de refri-geração ou de congelamento, conforme o tipo de alimento e otempo de conservação desejado.Sobre os refrigeradores, considere as afirmativas.I. O refrigerador é uma máquina que transfere calor.II. O funcionamento do refrigerador envolve os ciclos de evapo-ração e de condensação do gás refrigerante.III. O gás refrigerante é uma substância com baixo calor latentede vaporização.IV. O processo de refrigeração realiza trabalho ao retirar calor dafonte fria e transferi-lo para a fonte quente.Assinale a alternativa correta.a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas I e III são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.*d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
(UEL/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: EO rendimento ou eficiência de uma máquina térmica ideal é cal-culado por meio da equação
onde Tquente e Tfria representam as temperaturas mais alta (com-bustão) e mais baixa (próxima à temperatura ambiente) de ummotor térmico em um ciclo fechado e são expressas em unida-des Kelvin.Em relação a um motor preparado para usar tanto o óleo dieselconvencional quanto o óleo diesel feito com gordura de frango(biodiesel), considere as afirmativas.
I. A temperatura mais alta a que estará submetido o motor seráigual à da fervura da gordura de frango, que é muito menor doque a temperatura do óleo diesel convencional e, portanto, comum rendimento maior.
II. A equação apresentada descreve o rendimento de uma má-quina ideal, podendo ser utilizada para analisar o rendimento demáquinas reais.
III. O rendimento de um motor independe do tipo de combustívelusado; depende apenas das temperaturas mais alta e mais bai-xa a que está submetido.
IV. O rendimento de qualquer máquina térmica, que pode sercalculado pela equação apresentada no enunciado, é inferior a100%.Assinale a alternativa correta.a) Somente as afirmativas I e III são corretas.b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.c) Somente as afirmativas II e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.*e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma máquina térmica, operando entre duas fontes quente e fria,às temperaturas de 327 oC e 27 oC, respectivamente, realiza umtrabalho de 200 J, ao absorver 1.000 J da fonte quente. Casoessa máquina passasse a operar segundo o ciclo de Carnot, en-tre as mesmas fontes, seu rendimento seria:
a) 100%*b) 50%c) 20%d) 0%
Tquente -TfriaTquente
=
(UEM/PR-2009.1) - RESPOSTA: SOMA = 28 (04+08+16)O diagrama pressão × volume abaixo ilustra a transformaçãocíclica que 1,0 mol de gás ideal sofre.Analisando o gráfico, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
01) O gás sofre as transformações termodinâmicas, seguindo ociclo de Carnot.02) A variação da energia interna do gás quando passa do esta-do A para o estado C seguindo o caminho ABC é maior do quequando segue o caminho ADC, em um processo inverso.04) A pressão em B é 6 × 105 Pa.08) O trabalho realizado no ciclo fechado é 8 × 105 J.16) A variação da energia interna para ir de D para A se deve àvariação da quantidade de calor.
(PUC/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CA palavra ciclo tem vários significados na linguagem cotidiana.Existem ciclos na economia, na literatura, na história e, em geral,com significados amplos, pois se referem a tendências, épocas,etc. Em termodinâmica, a palavra ciclo tem um significado preci-so: é uma série de transformações sucessivas que recolocam osistema de volta ao seu estado inicial com realização de trabalhopositivo ou negativo e a troca de calor com a vizinhança. Assim,por exemplo, os motores automotivos foram bem compreendi-dos a partir das descrições de seus ciclos termodinâmicos.Considere o quadro a seguir onde são apresentadas três máqui-nas térmicas operando em ciclos entre fontes de calor nas tem-peraturas 300K e 500K. Q e W são, respectivamente, o calortrocado e o trabalho realizado em cada ciclo.
Máquina Q(Joule) W(Joule)A 10.000 10.000B 12.000 6000C 8000 3000
De acordo com a termodinâmica, é possivel construir:a) as máquinas A, B e C.b) a máquina B apenas.*c) a máquina C apenas.d) a máquina A apenas.
(UNIOESTE/PR-2009.1) - ALTERNATIVA: DA termodinâmica sistematiza as leis empíricas sobre o compor-tamento térmico dos corpos macroscópicos e obtém seus con-ceitos diretamente dos experimentos. Tendo como base as leisda termodinâmica, analise as seguintes proposições:I � Uma transformação adiabática é aquela em que o sistemanão troca calor com a vizinhança. Então o trabalho realizado pelosistema é feito à custa da diminuição da energia interna do siste-ma.II � Em uma máquina térmica a energia térmica é integralmentetransformada em trabalho.III � É impossível a energia térmica fluir espontaneamente de umsistema mais frio para um sistema mais quente.IV� O ciclo de Carnot é um ciclo reversível ideal com o qual seriapossível obter o máximo rendimento.Estão corretasa) I e II b) I e IV c) III e IV *d) I, III e IVe) Todas
(UFPE-2009.1) - ALTERNATIVA: CUm recipiente rígido e termicamente isolante, de volume V, édividido em dois compartimentos, que são separados por umaválvula inicialmente fechada. O compartimento da esquerda con-tém um gás ideal, e o da direita está completamente vazio (ver afigura).Abre-se então a válvula, e o gás se expande livremente até ocu-par todo o volume disponível nos dois compartimentos. Nessecontexto, qual das afirmativas abaixo está correta?
a) A entropia do gás e a sua energia interna permanecem cons-tantes.b) A entropia do gás permanece constante, e a sua energia inter-na diminui.*c) A entropia do gás aumenta, e a sua energia interna permane-ce constante.d) A entropia do gás e a sua energia interna diminuem.e) A entropia do gás e a sua energia interna aumentam.
(CEFET/CE-2009.1) - ALTERNATIVA: BUma máquina de CARNOT, reversível, é projetada para operarentre duas fontes térmicas, seguindo o ciclo representado a se-guir. O rendimento da referida máquina éa) 10%*b) 20%c) 25%d) 50%e) 80%
p (Pa)
V (m3)127 oC
227 oC
(UECE-2009.1) - ALTERNATIVA: CImagine um sistema termicamente isolado, composto por cilin-dros conectados por uma válvula, inicialmente fechada. Um doscilindros contêm um gás perfeito, mantido à pressão de 1 atm, eno outro, tem-se vácuo.Abrindo-se a válvulaa) o gás se expande e, assim, sua temperatura diminui.b) a entropia do sistema se mantém constante, pois não há trocade calor.*c) a entropia do sistema aumenta, porque o processo éirreversível.d) a energia interna do gás diminui, porque sua pressão diminui.
(UFRN-2009.1) - ALTERNATIVA: BAté o século XVIII, pensava-se que uma máquina térmica, ope-rando numa condição mínima de atrito, poderia converter em tra-balho útil praticamente toda a energia térmica a ela fornecida.Porém, Sadi Carnot (1796-1832) mostrou que, em se tratando daenergia fornecida a uma máquina térmica, a fração máxima quepode ser convertida em trabalho útil depende da diferença detemperatura entre a fonte quente e a fonte fria e é dada por:
e = ,
onde T1 é a temperatura da fonte fria, e T2 é a temperatura dafonte quente.Dessas afirmações, pode-se concluir que uma máquina térmicaa) pode converter em trabalho útil toda a energia térmica a elafornecida, mesmo que funcione em condições mínimas de atrito.*b) não pode converter em trabalho útil toda a energia térmica aela fornecida, mesmo que funcione em condições mínimas deatrito.c) pode converter em trabalho útil toda a energia térmica a elafornecida, desde que a temperatura da fonte fria seja 0 oC.d) não pode converter em trabalho útil toda a energia térmica aela fornecida, a menos que a temperatura da fonte fria seja dife-rente de 0 oC .
T2 � T1T2
(UFCG/PB-2009.1) - ALTERNATIVA: BPretende-se utilizar em sondas espaciais uma máquina térmicainventada no século XIX por Stirling e que, nas condições detrabalho, é a que maior aproximação tem com o rendimento damáquina de Carnot. O desenho mostra os diagramas PV e TS(Temperatura x Entropia) para um ciclo do seu funcionamentoideal. Suponha que um gás ideal seja a substância de trabalhodo sistema.
Em relação a essa maquina térmica, pode-se afirmar, EXCETO,quea) na transformação 2 3 ha transferência de energia, por calor,da vizinhança para o sistema.*b) a diminuição da entropia (S) do sistema durante a transfor-mação 4 1 significa que ha transferência de energia, por calor,da vizinhança para o sistema.c) pode-se afirmar com segurança que, no diagrama PV, atransformacao 3 4 e isotérmica.d) a energia interna do sistema aumenta na transformação 2 3.e) as quantidades de energia trocadas, por calor, nas transfor-mações 2 3 e 4 1 são iguais.
(UECE-2009.1) - ALTERNATIVA OFICIAL: DUm aluno, estudando física térmica, fez as seguintes afirmações:( ) A variação da energia interna de um sistema em um processotermodinâmico é a diferença entre o trabalho realizado e o calortrocado com o meio.( ) O rendimento máximo de uma máquina térmica é 1.( ) A energia do universo sempre se mantém constante.( ) O calor sempre flui espontaneamente de um corpo quentepara um corpo frio.Classifique as afirmações anteriores como verdadeiras (V) oufalsas (F), baseando-se, somente, no enunciado da Segunda Leida Termodinâmica, e assinale a opção que contem a seqüênciacorreta, de cima para baixo.a) V, F, V, Fb) V, F, V, Vc) F, V, V, F*d) F, F, F, V
(UFV/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: CA figura abaixo representa um ciclo de operação de uma máqui-na térmica reversível com rendimento R. Suponha que o funcio-namento da máquina seja invertido, de modo que ela seja trans-formada em um refrigerador. Sabendo que a eficiência de umrefrigerador é | Q2 | | W |, em função de R, essa eficiência será:a) (R - 1) Rb) 1 R*c) (1 - R) Rd) (1 + R) R
(UFLA/MG-2009.1) - ALTERNATIVA: BNo diagrama p×V abaixo está representado um ciclotermodinâmico ABCA percorrido por um gás ideal. As quantida-des de calor envolvidas nas transformaçõesAB eCA, emmódulo,são: | QAB | = 60.000 cal e | QCA | = 28.000 cal. Considerando 1cal= 4 J, o rendimento no ciclo éa) 31%.*b) 5%.c) 47%.d) 1%.
(UESPI-2009.1) - ALTERNATIVA: CA afirmação �é impossível transformar completamente calor emtrabalho, com nenhuma outra mudança ocorrendo no ambiente�diz respeito àa) lei zero da Termodinâmica.b) primeira lei da Termodinâmica.*c) segunda lei da Termodinâmica.d) terceira lei da Termodinâmica.e) quarta lei da Termodinâmica.
(IF/CE-2009.2) - RESPOSTA: a) zero b) +200 JEm uma transformação isotérmica, um gás ideal realiza um tra-balho de 200 J. Calculea) a variação da energia interna do gás;b) a energia recebida pelo gás na forma de calor.
(PUC/PR-2009.2) - ALTERNATIVA: CNa figura é mostrado esquematicamente um ciclo completo deum motor a combustão interna de �quatro tempos�: (a) uma mis-tura de ar e combustível vinda do carburador enche o cilindroenquanto o pistão se movimenta para baixo; (b) o pistão se movepara cima e comprime a mistura adiabaticamente, pois não ocor-re transferência alguma de calor, nem para fora nem para dentroda mistura; (c) uma centelha inicia a ignição e leva a mistura auma alta temperatura; (d) a expansão adiabática empurra o pis-tão para baixo, num golpe potente; e (e) os gases da queima sãoexpulsos pelo tubo de descarga. Então a válvula de admissão seabre, e o ciclo recomeça. Cada tempo do motor constitui um pro-cesso termodinâmico sobre o conteúdo do cilindro. Os quatrotempos, também chamados �estágios�, são: (a-b) admissão, (b-c) compressão, (c-d) explosão e (d-e) exaustão.Analise as afirmações a seguir usando os princípios e conceitosda termodinâmica.
I. No estágio (b-c), a energia interna da mistura aumenta.II. No estágio (c-d), a energia interna da mistura diminui.III. No estágio (d-e), mesmo antes de a mistura trocar calor como ambiente, a energia interna dessa mistura diminui, pois elarealiza trabalho ao expandir contra a atmosfera exterior.Marque a alternativa CORRETA:a) Nenhuma afirmação é verdadeira.b) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.*c) As afirmações I, II e III são verdadeiras.d) Apenas a afirmação I é verdadeira.e) Apenas a afirmação III é verdadeira.
(PUC/RS-2009.2) - ALTERNATIVA: CO êmbolo de um cilindro que contém um gás ideal é empurradopara baixo conforme mostra a figura a seguir.Sabe-se que tanto as paredes do cilindro como o próprio êmboloconstituem-se de materiais que são isolantes térmicos.
Com relação a esse processo, é correto afirmar quea) não houve trocas de energia entre o gás e a vizinhança, e apressão do gás aumentou, enquanto sua temperatura permane-ceu constante.b) não houve trocas de energia entre o gás e a vizinhança, e apressão e a temperatura do gás permaneceram constantes.*c) o gás recebeu energia da vizinhança, e sua pressão e tempe-ratura aumentaram.d) o gás recebeu energia da vizinhança, sua pressão aumentoue a sua temperatura diminuiu.e) o gás perdeu energia para a vizinhança, sua pressão diminuiue sua temperatura permaneceu constante.
(UCS/RS-2009.2) - ALTERNATIVA: ANuma festa ao ar livre, uma criança, em meio às brincadeiras,perde seu balão cheio de um gás ideal, que cai em um lugarexposto ao sol. Amesma criança que o perdeu encontra-o e per-cebe que ele está mais cheio. Isso aconteceu porque, com ocalor do sol,*a) as moléculas do gás ficaram mais agitadas, aumentando apressão.b) a massa das moléculas aumentou, aumentando a pressão.c) a energia cinética das moléculas diminuiu, aumentando a pres-são.d) o aumento de pressão ocorreu por um processo adiabático;portanto, manteve a temperatura constante e variou o volume.e) o aumento de pressão ocorreu por um processo isotérmico;portanto, a temperatura e o volume também variaram.
(UFU/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CO recipiente abaixo contém um certo volume V de gás ideal auma temperatura T e Pressão P.
VESTIBULARES 2009.2
1a LEI DA TERMODINÂICA
As paredes do cilindro são adiabáticas e o fundo fixo do cilindro éfeito de material diatérmico (isto é, permite trocas de calor com omeio externo). Na parte superior do cilindro, há um êmbolo mó-vel, cujo atrito com a parede do cilindro deve ser desprezado. Emum dado instante, é fornecida uma quantidade de calor Q nocilindro, aquecendo-se o gás ideal. Ao mesmo tempo, pequenasesferas de massa m são colocadas lentamente no êmbolo supe-rior, como mostrado na figura acima.Sabendo-se que o gás sofre uma expansão e, com base no pro-cesso acima, assinale a alternativa que melhor representa o ca-minho no diagrama de pressão em função do volume do gás.
a) b)
*c) d)
(UECE-2009.2) - ALTERNATIVA: CSobre um sistema que sofre um ciclo termodinâmico completo,conforme ilustrado na figura a seguir, é correto afirmar que
a) o trabalho realizado pelo sistema é nulo.b) a quantidade de calor trocado com a vizinhança no ciclo énula.*c) o trabalho realizado pelo sistema é igual ao calor trocado nociclo.d) o módulo do trabalho realizado pelo sistema é menor que ocalor trocado no ciclo.
(UDESC-2009.2) - RESPOSTA: a) TB = TC = 520 K b) �264 J(sobre o gás) c) nula em ambosUm sistema contendo um gás ideal monoatômico realiza um ci-clo composto por três processos termodinâmicos, conforme mos-tra o gráfico abaixo.
I - O gás é aquecido a volume constante (processo AB).II - O gás realiza uma expansão isotérmica (processo BC).III - O gás sofre uma compreensão isobárica (processo CA).a) Sabendo que a temperatura no ponto A é de 260 K, determineas temperaturas correspondentes aos pontos B e C.b) Determine o trabalho realizado no processo III (CA). Este tra-balho é realizado pelo gás ou sobre o gás?c) Qual a variação da energia interna no processo II (BC) e nociclo completo?
(UECE-2009.2) - ALTERNATIVA: AA figura a seguir mostra o estado inicial I de um gás ideal e umaisoterma à temperatura T.Considere que o sistema pode mudar de estado por quatro dife-rentes processos, aqui representados por quatro trajetórias, con-forme a figura a seguir. O processo que resulta em aumento daenergia interna é*a) I 1.b) I 2.c) I 3.d) I 4.
(UECE-2009.2) - ALTERNATIVA: BA figura mostra três etapas de um processo termodinâmicoisotérmico à temperatura T, no qual V1 = V2 = V3. Considereque W e U são o trabalho realizado pelo sistema e a variaçãode energia interna em cada etapa, respectivamente.
Observando as três etapas, pode-se afirmar corretamente quea) W1 < W2 e U1 > U2 .*b) W2 > W3 e U2 = U3 .c) W2 < W3 e U2 > U3 .d) W3 > W2 e U1 = U2 .
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 07 (01+02+04)Um gás ideal pode ser levado desde um estado inicial i até umestado final f, seguindo dois caminhos distintos, if e iAf, confor-me o diagrama PV ilustrado abaixo.Assinale o que for correto.
01) Quando o gás é levado do estado i para o estado A, suaenergia interna aumenta.02) Quando o gás é levado do estado A para o estado f, calor étransferido para o mesmo.04) Quando o gás é levado diretamente do estado i para o estadof (caminho if), sua temperatura aumenta.08) O trabalho realizado pelo gás é o mesmo, não importandoqual o caminho escolhido para a realização do processotermodinâmico (caminhos if ou iAf).16) A área do triângulo iAfi corresponde ao trabalho realizadopelo gás quando o caminho iAf for o escolhido para a transforma-ção termodinâmica.
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 14 (02+04+08)Nas mesmas condições iniciais, quantidades iguais de um gásideal são colocadas em dois cilindros A e B, dotados de um êm-bolo móvel sem atrito. O gás do cilindro A recebe Q calorias esofre uma transformação isobárica quase estática. O gás do ci-lindro B recebe a mesma quantidade de calor e sofre uma trans-formação isotérmica quase estática. Ao final das transformaçõestermodinâmicas, é correto afirmar que01) o trabalho realizado pelo gás do cilindro A é maior que otrabalho realizado pelo gás do cilindro B.02) o aumento na energia interna do gás no cilindro A é maiorque o aumento da energia interna do gás no cilindro B.04) a temperatura atingida pelo gás no cilindro A é maior que atemperatura atingida pelo gás no cilindro B.08) a pressão atingida pelo gás no cilindro A é maior que a pres-são atingida pelo gás no cilindro B.16) o volume final do gás no cilindro A é maior que o volume finaldo gás no cilindro B.
(UFPel/RS-2009.2) - ALTERNATIVA: ADe acordo a Termodinâmica considere as seguintes afirmações.I) A equação de estado de um gás ideal, pV = nRT, determina quea pressão, o volume, a massa e a temperatura podem assumir,simultaneamente, quaisquer valores arbitrários.II) A pressão que um gás exerce sobre as paredes do recipienteque o contém pode ser descrita pelas colisões contínuas dasmoléculas desse gás contra as paredes do recipiente.III) A energia cinética média das moléculas de um gás dependedo quadrado da temperatura absoluta.IV) As unidades da constante universal dos gases, R, no SistemaInternacional de Unidades (S.I.) é dada em J/(mol K).São falsas apenas as afirmações*a) I e III. d) I, III e IV.b) I, II e IV. e) II e IV.c) II e III.
(UFLA/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: AUm ciclo hipotético percorrido por um gás ideal é representadono diagrama PV abaixo. O processo AB é adiabático e a transfor-mação CD é um processo isotérmico. Assinale a alternativa COR-RETA.
*a) No processo AB, o calor Q envolvido é igual a ZERO e avariação de temperatura T é positiva.b) No processo BC, o trabalho realizado é positivo e a variaçãode temperatura é T negativa.c) No processo CD, o trabalho realizado é nulo e a variação detemperatura T é positiva.d) No processo DA, o trabalho realizado é positivo e a variaçãode temperatura T é positiva.
2a LEI DA TERMODINÂICA
(UEM/PR-2009.2) - RESPOSTA: SOMA = 02 (02)Analise as seguintes afirmativas:I. Uma das três leis de Newton estabelece que uma força sempreprovoca variação na velocidade de um corpo.II. Uma das três leis de Newton estabelece que as forças sempreaparecem aos pares.III. Uma das três leis da termodinâmica estabelece que, em umamudança de estado de um gás ideal, calor pode ser integralmen-te convertido em trabalho.IV. Uma das três leis da termodinâmica estabelece que uma má-quina de Carnot pode ter rendimento de 100%.Dessas afirmativas, estão corretas01) I e II. 02) II e III. 04) III e IV. 08) IV e I. 16) II e IV.
(UFLA/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: CO esquema simplificado abaixo representa um motor térmico.Considere o calor absorvido do reservatório quente Q1 = 4×10
4
joules a cada segundo e o rendimento desse motor igual a 40%do rendimento de um motor de CARNOT, operando entre osmesmos reservatórios T1 e T2. Pode-se afirmar que a potênciado referido motor é:a) 30 kWb) 18 kW*c) 12 kWd) 16 kW
(UFOP/MG-2009.2) - ALTERNATIVA: DSuponhamos que seja filmado um jogo de bilhar em que as bolasestejam inicialmente colocadas na forma de um triângulo simé-trico e concentradas no centro da mesa. Um jogador lança a bolabranca, espalhando as demais bolas. Se passarmos o filme �aocontrário� para alguém, essa pessoa verá as bolas espalhadasse �juntarem� em uma forma simétrica novamente, enquanto abola branca �recua�. De imediato, concluirá que o filme foi passa-do em reverso. O observador pode deduzir isso porque, no filmereverso, ocorreu a violação da seguinte lei da Física:a) 1ª Lei da Termodinâmica � ( Q = u + w)b) Conservação de Momentoc) 2ª Lei de Newton � (F = ma)*d) 2ª Lei da Termodinâmica - (Lei da Variação da Entropia)
(UFV/MG-2009.2) - RESPOSTA: a) 1 = 0,5 e 2 = 0,2 b) 480 Jc) = 0,6Duas máquinas térmicas estão ligadas de modo que a fonte friade uma funciona como a fonte quente da outra, formando umamáquina térmica composta, conforme ilustrado na figura abaixo.
Setas entrando e saindo representam as transferências de calornas fontes quentes e frias, respectivamente. Sabendo que asquantidades de calor indicadas na figura são |Q1| = 800 J, |Q2| =400 J e |Q3| = 320 J, calcule:a) O rendimento de cada uma das máquinas térmicas 1 e 2.b) O trabalho total realizado pela máquina térmica composta.c) O rendimento da máquina térmica composta.
(UTFPR-2009.2) - ALTERNATIVA: AO diagrama a seguir representa a transformação cíclicatermodinâmica sofrida por uma massa gasosa:
De acordo com o digrama é correto afirmar que:*a) se o ciclo for percorrido em sentido horário, há conversão decalor em trabalho.b) ao passar de D paraA, o trabalho realizado pelo gás é positivo.c) ao passar de B para C, o trabalho realizado pelo gás é positi-vo.d) a quantidade de calor recebida pelo gás é numericamente igualà área do quadrilátero ABCD.e) se o ciclo for percorrido em sentido horário, o sistema realizatrabalho sobre o gás.
(UDESC-2009.2) - RESPOSTA: a) Carnot = 1 � T2/T1 b) �0,5 J/Kc) +0,5 J/KEm cada ciclo, uma máquina remove 200 J de energia de umreservatório a 127 oC efetua trabalho e descarrega calor para umreservatório a 27 oC com rendimento de 25%.a) Prove que esta é uma máquina de Carnot.b) Determine a variação de entropia no reservatório quente.c) Determine a variação de entropia no reservatório frio.