TC 1 Revisão UECE 1 a. fase Física Prof. João Paulo

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1 1. (IFCE 2011) Um estudante de Física resolveu criar uma nova escala termométrica que se chamou Escala NOVA ou, simplesmente, Escala N. Para isso, o estudante usou os pontos fixos de referência da água: o ponto de fusão do gelo (0 C), correspondendo ao mínimo (25 N) e o ponto de ebulição da água (100 C), correspondendo ao máximo (175 N) de sua escala, que era dividida em cem partes iguais. Dessa forma, uma temperatura de 55, na escala N, corresponde, na escala Celsius, a uma temperatura de a) 10 C. b) 20 C. c) 25 C. d) 30 C. e) 35 C. 2. (Udesc 2011) Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da Figura. O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é: a) + 30 J b) 90 J c) + 90 J d) 60 J e) 30 J 3. (Ufsm 2011) A respeito dos gases que se encontram em condições nas quais seu comportamento pode ser considerado ideal, afirma se que I. a grandeza que é chamada de temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas. II. a grandeza que é chamada de pressão é a energia que as moléculas do gás transferem às paredes do recipiente que contém esse gás. III. a energia interna do gás é igual à soma das energias cinéticas das moléculas desse gás. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III (Upe 2011) Um recipiente cilíndrico, de área de secção reta de 0,100m contém 20,0 g de gás hélio. Esse recipiente contém um êmbolo que pode se mover sem atrito. Uma fonte fornece calor ao recipiente a uma taxa constante. Num determinado instante, o gás sofre a transformação termodinâmica representada no diagrama PV abaixo, e o êmbolo se move com Página 1 de 5

2 velocidade constante volume constante Cv 3 = Considere que o gás hélio (calor específico molar a v 8,31.10 m / s = 1,5 R )se comporta como um gás monoatômico ideal. Dados: MMHe = 4,00g / mol;r = 8,31 J/mol.K Depois de decorrido um intervalo de tempo de 25 s, analise as proposições a seguir e conclua. ( ) A variação de temperatura do gás durante o processo foi Δ T = 50 K. ( ) O calor específico molar à pressão constante do hélio é Cp = 2,5 R. ( ) A energia adicionada ao hélio sob a forma de calor durante o processo foi Q = 375R. ( ) A variação na energia interna do hélio durante o processo foi Δ Eint = 125 R. ( ) O trabalho realizado pelo hélio durante a transformação foi W = 250R. 5. (Upe 2011) Um disco de alumínio, inicialmente a uma temperatura T 0, possui um furo concêntrico de raio R 0. O disco sofre uma dilatação térmica superficial, quando aquecido até uma temperatura T. Considerando que o coeficiente de dilatação linear do alumínio α é constante durante a variação de temperatura considerada e R é o raio do furo do disco após a dilatação térmica, é correto afirmar que a relação R/R 0 é expressa por a) α (T T 0 ) b) α (T T 0 ) + 1 c) α (T T 0 ) + 1 d) 2 α (T T 0 ) 1 e) 2 α (T T 0 ) (CEFET MG/2011) Um recipiente cilíndrico, de vidro, de 500ml está completamente cheio de mercúrio, a temperatura de 22 ºC. Esse conjunto foi colocado em um freezer a 18 ºC e, após atingir o equilíbrio térmico, verificou se um Dados Constantes físicas: 5 1 Coeficiente de dilatação linear do vidro: α v = 1,0 10 º C. Coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio: 3 1 γ Hg = 0,20 10 º C Constante da lei de Coulomb (para o vácuo): K0 = 9,0 10 N m / C. a) transbordamento de 3, 4ml de mercúrio. b) transbordamento de 3,8ml de mercúrio. c) espaço vazio de 3,4ml no recipiente. d) espaço vazio de 3,8ml no recipiente. Página 2 de 5

3 7. (Ufu 2011) Para tentar descobrir com qual material sólido estava lidando, um cientista realizou a seguinte experiência: em um calorímetro de madeira de 5 kg e com paredes adiabáticas foram colocados 3 kg de água. Após certo tempo, a temperatura medida foi de 10 C, a qual se manteve estabilizada. Então, o cientista retirou de um forno a 540 C uma amostra desconhecida de 1,25 kg e a colocou dentro do calorímetro. Após um tempo suficientemente longo, o cientista percebeu que a temperatura do calorímetro marcava 30 C e não se alterava (ver figura abaixo). Material Calor específico (cal/g.ºc) Água 1,00 Alumínio 0,22 Chumbo 0,12 Ferro 0,11 Madeira 0,42 Vidro 0,16 Sem considerar as imperfeições dos aparatos experimentais e do procedimento utilizado pelo cientista, assinale a alternativa que indica qual elemento da tabela acima o cientista introduziu no calorímetro. a) Chumbo b) Alumínio c) Ferro d) Vidro 8. (Uepg 2011) De um ponto de vista macroscópico pode se considerar que a matéria pode se apresentar em três fases (ou estados): sólida, líquida e gasosa. A fase de uma determinada substância depende da sua temperatura e da pressão que é exercida sobre ela. Sobre as fases da matéria e as possíveis mudanças entre elas, assinale o que for correto. 01) Temperatura crítica de uma substância é aquela que determina o valor de temperatura acima do qual não mais se consegue liquefazer um vapor, por compressão isotérmica, por maior que seja a pressão aplicada. 02) O ponto triplo representa as únicas condições de temperatura e pressão para as quais as fases sólida, líquida e gasosa, de uma mesma substância, podem coexistir em equilíbrio. 04) A variação da energia interna de uma substância, ao passar da fase sólida para a líquida, é negativa. 08) A quantidade de calor por unidade de massa, requerida para que qualquer substância sofra uma mudança de fase, é denominada de calor latente. 16) A mudança da fase líquida para a gasosa pode ocorrer de três formas distintas: ebulição, evaporação ou condensação. Página 3 de 5

4 Gabarito: Colégio Ari de Sá Resposta da questão 1: [B] De acordo com o esquema acima: TC T T C = TC = 20 º C. 1,5 C = = A quantidade de divisões que ele fez não altera as temperaturas. O fato de ter feito 100 divisões em sua escala somente indica que cada divisão representa 1,5 N. Se fizesse 150 divisões, cada divisão seria 1 N, ou se fizesse 15 divisões, cada divisão seria 10 N, mas 55 N continuam correspondendo a 20 C. Assim, por exemplo, se a temperatura subiu 0 C para 20 C, subiu 20 divisões na escala Celsius, tendo subido também 20 divisões na escala Nova, pois ambas as escalas têm 100 divisões. Como cada divisão representa 1,5 N, a temperatura subiu 20 1,5 = 30 N, indo, então, de 25 N para 55 N. Resposta da questão 2: [E] Em um ciclo fechado o trabalho é numericamente igual à área da figura. Seu valor é negativo devido ao sentido anti horário W = = 30J 2 Página 4 de 5

5 Resposta da questão 3: [D] I. Correta. A temperatura absoluta é diretamente proporcional a energia cinética média das partículas. II. Incorreta. Pressão não é energia. III. Correta. Resposta da questão 4: V V F F V. 5 3 pδv paδx pavδ t 10 x0,1x8,31x10 x25 V) pδv = nrδt Δ T = = = = nr nr nr 5x8,31 Δ T = 50K. (V) Como sabemos: CP CV = R CP = CV + R = 2,5R (F) Q = ncp Δ T = 5x2,5Rx50 = 625R (F) ΔU = Q W = Q nrδ T = 625R 5Tx50 = 375R (V) W = nrδ T = 5.R.50 = 250R Resposta da questão 5: [B] ( + α ( )) R R0 1 T T 0 = = 1 + α (T T 0 ) R R 0 0 Resposta da questão 6: [C] ΔV = V ( γ γ ) Δθ ap 0 Hg vidro ap 3 5 Δ V = 500(0,2x10 3x1x10 )( 18 22) = 3,4mL Resposta da questão 7: [D] Q = 0 ( mc Δθ) + (mc Δθ ) madeira + ( mc Δθ ) = 0 água 3.1.(30 10) + 5.0,42(30 10) + 1,25c(30 540) = ,5 c = 102 c = 0,16 cal / g C material Resposta da questão 8: = 11 Justificando as incorretas: 04) Para mudar da fase sólida para a fase líquida o processo é endotérmico, ou seja, com absorção de energia, portanto a energia interna aumenta. 16) A mudança da fase líquida para a gasosa (vaporização) pode ocorrer de três formas distintas: Evaporação: quando a vaporização ocorre à temperatura menor que a de ebulição, como por exemplo, nas águas dos rios. Ebulição: líquido fervendo. Calefação: vaporização que ocorre acima da temperatura de ebulição, como, por exemplo, quando gotas de água que caem sobre um metal incandescente. Página 5 de 5