Física
TEMA 3Termologia
Exercício 1
O físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) construiu seus próprios termômetros e em 1714 passou a usar o mercúrio como substância termométrica. A escala que leva seu nome foi criada em 1724, adotando como ?zero? uma mistura de gelo, água e sal de amônia e 96 para a temperatura do corpo humano. Posteriormente fez ajustes em sua escala, atribuindo os valores 32 e 212, respectivamente, para os pontos de congelamento e ebulição da água, sob pressão normal. Medidas mais precisas indicam que a temperatura média do corpo humano é da ordem de 98,6 ºF.
As temperaturas de 0 ºF e 98,6 ºF correspondem, respectivamente, nas escalas Celsius e Kelvin aos valores:
a) -17,8 ºC e 310 K
b) -17,8 ºC e 371,6 K
c) -32 ºC e 273 K
d) 0 ºC e 318,6 K
e) 8 ºC e 37 K
Resolução:
?C/5 = (?F-32)/9 => ?C/5 = (0-32)/9 => ?C ? -17,8 ºC
?C/5 = (?F-32)/9 => ?C/5 = (98,6-32)/9 => ?C = 37 ºC
T = ?C + 273 => T = 37 + 273 => T = 310 K
Resposta: a
Exercício 2
Um disco metálico com um orifício central é resfriado.
a) o diâmetro do disco aumenta e do orifício central diminui
b) o diâmetro do disco diminui e do orifício central aumenta.
c) o diâmetro do disco e o diâmetro do orifício central diminuem
d) o diâmetro do disco e o diâmetro do orifício central aumentam
e) o diâmetro do disco diminui e o diâmetro e do orifício central não se altera.
Resolução:
Com o resfriamento há uma diminuição da distância entre as moléculas. Consequentemente há uma diminuição do diâmetro do disco e do diâmetro do orifício central.
Resposta: c
Exercício 3
Mesmo sem luvas, o operador não tem suas mãos queimadas pelas fagulhas.
Isto ocorre pois as fagulhas têm:
a) baixa capacidade térmica
b) alta capacidade térmica
c) baixa temperatura
d) alta temperatura
e) baixa densidade
Resolução:
As fagulhas têm baixa capacidade térmica sendo desprezível a troca de calor com as mãos do operador.
Resposta: a
Exercício 4
Tem-se cinco amostras de materiais sólidos, cujas massas, temperaturas iniciais e calores específicos, são apresentados na tabela abaixo:
Todas as amostras são aquecidas atingindo a temperatura de 40°C. Qual delas recebe a maior quantidade de calor?
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
Resolução:
De Q = m.c.??, temos:
Amostra 1: Q = 10.0,20.(40-20) => Q = 40 cal
Amostra 2: Q = 20.0,10.(40-30) => Q = 20 cal
Amostra 3: Q = 15.0,10.(40-20) => Q = 30 cal
Amostra 4: Q = 30.0,05.(40-25) => Q = 22,5 cal
Amostra 5: Q = 20.0,20.(40-35) => Q = 20 cal
Resposta: a
Exercício 5
A água é aquecida numa chaleira, sendo levada à fervura. A foto ilustra o momento em que a água está fervendo no recipiente.
Observamos que:
I. O vapor de água que sai do bico da chaleira é invisível.
II. Ao se afastar, o vapor se resfria e se condensa, formando a ?fumaça?, constituída de gotículas de água líquida.
III. Sob pressão normal a água ferve a 100°C.
Tem-se:
a) Somente I. é correta
b) Somente II. é correta
c) Somente III. é correta
d) Somente I. e III. são corretas
e) Todas são corretas.
Resolução:
O vapor de água é invisível. A ?fumaça? que se forma resulta da condensação do vapor de água. A temperatura de ebulição da água depende da pressão. Sob pressão normal (1 atm) a água ferve a 100 °C.
Resposta: e
Exercício 6
A tabela abaixo apresenta alguns valores de pressão e as correspondentes temperaturas de fusão do gelo.
Da tabela concluímos que:
a) Um aumento de pressão acarreta um aumento na temperatura de fusão do gelo.
b) Um aumento de pressão acarreta uma redução na temperatura de fusão do gelo.
c) A temperatura de fusão do gelo independe da pressão a que ele é submetido.
d) A pressão e a temperatura de fusão do gelo são grandezas diretamente proporcionais.
e) A pressão e a temperatura de fusão do gelo são grandezas inversamente proporcionais.
Resolução:
A tabela nos mostra que um aumento de pressão acarreta uma redução na temperatura de fusão do gelo.
Resposta: b
Exercício 7
É comum ouvirmos falar que uma blusa de lã nos esquenta no frio.
a) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã nos aquece.
b) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã não deixa o frio passar de nosso corpo para o meio ambiente.
c) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã é mais quente.
d) esta afirmação está incorreta, pois a blusa de lã diminui as perdas de calor de nosso corpo para o meio ambiente.
e) esta afirmação está incorreta, pois a blusa de lã impede que o frio se propague do meio ambiente para o nosso corpo.
Resolução:
A blusa de lã é um isolante térmico. Ela diminui as perdas de calor do nosso corpo para o meio ambiente.
Resposta: d
Exercício 8
A figura indica a transformação sofrida por um gás quando se representa em abscissas a temperatura expressa em graus Celsius (°C) e em ordenada a pressão exercida pelo gás (p).
I. A transformação sofrida pelo gás é isométrica
II. A transformação sofrida pelo gás é isotérmica
III. Se representarmos a pressão p em ordenadas e a temperatura absoluta T em abscissas, o gráfico será uma reta que passará pela origem.
Tem-se:
a) Somente I. é correta
b) Somente II. é correta
c) Somente III. é correta
d) Somente I. e III. são corretas
e) Todas são corretas.
Resolução:
A transformação é isométrica (isocórica). A pressão p é diretamente proporcional à temperatura absoluta T. Logo, I. e III. estão corretas.
Resposta: d
Exercício 9
Seja Q a quantidade de calor trocada por um gás, ? o trabalho realizado e ?U a variação de energia interna.
A primeira lei da Termodinâmica afirma que: A variação da energia interna de um gás é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo termodinâmico.
De acordo com a primeira lei da Termodinâmica, podemos afirmar que:
a) Numa transformação isotérmica, Q = 0 e portanto: ?U = -?
b) Numa transformação isométrica ?U = 0 e portanto: Q = ?
c) Numa expansão adiabática, Q = 0, a temperatura T, a energia interna U e a pressão p do gás diminuem.
d) Numa expansão isobárica, ? = 0 e portanto: ?U = Q.
e) Numa compressão adiabática, Q = 0, ?U < 0 e ? > 0.
Resolução:
Na expansão adiabática, Q = 0 e ?U = -?. Sendo ? > 0 (expansão), resulta ?U < 0.
Portanto, a energia interna U diminui e a temperatura T diminui. O volume V aumenta, pois o gás sofre uma expansão.
De pV = nRT, concluímos que p diminui.
Resposta: c
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TEMA 3
Exercício 1
O físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) construiu seus próprios termômetros e em 1714 passou a usar o mercúrio como substância termométrica. A escala que leva seu nome foi criada em 1724, adotando como ?zero? uma mistura de gelo, água e sal de amônia e 96 para a temperatura do corpo humano. Posteriormente fez ajustes em sua escala, atribuindo os valores 32 e 212, respectivamente, para os pontos de congelamento e ebulição da água, sob pressão normal. Medidas mais precisas indicam que a temperatura média do corpo humano é da ordem de 98,6 ºF.
As temperaturas de 0 ºF e 98,6 ºF correspondem, respectivamente, nas escalas Celsius e Kelvin aos valores:
a) -17,8 ºC e 310 K
b) -17,8 ºC e 371,6 K
c) -32 ºC e 273 K
d) 0 ºC e 318,6 K
e) 8 ºC e 37 K
Resolução:
?C/5 = (?F-32)/9 => ?C/5 = (0-32)/9 => ?C ? -17,8 ºC
?C/5 = (?F-32)/9 => ?C/5 = (98,6-32)/9 => ?C = 37 ºC
T = ?C + 273 => T = 37 + 273 => T = 310 K
Resposta: a
Exercício 2
Um disco metálico com um orifício central é resfriado.
a) o diâmetro do disco aumenta e do orifício central diminui
b) o diâmetro do disco diminui e do orifício central aumenta.
c) o diâmetro do disco e o diâmetro do orifício central diminuem
d) o diâmetro do disco e o diâmetro do orifício central aumentam
e) o diâmetro do disco diminui e o diâmetro e do orifício central não se altera.
Resolução:
Com o resfriamento há uma diminuição da distância entre as moléculas. Consequentemente há uma diminuição do diâmetro do disco e do diâmetro do orifício central.
Resposta: c
Exercício 3
Mesmo sem luvas, o operador não tem suas mãos queimadas pelas fagulhas.
Isto ocorre pois as fagulhas têm:
a) baixa capacidade térmica
b) alta capacidade térmica
c) baixa temperatura
d) alta temperatura
e) baixa densidade
Resolução:
As fagulhas têm baixa capacidade térmica sendo desprezível a troca de calor com as mãos do operador.
Resposta: a
Exercício 4
Tem-se cinco amostras de materiais sólidos, cujas massas, temperaturas iniciais e calores específicos, são apresentados na tabela abaixo:
Todas as amostras são aquecidas atingindo a temperatura de 40°C. Qual delas recebe a maior quantidade de calor?
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
Resolução:
De Q = m.c.??, temos:
Amostra 1: Q = 10.0,20.(40-20) => Q = 40 cal
Amostra 2: Q = 20.0,10.(40-30) => Q = 20 cal
Amostra 3: Q = 15.0,10.(40-20) => Q = 30 cal
Amostra 4: Q = 30.0,05.(40-25) => Q = 22,5 cal
Amostra 5: Q = 20.0,20.(40-35) => Q = 20 cal
Resposta: a
Exercício 5
A água é aquecida numa chaleira, sendo levada à fervura. A foto ilustra o momento em que a água está fervendo no recipiente.
Observamos que:
I. O vapor de água que sai do bico da chaleira é invisível.
II. Ao se afastar, o vapor se resfria e se condensa, formando a ?fumaça?, constituída de gotículas de água líquida.
III. Sob pressão normal a água ferve a 100°C.
Tem-se:
a) Somente I. é correta
b) Somente II. é correta
c) Somente III. é correta
d) Somente I. e III. são corretas
e) Todas são corretas.
Resolução:
O vapor de água é invisível. A ?fumaça? que se forma resulta da condensação do vapor de água. A temperatura de ebulição da água depende da pressão. Sob pressão normal (1 atm) a água ferve a 100 °C.
Resposta: e
Exercício 6
A tabela abaixo apresenta alguns valores de pressão e as correspondentes temperaturas de fusão do gelo.
Da tabela concluímos que:
a) Um aumento de pressão acarreta um aumento na temperatura de fusão do gelo.
b) Um aumento de pressão acarreta uma redução na temperatura de fusão do gelo.
c) A temperatura de fusão do gelo independe da pressão a que ele é submetido.
d) A pressão e a temperatura de fusão do gelo são grandezas diretamente proporcionais.
e) A pressão e a temperatura de fusão do gelo são grandezas inversamente proporcionais.
Resolução:
A tabela nos mostra que um aumento de pressão acarreta uma redução na temperatura de fusão do gelo.
Resposta: b
Exercício 7
É comum ouvirmos falar que uma blusa de lã nos esquenta no frio.
a) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã nos aquece.
b) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã não deixa o frio passar de nosso corpo para o meio ambiente.
c) esta afirmação está correta, pois a blusa de lã é mais quente.
d) esta afirmação está incorreta, pois a blusa de lã diminui as perdas de calor de nosso corpo para o meio ambiente.
e) esta afirmação está incorreta, pois a blusa de lã impede que o frio se propague do meio ambiente para o nosso corpo.
Resolução:
A blusa de lã é um isolante térmico. Ela diminui as perdas de calor do nosso corpo para o meio ambiente.
Resposta: d
Exercício 8
A figura indica a transformação sofrida por um gás quando se representa em abscissas a temperatura expressa em graus Celsius (°C) e em ordenada a pressão exercida pelo gás (p).
I. A transformação sofrida pelo gás é isométrica
II. A transformação sofrida pelo gás é isotérmica
III. Se representarmos a pressão p em ordenadas e a temperatura absoluta T em abscissas, o gráfico será uma reta que passará pela origem.
Tem-se:
a) Somente I. é correta
b) Somente II. é correta
c) Somente III. é correta
d) Somente I. e III. são corretas
e) Todas são corretas.
Resolução:
A transformação é isométrica (isocórica). A pressão p é diretamente proporcional à temperatura absoluta T. Logo, I. e III. estão corretas.
Resposta: d
Exercício 9
Seja Q a quantidade de calor trocada por um gás, ? o trabalho realizado e ?U a variação de energia interna.
A primeira lei da Termodinâmica afirma que: A variação da energia interna de um gás é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo termodinâmico.
?U = Q - ?
De acordo com a primeira lei da Termodinâmica, podemos afirmar que:
a) Numa transformação isotérmica, Q = 0 e portanto: ?U = -?
b) Numa transformação isométrica ?U = 0 e portanto: Q = ?
c) Numa expansão adiabática, Q = 0, a temperatura T, a energia interna U e a pressão p do gás diminuem.
d) Numa expansão isobárica, ? = 0 e portanto: ?U = Q.
e) Numa compressão adiabática, Q = 0, ?U < 0 e ? > 0.
Resolução:
Na expansão adiabática, Q = 0 e ?U = -?. Sendo ? > 0 (expansão), resulta ?U < 0.
Portanto, a energia interna U diminui e a temperatura T diminui. O volume V aumenta, pois o gás sofre uma expansão.
De pV = nRT, concluímos que p diminui.
Resposta: c
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