Exercícios: Termologia Termodinâmica (1ª Lei)

Com spoilers!

(Mack-SP) A indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excede em 2 unidades o dobro da correspondente indicação na escala Celsius. Essa temperatura é:

a) 300 °C

b) 170 °C

c) 150 °C

d) 100 °C

e) 50 °C

Na figura, P é uma ponte que deve permanecer horizontal sob qualquer temperatura. A e B são pilares que sustentam a ponte apoiando-se num terreno em desnível.

Pode-se afirmar que:

a) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação maior que o do pilar B.

b) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação igual ao do pilar B.

c) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação menor que o do pilar B.

d) Não faz diferença a relação entre os coeficientes de dilatação dos materiais de A e de B, pois a ponte manterá seu nivelamento sempre.

e) É impossível estabelecer a relação entre os coeficientes de dilatação dos materiais de A e de B, pois faltam dados quantitativos.

Um bloco de certo material tem seu volume dilatado de 200 𝑐𝑚3 para 206 𝑐𝑚3 quando sua temperatura aumenta de 20 °C para 520 °C. Se um fio desse mesmo material, tendo 100 cm de comprimento a 20 °C, for aquecido até a temperatura de 520 °C, então seu comprimento, em cm, valerá:

a) 101

b) 102

c) 103

d) 106

e) 112

(F. E. Santos-SP) O gráfico ao lado representa a quantidade de calor absorvida por dois corpos, M e N, de massas iguais, em função da temperatura. A razão entre os calores específicos dos corpos M e N é:

a) 0,5

b) 1,0

c) 2,5

d) 2,0

e) 4,0

(UFU-MG) É dada a tabela abaixo de cinco substâncias que inicialmente estão à mesma temperatura. Se fornecermos a mesma quantidade de calor às cinco substâncias, qual atingirá maior temperatura?

(Furg-RS) Um bloco de gelo, inicialmente com 40 kg, desliza a 5 m/s horizontalmente em uma superfície, até que chega ao repouso devido ao atrito. Assuma que todo o calor gerado no atrito é utilizado para derreter o gelo. Quanto de gelo é derretido? O calor latente de fusão do gelo vale 330 kJ/kg, e o calor específico do gelo vale 2.220 J/(kg · K).

a) 1,5 kg

b) 30 g

c) 1,5 g

d) 5 kg

e) 40 kg

(UCPR-PR) Um corpo de massa 300 g é aquecido através de uma fonte cuja potência é constante e igual a 400 cal/min. O gráfico ilustra a variação da temperatura num determinado intervalo de tempo. Qual o calor específico da substância que constitui o corpo?

a) 2 cal/g °C

b) 20 cal/ g°C

c) 1/3 cal/ g°C

d) 1 cal/ g°C

e) 0,5 cal/ g°C

(PUCCamp-SP) A tabela a seguir apresenta o valor calórico de quantidades de alimentos vitais que aparecem normalmente em dietas. A quantidade de calorias de nossa alimentação será função da quantidade que consumirmos de cada alimento.

Uma caloria é a quantidade de calor necessária para aquecer 1 grama de água de 1 grau Celsius. Para aquecer 200 g de água de 20 °C a 80 °C, necessita-se de uma quantidade de calor equivalente ao valor calórico de:

a) 60 g de banana.

b) 60 g de tomate.

c) 60 g de maçã.

d) 100 g de alface.

e) 100 g de pão integral.

Alimentos Quantidade (g) kcal

Banana 60 69

Maçã 100 64

Alface 20 4

Tomate 100 20

Feijão 25 88

Pão Integral 60 100

(Mack-SP) Um termômetro mal graduado na escala Celsius indica para a água, à pressão normal, o valor de 1 °C para a fusão e 99 °C para ebulição. A única temperatura correta que esse termômetro poderá indicar é de:

a) 45 °C

b) 47 °C

c) 50 °C

d) 53 °C

e) 55 °C

(ITA-SP) O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2,6 kg e calor específico de 720 J/kg · °C. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 2,4 °C a 37 °C?

a) 540 s

b) 480 s

c) 420 s

d) 360 s

e) 300 s

𝑄 = 2,6 𝑘𝑔 × 720 𝐽

𝑘𝑔 ∙ ℃× 37 − 2,4 ℃

𝑄 = 2,6 × 720 × 34,6 𝐽 𝑄 = 64771,2 𝐽

𝜙 =𝑄

∆𝑡

120 𝐽

1 𝑠=

64771,2 𝐽

∆𝑡

∆𝑡 = 539,76 𝑠 ≈ 540 𝑠

(FGV-SP) O vaporizador é um aparelho que permite aumentar a umidade do ar em um ambiente. A vaporização ocorre por intermédio de um resistor, que permanece ligado enquanto estiver em contato com a água. Uma vez esgotada essa água, o aparelho se desliga automaticamente. Um desses vaporizadores, contendo 200 mL de água, inicialmente a 20 °C, permaneceu funcionando, ininterruptamente, por 2 h até se desligar. Considerando que toda a energia dissipada pelo resistor é transferida para a água, que todo o vapor produzido é lançado para o ambiente e que a vaporização ocorre à temperatura de ebulição, pode-se concluir que a potência do aparelho, medida em W, é, aproximadamente:

Dados:

Calor específico da água = 1 cal/g · °C;

Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g;

Densidade da água = 1 g/mL;

Temperatura de vaporização da água = 100 °C;

1 cal = 4 J.

a) 32

b) 46

c) 69

d) 78

e) 84

(FEI-SP) Quanto à primeira lei da termodinâmica, podemos afirmar que:

a) a troca de calor com o meio exterior é igual ao trabalho realizado no processo menos a variação da energia interna.

b) o trabalho realizado no processo é igual ao calor trocado com o meio exterior mais a variação da energia interna.

c) a variação da energia interna é igual ao calor trocado com o meio exterior mais o trabalho realizado no processo.

d) o calor trocado com o meio exterior é igual ao trabalho realizado no processo mais a variação da energia interna.

e) o trabalho realizado no processo é igual ao calor trocado com o meio exterior.

(Cesesp-PE) A 18 °C e 765 mm de mercúrio, 1,29 litro de um gás ideal tem massa 2,71 gramas. A massa molar do gás vale, aproximadamente, em g/mol:

a) 30

b) 40

c) 50

d) 60

e) 20

(UFMA-MA) Considere 2 mols de um gás ideal contidos dentro de um recipiente. Este gás passa por uma transformação que o leva do estado A para o estado B, representada no gráfico a seguir. Determine a variação de energia interna ΔU sofrida pelo gás ao longo do processo A → B.

Dados: 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 (lei geral dos gases)

𝐸 =3

2𝑛𝑅𝑇 (energia cinética de um gás)

𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 · 𝐾

Sob pressão de 1 · 105 𝑁/𝑚², 8 mols de um gás ideal ocupam volume de 0,050 𝑚³. Sendo 𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 · 𝐾, determine:

a) a temperatura em que se encontra o gás;

b) a energia cinética total de suas moléculas;

c) a variação sofrida por essa energia cinética quando a temperatura se eleva a 150 °C.

(PUCCamp-SP) Um recipiente rígido contém gás perfeito sob pressão de 3 atm. Sem deixar variar a temperatura, são retirados 4 mols do gás, fazendo com que a pressão se reduza a 1 atm. O número de mols existente inicialmente no recipiente era:

a) 6

b) 8

c) 10

d) 12

e) 16