Exercícios Complementares de Termologia - Wladimir

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1 Questões de exercícios Complementares de Termologia Questão 01 (Fgv 2005) Em relação à termometria, é certo dizer que a) - 273K representa a menor temperatura possível de ser atingida por qualquer substância. b) a quantidade de calor de uma substância equivale à sua temperatura. c) em uma porta de madeira, a maçaneta metálica está sempre mais fria que a porta. d) a escala Kelvin é conhecida como absoluta porque só admite valores positivos. e) o estado físico de uma substância depende exclusivamente da temperatura em que ela se encontra. Questão 02 (Unesp) Uma panela com água é aquecida de 25 C para 80 C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de: a) 32 K e 105 F. b) 55 K e 99 F. c) 57 K e 105 F. d) 99 K e 105 F. e) 105 K e 32 F. Questão 03 (Fatec 2006) Duas escalas de temperatura, a Celsius ( C) e a Fahrenheit ( F), se relacionam de acordo com o gráfico. A temperatura em que a indicação da escala Fahrenheit é o dobro da indicação da escala Celsius é a) 160 F b) 140 C c) 80 C d) 320 F e) 40 C 1

2 Questão 04 (Fatec 2007) Um cientista criou uma escala termométrica D que adota como pontos fixos o ponto de ebulição do álcool (78 C) e o ponto de ebulição do éter (34 C). O gráfico a seguir relaciona esta escala D com a escala Celsius. A temperatura de ebulição da água, a nível do mar, vale, em D: a) 44 b) 86 c) 112 d) 120 e) 160 Questão 05 (Ufrrj) Um mecânico, medindo a temperatura de um dispositivo do motor do carro de um turista americano, usou um termômetro cuja leitura digital foi de 92 C. Para que o turista entendesse melhor a temperatura, o mecânico teve de converter a unidade de temperatura para Fahrenheit. Qual foi o valor da temperatura após esta conversão? 2

3 Questão 06 (Fatec) Construiu-se um alarme de temperatura baseado em uma coluna de mercúrio e em um sensor de passagem, como sugere a figura a seguir. A altura do sensor óptico (par laser/detetor) em relação ao nível, H, pode ser regulada de modo que, à temperatura desejada, o mercúrio, subindo pela coluna, impeça a chegada de luz ao detetor, disparando o alarme. Calibrou-se o termômetro usando os pontos principais da água e um termômetro auxiliar, graduado na escala Celsius, de modo que a 0 C a altura da coluna de mercúrio é igual a 8cm, enquanto a 100 C a altura é de 28cm. A temperatura do ambiente monitorado não deve exceder 60 C. Nessas condições, determine a altura, em cm, que o sensor óptico (par laser/detetor) deve estar calibrado. Questão 07 (Pucpr) Um cientista russo cria uma nova escala de temperatura e dá a ela nome de seu filho Yuri. Nesta escala, a temperatura de fusão do gelo vale -20 Y e a temperatura de ebulição da água vale 120 Y. Utilizando um termômetro graduado nesta escala para medir a temperatura corporal de seu filho, o cientista encontra o valor de 36 Y. O garoto tem febre? Justifique sua resposta. Questão 08 (Pucsp 2007) O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal. a) Determine a função termométrica entre as escalas ºW e ºC. b) Determine a temperatura de fusão do gelo e a de ebulição da água, em ºW. 3

4 Questão 09 (Ufv) Uma mesa de madeira e outra de metal são colocadas em uma mesma sala fechada, com temperatura constante. Depois de alguns dias, um estudante entra sala e coloca uma das mãos na mesa de madeira e a outra na de metal. O estudante, afirma, então, que a mesa de metal está com uma temperatura menor do que a mesa de madeira. O estudante está correto? Justifique sua resposta. QUESTÕES 10 a 12 Julgue as proposições das questões a seguir em verdadeira (V) ou falsa (F). Questão 10 (Ufms 2006) Em uma sauna, ligada a muito tempo de forma que a temperatura permaneça constante, uma pessoa sente queimar a pele quando toca numa cabeça de prego mal cravado na madeira. No entanto, o ar dentro da sauna não lhe queima a pele. ( ) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque está a uma temperatura maior que a do ar dentro da sauna. ( ) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o material do prego é mais condutor de calor que o ar. ( ) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o calor que o prego armazena é maior que o calor armazenado no ar contido na sauna. ( ) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque está a uma temperatura maior e transfere calor mais rapidamente do que a temperatura do ar. ( ) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o ar é melhor isolante térmico que o material do prego. Questão 11 ( ) Em regiões muito frias, é aconselhável que as janelas sejam de duas ou três vidraças, de preferência com ar entre elas, para reduzir a perda de calor por condução. ( ) Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor. ( ) Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico. ( ) Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente. ( ) Em dias frios, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas. Nesse caso, o ar acumulado constitui-se em um bom isolante térmico diminuindo as trocas de calor, por condução, com o ambiente. Questão 12 ( ) A condução é um processo de transferência de energia que NÃO ocorre se os corpos estiverem no vácuo. ( ) A condução é um processo de transferência de energia que ocorre em meios fluidos (líquido ou gás). ( ) A condução é um processo de transferência de energia que NÃO ocorre se os corpos estiverem à mesma temperatura. ( ) A temperatura de um corpo diminui quando ele perde parte do calor que nele estava armazenado. ( ) O aumento da temperatura de um corpo é um indicador de que esse corpo armazenou calor. 4

5 Questão 13 (Ufscar) Quando se coloca ao sol um copo com água fria, as temperaturas da água e do copo aumentam. Isso ocorre principalmente por causa do calor proveniente do Sol, que é transmitido à água e ao copo, por a) condução, e as temperaturas de ambos sobem até que a água entre em ebulição. b) condução, e as temperaturas de ambos sobem continuamente enquanto a água e o copo continuarem ao sol. c) convecção, e as temperaturas de ambos sobem até que o copo e a água entrem em equilíbrio térmico com o ambiente. d) irradiação, e as temperaturas de ambos sobem até que o calor absorvido seja igual ao calor por eles emitido. e) irradiação, e as temperaturas de ambos sobem continuamente enquanto a água e o copo continuarem a absorver calor proveniente do sol. Questão 14 (Unesp 2008) Um corpo I é colocado dentro de uma campânula de vidro transparente evacuada. Do lado externo, em ambiente à pressão atmosférica, um corpo II é colocado próximo à campânula, mas não em contato com ela, como mostra a figura. As temperaturas dos corpos são diferentes e os pinos que os sustentam são isolantes térmicos. Considere as formas de transferência de calor entre esses corpos e aponte a alternativa correta. a) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque não estão em contato entre si. b) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque o ambiente no interior da campânula está evacuado. c) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque suas temperaturas são diferentes. d) Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por convecção. e) Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por meio de radiação eletromagnética. Questão 15 (Pucmg) Analise fisicamente as afirmativas seguintes: 5

6 I. Para derreter um bloco de gelo rapidamente, uma pessoa embrulhou-o num grosso cobertor. II. Para se conservar o chope geladinho por mais tempo, deve-se colocá-lo numa caneca de louça. III. Um aparelho de refrigeração de ar deve ser instalado em um local alto num escritório. Assinale: a) se apenas I e II estiverem corretas. b) se apenas II e III estiverem corretas. c) se apenas I estiver correta. d) se apenas II estiver correta. e) se apenas III estiver correta. Questão 16 (Pucmg) Na figura a seguir, está representada uma caixa totalmente fechada, cujas paredes não permitem a passagem de calor. No seu interior fez-se vácuo. Nesta caixa estão suspensos, presos por cabos isolantes térmicos, e sem tocar qualquer superfície da caixa, dois corpos, A e B, sendo, inicialmente, a temperatura de A maior do que a de B. Após algum tempo, verifica-se que A e B atingiram o equilíbrio térmico. Sobre tal situação, é correto afirmar que a transferência de calor entre A e B NÃO se deu: a) nem por condução, nem por convecção. b) nem por condução, nem por radiação. c) nem por convecção, nem por radiação. d) por condução, mas ocorreu por convecção e por radiação. e) por radiação, mas ocorreu por condução e por convecção. 6

7 Questão 17 (Ufrn_adaptada) A figura adiante, que representa, esquematicamente, um corte transversal de uma garrafa térmica, mostra as principais características do objeto: parede dupla de vidro (com vácuo entre as duas partes), superfícies interna e externa espelhadas, tampa de material isolante térmico e revestimento externo protetor. A garrafa térmica mantém a temperatura de seu conteúdo praticamente constante por algum tempo. Isso ocorre porque (01) as trocas de calor com o meio externo por radiação e condução são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes. (02) as trocas de calor com o meio externo por condução são reduzidas devido ao vácuo entre as paredes. (04) as trocas de calor com o meio externo por radiação são reduzidas pelas superfícies espelhadas. (08) as trocas de calor com o meio externo por condução e convecção são reduzidas pelas superfícies espelhadas. (16) A tampa bem apertada dificulta as trocas de calor com o meio externo por convecção. (32) A tampa e a base, feitas de material isolante, dificultam as trocas de calor com o meio externo por condução. Questão 18 (Uece_adaptada) O chamado "efeito estufa", devido ao excesso de gás carbônico presente na atmosfera, provocado pelos poluentes, faz aumentar a temperatura porque (01) A atmosfera é transparente à radiação infravermelha proveniente do Sol. (02) A atmosfera é opaca à energia radiante do Sol e transparente para ondas de calor. (04) As moléculas dos gases estufas são boas absorvedoras da onda de calor proveniente da Terra. (08) A atmosfera funciona como um meio transparente para a energia radiante e como meio absorvente para a energia térmica. (16) O gás carbônico é o único composto capaz de absorver a energia térmica proveniente da Terra. (32) A atmosfera é transparente a radiação visível proveniente do Sol e opaca a radiação ultravioleta refletida pela Terra. Questão 19 (Pucsp 2005_adaptada) Calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro em virtude de uma diferença de temperatura entre eles. Há três processos de propagação de calor: condução, convecção e radiação. 7

8 Em relação à transferência de calor, julgue as proposições a seguir e assinale a(s) correta(s). (01) Após o pôr-do-sol, a terra se resfriou mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é bem maior do que o da terra. (02) Correntes de convecção na atmosfera costumam ser aproveitadas por aviões planadores e asas delta para ganharem altura. Tais correntes são originadas por diferenças de temperaturas entre duas regiões quaisquer da Terra. (04) As paredes internas das garrafas térmicas são espelhadas com o objetivo de diminuir as trocas de calor por radiação. (08) A radiação é um processo de transferência de energia que NÃO ocorre se os corpos estiverem no vácuo. (16) A convecção é um processo de transferência de energia que só ocorre em meios fluidos. (32) Os gases de efeito estufa são predominantemente transparentes à luz visível e opacos para as ondas de calor (infravermelho, principalmente). Questão 20 (Enem_adaptada) O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema abaixo. Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang, "Energia solar e fontes alternativas". Hemus, Julgue as seguintes afirmações e assinale o que for correto. (01) O reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o calor. (02) A cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa. (04) A placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência. (08) As correntes de convecção são responsáveis pela circulação da água através das tubulações que interligam a placa coletora e o reservatório de água quente. (16) Quanto maior for a área do coletor, menor será a energia solar absorvida. (32) A onda de calor armazenada no coletor de energia solar é infravermelho, principalmente. Questão 21 (Mackenzie) 8

9 Numa atividade de laboratório, Fábio aquece um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 60 calorias por segundo e constrói o gráfico abaixo. A capacidade térmica do corpo é: a) 10 cal/ C b) 20 cal/ C c) 30 cal/ C d) 40 cal/ C e) 50 cal/ C Questão 22 (Pucmg) Dois corpos X e Y recebem a mesma quantidade de calor a cada minuto. Em 5 minutos, a temperatura do corpo X aumenta 30 C, e a temperatura do corpo Y aumenta 60 C. Considerando-se que não houve mudança de fase, é correto afirmar: a) A massa de Y é o dobro da massa de X. b) A capacidade térmica de X é o dobro da capacidade térmica de Y. c) O calor específico de X é o dobro do calor específico de Y. d) A massa de Y é a metade da massa de X. e) A capacidade térmica de Y é o dobro da capacidade térmica de X. Questão 23 (Pucrs) A temperatura de um corpo de 500g varia conforme ilustra o gráfico. Sabendo-se que o corpo absorve calor a uma potência constante de 10,0cal/s, conclui-se que o calor específico do material que constitui o corpo é a) 0,40cal/g. C. b) 0,50cal/g. C. c) 0,60cal/g. C. d) 0,70cal/g. C. e) 0,80cal/g. C. 9

10 Questão 24 (Fuvest) Um atleta envolve sua perna com uma bolsa de água quente, contendo 600g de água à temperatura inicial de 90 C. Após 4 horas ele observa que a temperatura da água é de 42 C. A perda média de energia da água por unidade de tempo é: Dado: c água = 1,0 cal/g. C a) 2,0 cal/s b) 18 cal/s c) 120 cal/s d) 8,4 cal/s e) 1,0 cal/s Questão 25 (Ufu 2006) 240 g de água (calor específico igual a 1,0cal/g. C) são aquecidos pela absorção total de 200 W de potência na forma de calor. Considerando 1,0cal = 4J, o intervalo de tempo necessário para essa quantidade de água variar sua temperatura em 50 C será de a) 1 minuto. b) 3 minutos. c) 2 minutos. d) 4 minutos. e) 5 minutos. Questão 26 (Unesp) A respeito da informação "O calor específico de uma substância pode ser considerado constante e vale 3J/g. C". Três estudantes, I, II e III, forneceram as explicações seguintes. I - Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 3,0 joules de energia para 1,0 grama dessa substância provoca elevação de 1 grau Celsius na sua temperatura. II - Qualquer massa em gramas de um corpo construído com essa substância necessita de 3,0 joules de energia térmica para que sua temperatura se eleve de 1 grau Celsius. III - Se não ocorrer mudança de estado, a transferência de 1,0 joule de energia térmica para 3,0 gramas dessa substância provoca elevação de 1 grau Celsius na sua temperatura. Dentre as explicações apresentadas, a) apenas I está correta. b) apenas II está correta. c) apenas III está correta. d) apenas I e II estão corretas. e) apenas II e III estão corretas. 10

11 Questão 27 (Ufrrj 2006) Um estudante de Física Experimental fornece calor a um certo corpo, inicialmente à temperatura de 10 C. Ele constrói o gráfico indicado a seguir, onde, no eixo vertical, registra as quantidades de calor cedidas ao corpo, enquanto, no eixo horizontal, vai registrando a temperatura do corpo. Consideremos agora um outro corpo, com o dobro da massa do primeiro, feito da mesma substância e também inicialmente a 10 C. Com base no gráfico, podemos dizer que, fornecendo uma quantidade de calor igual a 120 calorias a esse outro corpo, sua temperatura final será de a) 18 C. b) 20 C. c) 40 C. d) 30 C. e) 25 C. 11

12 Questão 28 (Enem 2007) O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura a seguir, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar. A. Hinrichs e M. Kleinbach. "Energia e meio ambiente". São Paulo: Thompson, 3 ed., 2004, p. 529 Nesse sistema de aquecimento, a) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia. b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento. c) a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y. d) a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa. e) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa. Questão 29 (Ufmg) Para produzir uma panela de cozinha que esquenta rápida e uniformemente, o fabricante deve escolher, como matéria-prima, um metal que tenha: a) alto calor específico e alta condutividade térmica. b) alto calor específico e baixa condutividade térmica. c) baixo calor específico e alta condutividade térmica. d) baixo calor específico e baixa condutividade térmica. e) somente uma alta condutividade térmica. 12

13 Questão 30 (Ufsc 2006) O gráfico a seguir representa a quantidade de calor absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, em função de suas temperaturas. Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) A capacidade térmica do objeto A é maior que a do objeto B. (02) A partir do gráfico é impossível determinar as capacidades térmicas dos objetos A e B. (04) Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A é maior que o do objeto B. (08) A variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto A, por caloria absorvida. (16) Se a massa do objeto A for de 200g, seu calor específico será 0,2cal/g C. (32) Se a massa do objeto B for de 100g, seu calor específico será 0,1cal/g C. Questão 31 (Uepg 2008_adaptada) Dois pequenos blocos de alumínio, de massas m 1 e m 2, cujas temperaturas são, respectivamente, T 1 e T 2, encontram-se inicialmente isolados um do outro. Considerando que m 1 > m 2 e que T 2 > T 1, assinale o que for correto. (01) Sendo T 2 >T 1 e m 2 > m 1, então o bloco m 2 possui maior quantidade de calor que o bloco m 1. (02) Uma vez que os blocos são constituídos de um mesmo material, ambos possuem a mesma capacidade térmica. (04) Se os dois blocos forem colocados em contato, ocorrerá um fluxo de energia, na forma de calor, cujo sentido será do bloco m 2 para o bloco m 1. (08) Se os dois blocos forem colocados em contato, o fluxo de calor entre eles cessará quando for atingido o equilíbrio térmico. (16) Se os dois blocos forem colocados em contato, após ser atingido o equilíbrio térmico a temperatura dos blocos será menor que T 2 e maior que T 1. (32) A capacidade térmica do bloco m 2 é maior que a capacidade térmica do bloco m 1. Questão 32 Em relação aos fenômenos térmicos, julgue os itens a seguir e assinale o que for correto. (01) A quantidade total de energia radiante emitida por um corpo, na unidade de tempo, é tanto maior quanto maior for a temperatura do corpo. (02) Toda energia radiante que incide num corpo se transforma em calor. (04) A energia radiante altera a temperatura do espaço material no qual se propaga. (08) Os bons absorventes de energia radiante são bons emissores, mas os maus absorventes podem ser bons emissores. (16) O corpo negro é o melhor absorvedor, ou seja, o absorvedor perfeito. (32) No equilíbrio térmico de um corpo, a emissão da energia radiante é igual à absorção dessa 13

14 energia. Questão 33 (Mackenzie 2008) Ao nível do mar, certa pessoa necessitou aquecer 2,0 litros d'água, utilizando um aquecedor elétrico de imersão, cuja potência útil e constante é igual a 1,0kW. O termômetro disponibilizado estava calibrado na escala Fahrenheit e, no início do aquecimento, a temperatura indicada era 122 F. Dados: d água = 1,0 kg/l, c água = 1,0cal/g. C e 1cal = 4,2 J O tempo mínimo necessário para que a água atingisse a temperatura de ebulição foi a) 1 min 40 s b) 2 min c) 4 min 20 s d) 7 min e) 10 min Questão 34 (Fuvest) Um bloco de massa 2,0kg, ao receber toda energia térmica liberada por 1000 gramas de água que diminuem a sua temperatura de 1 C, sofre um acréscimo de temperatura de 10 C. O calor específico do bloco, em cal/g. C, é: a) 0,2 b) 0,1 c) 0,15 d) 0,05 e) 0,01 Questão 35 (Ufrj 2008) Um incêndio ocorreu no lado direito de um dos andares intermediários de um edifício construído com estrutura metálica, como ilustra a figura 1. Em conseqüência do incêndio, que ficou restrito ao lado direito, o edifício sofreu uma deformação, como ilustra a figura 2. Com base em conhecimentos de termologia, explique por que o edifício entorta para a esquerda e não para a direita.. 14

15 Questão 36 Duas substâncias A e B têm seus gráficos de densidade temperatura representados a seguir. As substâncias são colocadas a 4 C em garrafas de vidro distintas, ocupando todo o volume das garrafas. Considere o coeficiente de dilatação do vidro das garrafas muito menor que o das substâncias A e B. a) Qual dessas substâncias pode ser a água? Justifique sua resposta. b) As garrafas são, então, fechadas e colocadas em um refrigerador a 0 C. Após um longo período de tempo, qual garrafa pode quebrar? Justifique sua resposta. Questão 37 Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é C -1, sofre elevação de 10 C na sua temperatura. Verifica-se que a área da chapa aumenta de 2,0cm². Nessas condições, determine a área inicial da chapa, em cm². Questão 38 Um copo de vidro de capacidade 100cm³, a 20,0 C, contém 98,0cm³ de mercúrio a essa temperatura. O mercúrio começará a extravasar quando a temperatura do conjunto, em C, atingir o valor de Dados: Coeficientes de dilatação cúbica: mercúrio = C -1 vidro = 9, C -1 Questão 39 Um calorímetro de capacidade térmica 100cal/ C contém 300g de água a 20 C. Introduz-se no calorímetro um bloco de alumínio, de massa 500g, à temperatura de 170 C. Dados: Calor específico da água = 1,0 cal/g C e calor específico do alumínio = 0,20 cal/g C Determine a temperatura de equilíbrio térmico do sistema, admitindo que não há trocas de calor com o ambiente. 15

16 Questão 40 Num piquenique, com a finalidade de se obter água gelada, misturou-se num garrafão térmico, de capacidade térmica desprezível, 2 kg de gelo picado a 0 C e 3kg de água que estavam em garrafas ao ar livre, à temperatura ambiente de 40 C. Desprezando-se a troca de calor com o meio externo e conhecidos o calor latente de fusão do gelo (80cal/g) e o calor específico da água (1cal/g. C), determine a massa de água gelada disponível para se beber, em kg, depois de estabelecido o equilíbrio térmico. Questão 41 O calor específico de uma certa liga metálica foi determinado da seguinte forma: 1 - aqueceu-se um bloco de 200g do material até 400 C; 2 - o bloco foi mergulhado em um calorímetro contendo água a 25 C. A água no calorímetro mais o equivalente em água do mesmo, perfaziam um total de 1000g de água. Considere o calor específico da água como 1,0cal/g C; 3 - durante a imersão do corpo, 5,0g de água foram vaporizados. O calor latente de vaporização da água é 540cal/g. Os vapores saíam do calorímetro; 4 - a temperatura final do calorímetro com o corpo foi de 40 C; 5 - toda a experiência foi executada à pressão normal do nível do mar. Desprezada qualquer perda de calor, exceto o transportado pelos vapores que saíram do calorímetro, calcule o calor específico do material. Questão 42 (Unirio) Um aluno pegou uma fina placa metálica e nela recortou um disco de raio r. Em seguida, fez um anel também de raio r com um fio muito fino do mesmo material da placa. Inicialmente, todos os corpos encontravam-se à mesma temperatura e, nessa situação, tanto o disco quanto o anel encaixavam-se perfeitamente no orifício da placa. Em seguida, a placa, o disco e o anel foram colocados dentro de uma geladeira até alcançarem o equilíbrio térmico com ela. Depois de retirar o material da geladeira, o que o aluno pôde observar? a) Tanto o disco quanto o anel continuam encaixando-se no orifício na placa. b) O anel encaixa-se no orifício, mas o disco, não. c) O disco passa pelo orifício, mas o anel, não. d) Nem o disco nem o anel se encaixam mais no orifício, pois ambos aumentaram de tamanho. e) Nem o disco nem o anel se encaixam mais no orifício, pois ambos diminuíram de tamanho. Questão 43 (Puccamp 2005) O diagrama de estado físico para certa substância está representado a seguir. 16

17 A mudança de estado físico denominada sublimação pode ocorrer, a) somente no ponto H. b) somente no ponto T. c) em pontos da curva HT. d) em pontos da curva TR. e) em pontos da curva TS. Questão 44 (Pucmg 2006_adaptada) Na questão a seguir assinale a afirmativa INCORRETA. a) Todos os materiais expandem-se quando aquecidos. b) A temperatura de fusão de uma substância depende da pressão. c) Durante uma mudança de fase, a temperatura permanece constante. d) A temperatura em que a água ferve depende da pressão. e) O aumento de pressão nas moléculas da água diminui o ponto de fusão e aumenta o ponto de ebulição. Questão 45 (Ufmg 2006) João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura: À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas a seguir, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que NÃO permite esse encaixe. a) Resfriar apenas o eixo. b) Aquecer apenas o anel. c) Resfriar o eixo e o anel. d) Aquecer o eixo e o anel. e) Aquecer o anel e resfriar o eixo. Questão 46 (Ufv) Quando introduzimos um termômetro de mercúrio em um recipiente contendo água a uma temperatura significativamente superior à temperatura inicial do termômetro, percebemos, de 17

18 imediato, que ocorre uma diminuição da coluna de mercúrio antes de seu esperado aumento. Explique este fato através da fundamentação teórica da dilatação térmica dos sólidos e líquidos.. Questão 47 (Ufv) A figura a seguir ilustra um arame rígido de aço, cujas extremidades estão distanciadas de "L". Alterando-se sua temperatura, de 20ºC para 100 C, pode-se afirmar que a distância "L": a) diminui, pois o arame aumenta de comprimento, fazendo com que suas extremidades fiquem mais próximas. b) diminui, pois o arame contrai com a diminuição da temperatura. c) aumenta, pois o arame diminui de comprimento, fazendo com que suas extremidades fiquem mais afastadas. d) não varia, pois a dilatação linear do arame é compensada pelo aumento do raio "R". e) aumenta, pois a área do círculo de raio "R" aumenta com a temperatura. 18

19 Questão 48 (Ufla) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa massa de água na fase líquida é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema está a 4 C; na segunda, a 1 C e, na terceira, a 10 C. Conforme a temperatura, a água ocupa uma certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado a) pelo aumento de volume da água de 0 C a 4 C, seguido da diminuição do volume a partir de 4 C. b) pela diminuição da densidade da água de 0 C a 4 C, seguido do aumento da densidade a partir de 4 C. c) pelo aumento do volume da água a partir de 0 C. d) pelo aumento da densidade da água de 0 C a 4 C, seguido da diminuição da densidade a partir de 4 C. e) pela diminuição do volume da água a partir de 0 C. Questão 49 (Uel_adaptada) Um copo de vidro de capacidade 100cm 3 a 20,0 C contém 98,0cm 3 de mercúrio a essa temperatura. Dados: Coeficientes de dilatação cúbica: - do mercúrio = C -1 - do vidro = 9, C -1 Determine a máxima temperatura que o conjunto (vidro + mercúrio) pode atingir, em ºC, a fim de que o mercúrio não comece a extravasar. Questão 50 (Ita 2006) Um bloco de gelo com 725 g de massa é colocado num calorímetro contendo 2,50 kg de água a uma temperatura de 5,0 C, verificando-se um aumento de 64 g na massa desse bloco, uma vez alcançado o equilíbrio térmico. Considere o calor específico da água (c = 1,0 cal/g C) o dobro do calor específico do gelo, e o calor latente de fusão do gelo de 80 cal/g. Desconsiderando a capacidade térmica do calorímetro e a troca de calor com o exterior, determine a temperatura inicial do gelo, em ºC. Questão 51 (Ufpe 2007) 19

20 A figura mostra um balanço AB suspenso por fios, presos ao teto. Os fios têm coeficientes de dilatação linear α A = 1, ºC -1 e α B = 2, ºC -1, e comprimentos L A e L B, respectivamente, na temperatura T o. Considere L B = 72 cm e determine o comprimento L A, em cm, para que o balanço permaneça sempre na horizontal (paralelo ao solo), em qualquer temperatura. Questão 52 (Ufrj 2004) Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, há 200 g de gelo a -20 C. Introduz-se, no calorímetro, água a 20 C. O calor latente de solidificação da água é - 80 cal/g e os calores específicos do gelo e da água (líquida) valem, respectivamente, 0,50 cal/g. C e 1,0 cal/g. C. Calcule o valor máximo da massa da água, em gramas, introduzida, a fim de que, ao ser atingido o equilíbrio térmico, haja apenas gelo no calorímetro. Questão 53 (Uece 2007) Considere um sistema constituído de dois volumes de água, um de 400 litros à temperatura de 20 C e o outro de 100 litros à 70 C. Sabendo-se que o sistema está isolado da vizinhança, a temperatura de equilíbrio é, em graus Celsius, igual a: a) 20 b) 30 c) 45 d) 60 e) 80 Questão 54 (Puc-rio 2008) Uma quantidade m de água a 90 C é misturada a 1,0kg de água a 30 C. O resultado final em equilíbrio está a 45 C. Desprezando a troca de calor com o calorímetro, a quantidade m, em kg, é: a) 1,00 b) 2,00 c) 0,66 d) 0,33 e) 3,00 Questão 55 Em Santos a água ferve a 100 º C e em São Paulo, a 98 º C, porque: a) geralmente a temperatura em Santos é superior à de São Paulo; b) a água em Santos é pura e a de São Paulo, sendo constituída de outras substâncias, tem a temperatura de ebulição menor; c) a pressão atmosférica em Santos é maior que a de São Paulo e aumentando a pressão aumenta o ponto de ebulição; d) a água em Santos é impura e seu ponto de ebulição é maior que em São Paulo; e) a pressão atmosférica em Santos é menor que a de São Paulo e aumentando a pressão aumenta o ponto de ebulição; 20

21 Questão 56 (Pucsp 2008) Um calorímetro de capacidade térmica 50cal/ C contém 520g de gelo a 0 C. Injeta-se no calorímetro vapor de água a 120 C, na quantidade necessária e suficiente para fundir totalmente o gelo. Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g C calor específico do vapor = 0,50 cal/g C calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g calor latente de vaporização da água = 540 cal/g A massa de água, em gramas, que se forma no interior do calorímetro vale a) 520 b) 584 c) 589 d) 620 e) 700 Questão 57 (Ufrs 2007) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem. A figura que segue representa um anel de alumínio homogêneo de raio interno Ra e raio externo Rb, que se encontra à temperatura ambiente. Se o anel for aquecido até a temperatura de 200 C, o raio Ra... e o raio Rb.... a) aumentará - aumentará b) aumentará - permanecerá constante c) permanecerá constante - aumentará d) diminuirá - aumentará e) diminuirá - permanecerá constante Questão 58 (Ufpe 2008) Em uma chapa metálica é feito um orifício circular do mesmo tamanho de uma moeda. O conjunto (chapa com a moeda no orifício), inicialmente a 25 C, é levado a um forno e aquecido até 225 C. Após o aquecimento, verifica-se que o orifício na chapa ficou maior do que a moeda. Dentre as afirmativas a seguir, indique a que está correta. a) O coeficiente de dilatação da moeda é maior do que o da chapa metálica. b) O coeficiente de dilatação da moeda é menor do que o da chapa metálica. c) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque a chapa é maior que a moeda. d) O coeficiente de dilatação da moeda é igual ao da chapa metálica, mas o orifício se dilatou mais porque o seu interior é vazio. e) Nada se pode afirmar sobre os coeficientes de dilatação da moeda e da chapa, pois não é dado o tamanho inicial da chapa. Gabarito 1. D 2. B 3. D 21

22 4. D ,6ºF 6. 20cm 7. Sim, a temperatura é de 40ºC. 8. a) (W + 40) / 3 = C / 2 b) -40ºW e 110ºW, respectivamente. 9. Não. Sensação térmica (quente e frio) não é medida de temperatura. 10. F V F F V 11. V V V F V 12. V V V F F 13. D 14. E 15. B 16. A C 22. B 23. C 24. A 25. D 26. A 27. E 28. B 29. C D 34. B 35. A temperatura da estrutura direita do prédio irá aumentar, dilatando essa estrutura e fazendo o prédio inclinar para a esquerda. 36. a) A, devido a anomalia entre 0ºC e 4ºC b) A, no resfriamento a água expande a partir de 4ºC ºC ºC 40. 4,5Kg 41. 0,245cal/g.ºC 42. A 43. C 44. A 45. C 46. Nos instantes iniciais o bulbo+capilar do termômetro, quando submetido a elevada temperatura, dilata primeiro que o mercúrio, levando a uma rápida redução da coluna dessa substância termométrica. 47. E 48. D 49. IDEM ºC cm g 22

23 53. B 54. D 55. C 56. B 57. A 58. B 23

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