Lista de Férias / Física

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1 Lista de Férias / Física Prof.: Alfredo Aluno(a): 01 07/07/ (UEPG PR) 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. 02. (UEPG PR) A matéria, em geral, apresenta três fases; a fase sólida, a fase líquida e a fase gasosa. Sobre o fenômeno de mudanças de fase, assinale o que for correto. 01. Durante o processo de mudança de fase a pressão constante, a temperatura da substância varia. A energia recebida pela substância na forma de calor é utilizada para reordenar a energia potencial de cada molécula em relação às demais. 02. A temperatura de mudança de fase de uma substância independe da pressão atmosférica. 04. Para que uma substância mude de fase, é necessário que ela troque calor com o meio em que se encontra. 08. O ponto triplo representa as únicas condições de temperatura e pressão em que as fases sólida, líquida e gasosa de uma substância coexistem em equilíbrio. 16. O regelo é um fenômeno no qual o gelo, sob pressão, funde, voltando a congelar quando a pressão é removida. 05. (UECE) Observando o diagrama de fase PT mostrado a seguir. Pode-se concluir, corretamente, que uma substância que passou pelo processo de sublimação segue a trajetória a) X ou Y. b) Y ou U. c) U ou V. d) V ou X. 06. (UFPel RS) A panela de pressão é um recipiente que tem a finalidade de cozinhar os alimentos em menos tempo. A quantidade de vapor contido dentro dela faz com que a) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição diminua. b) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição aumente. c) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição aumente. d) aumente a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição se mantenha constante e igual a 0 C. e) diminua a pressão sobre a água, fazendo com que a sua temperatura de ebulição permaneça constante e igual a 0 C. 07. (PUC RS) A água apresenta um comportamento incomum entre 0 e 4ºC: nesse intervalo de temperatura, enquanto a temperatura diminui, a água se expande, ao contrário do que acontece, em geral, com outras substâncias. Esse comportamento permite a sobrevivência da fauna e flora aquáticas durante o inverno. No gráfico que segue, o volume da substância água é relacionado com a sua temperatura em graus celsius ( o C). 0. (UEM PR) Analise as seguintes afirmativas: I. Em uma panela de pressão, a água pode atingir uma temperatura superior a 0 ºC, sem entrar em ebulição. II. Uma garrafa cheia de cerveja pode estourar quando colocada em um congelador, pois a água da cerveja aumenta de volume ao se solidificar. III. Em uma panela comum, a água pode entrar em ebulição a uma temperatura menor que 0 ºC, desde que o experimento seja feito em um local onde a pressão atmosférica seja menor que 1 atm. IV. O aumento na pressão provoca uma diminuição na temperatura de fusão das substâncias. Dessas afirmativas, estão corretas 01. I e II. 02. II e III. 04. III e IV. 08. I e III. 16. II e IV. 04. (UFF RJ) Quando se retira uma garrafa de vidro com água de uma geladeira, depois de ela ter ficado lá por algum tempo, veem-se gotas d água se formando na superfície externa da garrafa. Isso acontece graças, principalmente, à a) condensação do vapor de água dissolvido no ar ao encontrar uma superfície à temperatura mais baixa. b) diferença de pressão, que é maior no interior da garrafa e que empurra a água para seu exterior. c) porosidade do vidro, que permite a passagem de água do interior da garrafa para sua superfície externa. d) diferença de densidade entre a água no interior da garrafa e a água dissolvida no ar, que é provocada pela diferença de temperaturas. e) condução de calor através do vidro, facilitada por sua porosidade. A propósito das informações anteriores, afirma-se: I. Em temperatura ambiente acima de 4ºC, a água no fundo do lago apresentará temperatura mais baixa do que a da superfície. II. Em temperatura ambiente inferior a 0ºC, a água ficará congelada na superfície e líquida em profundidades maiores, pois o gelo da superfície isola termicamente as águas mais profundas. III. Em qualquer temperatura ambiente, a temperatura da água será 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. 08. (UNIFESP SP) A sonda Phoenix, lançada pela NASA, detectou em 2008 uma camada de gelo no fundo de uma cratera na superfície de Marte. Nesse planeta, o gelo desaparece nas estações quentes e reaparece nas estações frias, mas a água nunca foi observada na fase líquida. Com auxílio do diagrama de fase da água, analise as três afirmações seguintes. 1

2 I. O desaparecimento e o reaparecimento do gelo, sem a presença da fase líquida, sugerem a ocorrência de sublimação. II. Se o gelo sofre sublimação, a pressão atmosférica local deve ser muito pequena, inferior à pressão do ponto triplo da água. III. O gelo não sofre fusão porque a temperatura no interior da cratera não ultrapassa a temperatura do ponto triplo da água. Um sistema básico de aquecimento de água por energia solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (boiler), como esquematizado na figura abaixo. De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afirmar que está correto o contido em a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, apenas. 09. (PUC MG) Ao prepararmos os alimentos, é comum aquecermos a água em recipientes abertos. Nesses recipientes, a água entra em ebulição quando sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. LOCALIDADE ALTITUDES (em relação ao nível do mar) Guarapari 0 Belo Horizonte 850 metros Pico da Bandeira 2892 metros Considerando-se as informações dadas, pode-se afirmar que a temperatura de ebulição da água será: a) maior em Belo Horizonte. b) menor em Guarapari. c) a mesma nas três localidades, desde que consideremos H 2O puro. d) menor no Pico da Bandeira.. (UEPG PR) Calor pode ser conceituado como sendo uma forma de energia que é transferida de um sistema físico para outro sistema físico devido, exclusivamente, à diferença de temperatura existente entre os dois sistemas. Sobre o fenômeno da transferência de calor, assinale o que for correto. 01. A transmissão do calor por convecção, em um meio, consiste essencialmente no deslocamento de moléculas de diferentes densidades, de uma região para outra desse meio. 02. A condução do calor pode ser atribuída à transmissão da energia através de colisões entre as moléculas constituintes de um corpo. Por isso, os sólidos são melhores condutores de calor do que os líquidos e do que os gases. 04. Fluxo de calor corresponde à quantidade de calor que atravessa uma seção reta do corpo que o conduz, na unidade de tempo. 08. O calor, espontaneamente, se propaga do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. 16. Quando dois corpos, em contato, estão em equilíbrio térmico, pode-se afirmar que o fluxo de calor entre eles é constante. 11. (UPE) Sobre os processos de transmissão do calor, analise as proposições a seguir e conclua. 00. O calor sempre se propaga de um corpo com maior temperatura para um corpo de menor temperatura. 01. Na transmissão de calor por condução, a energia térmica se propaga de partícula para partícula, sem que elas sejam transladadas. 02. Na convecção, o calor se propaga por meio do movimento de fluidos de densidades diferentes. 0. A irradiação térmica exige um meio material, para que ocorra a propagação de calor. 04. O poder emissivo do corpo negro é proporcional à quarta potência de sua temperatura absoluta. 12. (UFSC) O uso racional das fontes de energia é uma preocupação bastante atual. Uma alternativa para o aquecimento da água em casas ou condomínios é a utilização de aquecedores solares. 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 térmico através de um sistema natural, por convecção. A água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria empurra a água quente gerando a circulação. 02. Os canos e as placas dentro do coletor devem ser pintados de preto para uma maior absorção de calor por irradiação térmica. 04. As placas coletoras são envoltas em vidro transparente que funciona como estufa, permitindo a passagem de praticamente toda a radiação solar. Esta radiação aquece as placas que, por sua vez, aquecem o ar no interior da estufa, formando correntes de convecção, sendo que este ar é impedido de se propagar para o ambiente externo. 08. Em todo o processo de aquecimento desse sistema, não há transferência de calor por condução. 16. Como a placa coletora está situada abaixo do reservatório térmico, o sistema acima descrito só funcionará se existir uma bomba hidráulica que faça a água circular entre os dois. 2. A condução de calor só ocorre nas placas, pois são metálicas, mas não na água. 1. (UEM PR) Sobre o processo de formação dos ventos em locais litorâneos, assinale o que for correto. 01. Durante o dia, o ar mais frio situado sobre o solo desloca-se em direção ao mar, gerando uma corrente de convecção do continente para o mar. 02. O ar aquecido próximo ao solo ascende por meio do processo de convecção. 04. Durante o dia, o solo aquece-se mais que a água do mar em virtude da diferença entre seus coeficientes de calor específico. 08. Durante o dia, o ar mais frio situado sobre o mar desloca-se em direção à costa, gerando uma corrente de convecção do mar para o continente. 16. Os coeficientes de calor específico do solo e da água são idênticos, o que acaba gerando uma corrente de convecção mar-terra, durante o dia, e terra-mar, durante a noite. 14. (UEPG PR) Calor é uma forma de energia que é transferida entre dois sistemas quando entre eles existe uma diferença de temperatura, e a transferência pode ocorrer por condução, convecção ou radiação. A respeito deste assunto, assinale o que for correto. 01. Na condução, a transferência de calor ocorre de partícula a partícula, dentro de um corpo ou entre dois corpos em contato. 02. A transferência de calor em um meio fluido ocorre por convecção. 04. Na radiação, a transferência de calor entre dois sistemas ocorre através de ondas eletromagnéticas. 08. O fluxo de calor através de um corpo é inversamente proporcional à sua espessura. 16. A energia irradiada por um corpo, na unidade do tempo, é diretamente proporcional à quarta potência da sua temperatura absoluta. 15. (UEPG PR) O refrigerador doméstico é uma máquina térmica cuja construção se baseia em alguns princípios físicos. Sobre estes princípios, assinale o que for correto. 01. As prateleiras internas do refrigerador são vazadas para facilitar a condução do calor através do ar. 02. Para retirar o calor do interior de um refrigerador com temperatura mais baixa que a temperatura do ambiente externo, é preciso realizar trabalho sobre o sistema. 2

3 04. No interior do refrigerador ocorre o fenômeno físico conhecido por condução de calor quando o ar menos frio da sua parte inferior é deslocado para cima pela pressão do ar mais frio da sua parte superior. 08. O controle interno da temperatura do refrigerador é feito através de um termostato que a mantém relativamente constante. 16. Por existir uma diferença entre a pressão interna e externa do refrigerador é que ocorre a diminuição da temperatura no seu interior. 2. Por existir diferença de temperatura nas partes internas do refrigerador, é aconselhável acondicionar as verduras na sua parte inferior, onde a temperatura é menos fria. 16. (UESC BA) A garrafa térmica é um dispositivo feito para conservar a temperatura de um líquido gelado ou quente. Sobre a garrafa térmica, é correto afirmar: 01. O vácuo existente entre as paredes duplas de vidro espelhado reduz as trocas de calor por irradiação. 02. A quantidade de calor que atravessa as paredes duplas da garrafa é determinada pela Lei de Fourier. 0. A radiação térmica que incide nas paredes duplas da garrafa é constituída do espectro eletromagnético visível. 04. As paredes duplas de vidro devem ser pintadas de preto para dificultar a propagação de calor por condução. 05. As faces externas e internas das paredes de vidro são espelhadas para minimizar o fluxo da radiação térmica, tanto de dentro para fora quanto de fora para dentro. 17. (UEPG PR) O filme O Dia Depois de Amanhã retrata uma catástrofe climática na Terra, ocasionada pelo aquecimento global. Sobre este assunto e do ponto de vista físico, assinale o que for correto. 01. A energia solar chega ao planeta através do fenômeno conhecido como condução térmica. 02. O efeito estufa é um fenômeno que mantém a temperatura média da Terra constante. 04. A retenção de calor pela atmosfera é conhecido como efeito estufa. 08. Quando se alerta sobre os riscos relacionados com o efeito estufa, o que está em foco é sua intensificação e, conseqüentemente, a alteração climática do planeta. 16. O efeito estufa é imprescindível à manutenção da vida sobre a Terra. 2. O aquecimento global provocará condensação dos vapores de água da atmosfera, o que tornará o planeta, totalmente árido. 18. (UNIFOR CE) Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA: a) Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. b) Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer. c) Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. d) Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra. e) Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução. 19. (UCS RS) A Terra está ficando mais quente. Um dos fatores pode ser a poluição gerada pelo homem. Mas novos estudos revelam que o problema também vem de onde menos se espera: o mar, as nuvens e até as plantas podem estar contribuindo para piorar os efeitos do CO 2. (Superinteressante, set. 20. p. 79 Texto adaptado.) Sobre essa situação é correto afirmar que ( ) quanto mais o planeta esquenta, mais água passa ao estado gasoso, indo para a atmosfera. Esse vapor d água forma uma barreira, que ajuda a reter o calor na Terra. ( ) a queima de combustíveis fósseis gera CO 2 e aquece o planeta. Mas certos tipos de poluição, como a do dióxido de enxofre liberado pelos vulcões, refletem radiação solar, ajudando a diminuir o aquecimento da Terra. ( ) o aumento da concentração de CO 2 na atmosfera, num primeiro momento, é bom para as plantas, que utilizam esse gás para a fotossíntese. Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo. a) V V V b) F F F c) V F F d) V F V e) F V F 20. (FATEC SP) Atualmente, muitas residências estão fazendo o uso de energia solar, através de coletores instalados no telhado, para aquecer a água e, assim, contribuir para um menor gasto em energia elétrica em relação aos chuveiros elétricos convencionais. Sobre esses coletores solares são feitas as seguintes afirmativas: I. As chapas de alumínio e as tubulações de água devem ser pintadas de preto, pois a cor preta aumenta a absorção da energia radiante do sol incidente, aquecendo mais rapidamente a água. II. O processo de transmissão de calor, que ocorre das placas quentes para a água, é chamado de convecção, ocorrendo devido ao deslocamento de matéria. III. As placas de vidro colocadas sobre as tubulações são transparentes à luz, mas boas refletoras de radiação infravermelha e por isso ajudam no aquecimento da água no interior da tubulação. É correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 21. (PUC MG) Ainda nos dias atuais, povos que vivem no deserto usam roupas de lã branca como parte de seu vestuário para se protegerem do intenso calor, já que a temperatura ambiente pode chegar a 50ºC durante o dia. Para nós, brasileiros, que utilizamos a lã principalmente no inverno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivocada, contudo ela pode ser explicada pelo fato de que: a) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca absorve toda a luz evitando que ela aqueça ainda mais as pessoas. b) a lã é naturalmente quente e, num ambiente a 50ºC, ela contribui para resfriar um pouco os corpos das pessoas. c) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca reflete toda a luz diminuindo assim o aquecimento da própria lã. d) a lã é naturalmente quente, e o branco é uma cor fria. Esses fatos combinados contribuem para o resfriamento dos corpos daquelas pessoas. 22. (UFTM) Analise as afirmações relativas a trocas de calor: I. Quando você observa que uma peça feita em alumínio teve sua temperatura aumentada, é certo concluir que essa peça absorveu calor. II. Nos meios fluidos, líquidos ou gasosos, a única forma possível de realizarem-se trocas de calor é por convecção. III. A única forma de se obter calor por irradiação é por meio de ondas eletromagnéticas que, devido a sua natureza, não necessitam de meio material para se propagar. IV. Ao tocar a maçaneta de metal e a madeira da porta, você tem sensações térmicas diferentes ainda que ambas estejam à mesma temperatura, devido às diferentes propriedades de condução térmica desses materiais. É certo apenas o que consta em a) I e II. b) I e III. c) II e IV. d) I, III e IV. e) II, III e IV.

4 2. (UFTM) A transmissão de calor entre os corpos pode ocorrer por três processos diferentes. Sobre estes processos, considere: I. As trocas de calor por irradiação são resultantes da fragmentação de núcleos de átomos instáveis num processo também conhecido por radioatividade. II. A condução térmica é o processo de transferência de calor de um meio ao outro através de ondas eletromagnéticas. III. Não pode haver propagação de calor nem por condução, nem por convecção, onde não há meio material. IV. O fenômeno da inversão térmica ocorre mais freqüentemente no inverno e acentua a poluição, já que não ocorre convecção. É correto o contido em apenas a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 24. (UFMT) A coluna da esquerda apresenta processos de termotransferência e a da direita, fatos do cotidiano relacionados a esses processos. Numere a coluna 1 de acordo com a coluna 2. Coluna 1 1. Condução 2. Convecção. Radiação Coluna 2 ( ) O movimento do ar no interior das geladeiras. ( ) O cozinheiro queimou-se com a colher aquecida. ( ) Energia que recebemos do Sol. ( ) Ar condicionado deve ser instalado próximo ao teto. Assinale a seqüência correta. a) 2, 1,, 1 b) 1, 2,, c) 2, 1,, 2 d), 1, 1, 2 e) 1,, 2, (FFFCMPA RS) A sensação distinta de quente e frio quando colocamos a mão em uma barra de alumínio ou em uma barra de madeira, que estão em equilíbrio térmico com um ambiente a 27ºC, se deve ao fato de que a) a quantidade de calor trocada entre a pele e a barra de alumínio é menor do que a trocada entre a pele e a barra de madeira. b) a quantidade de calor trocada entre a pele e a barra de alumínio é maior do que a trocada entre a pele e a barra de madeira. c) o alumínio se encontra em uma temperatura superior à da madeira. d) o alumínio se encontra em uma temperatura inferior à da madeira. e) a quantidade de calor trocada entre a pele e as duas barras serem iguais. 26. (PUC MG) Apesar de ser construído de gelo, o iglu é usado pelos esquimós como moradia ou proteção do frio, porque: a) a temperatura do gelo é menor que a do meio ambiente onde vivem os esquimós. b) o calor específico do gelo é menor que o da água. c) o gelo não é um bom condutor de calor. d) a capacidade térmica do gelo é muito grande. 27. (UFG GO) Estufas rurais são áreas limitadas de plantação cobertas por lonas plásticas transparentes que fazem, entre outras coisas, com que a temperatura interna seja superior à externa. Isso se dá porque: a) o ar aquecido junto à lona desce por convecção até as plantas. b) a expansão do ar expulsa o ar frio para fora da estufa. c) as lonas são mais transparentes às radiações da luz visível que às radiações infravermelhas. d) um fluxo líquido contínuo de energia se estabelece de fora para entro da estufa. e) o ar retido na estufa atua como um bom condutor de calor, aquecendo o solo. 28. (UEPB) Até o início do século XIX, acreditava-se que a temperatura de um corpo estava associada a uma substância fluida, invisível e de peso desprezível, denominada calórico, contida no interior do corpo. No decorrer do mesmo século essas idéias foram contestadas e, através de algumas experiências, a exemplo de uma realizada pelo físico inglês James Prescott Joule ( ), identificou-se definitivamente o calor como energia. Com base nas informações contidas no texto acima e em suas experiências diárias, analise as seguintes proposições: I. Quando colocamos a mão na maçaneta e na madeira de uma porta, a sensação distinta de quente e frio está associada à diferença de temperatura entre ambas. II. Ao colocar a mão embaixo de uma panela retirada do fogo a uma certa distância, tem-se a sensação de quente, uma vez que a troca de calor neste processo dá-se por convecção. III. Retirando-se da geladeira uma lata e uma garrafa (de vidro) de refrigerante em equilíbrio térmico, tem-se a impressão de que a lata está mais fria que a garrafa. Esta sensação diferenciada é explicada por a lata, que geralmente é de alumínio, apresentar maior coeficiente de condutividade térmica do que a garrafa de vidro. IV. As garrafas térmicas são constituídas de um recipiente de vidro de paredes duplas, espelhadas interna e externamente. A quase inexistência de ar entre as paredes dificulta a propagação do calor, quer por condução, quer por convecção. A partir da análise feita, assinale a alternativa correta: a) Todas as proposições são verdadeiras b) Apenas as proposições I e III são verdadeiras c) Apenas as proposições II e III são verdadeiras d) Apenas as proposições II e IV são verdadeiras e) Apenas as proposições III e IV são verdadeiras 29. (UDESC) A figura mostra o gráfico da intensidade de radiação por comprimento de onda emitida por um corpo negro para diferentes temperaturas. Com base nas informações do gráfico, analise as afirmativas abaixo. I. A temperatura T1 é maior que a temperatura T. II. A intensidade total de radiação emitida é maior para temperatura T. III. O comprimento de onda para o qual a radiação é máxima é maior para temperatura T. IV. As temperaturas T1, T2 e T são iguais. V. As intensidades totais de radiação emitida são iguais para T1, T2 e T. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente a afirmativa I é verdadeira. d) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. e) Somente a afirmativa II é verdadeira. 0. (IME RJ) A figura composta por dois materiais sólidos diferentes A e B, apresenta um processo de condução de calor, cujas temperaturas não variam com o tempo. É correto afirmar que a temperatura T 2 da interface desses materiais, em kelvins, é: Observações: T 1: Temperatura da interface do material A com o meio externo T : Temperatura da interface do material B com o meio externo K A: Coeficiente de condutividade térmica do material A K B: Coeficiente de condutividade térmica do material B a) 400 b) 500 c) 600 d) 700 e)

5 1. (UFC CE) Uma barra cilíndrica reta metálica, homogênea, de comprimento L, com seção transversal A, isolada lateralmente a fim de evitar perda de calor para o ambiente, tem suas duas extremidades mantidas a temperaturas T 1 e T 2, T 1 >T 2. Considere que o regime estacionário tenha sido atingido. a) Escreva a expressão do fluxo de calor por condução, sabendo-se que esse fluxo é proporcional à área da seção transversal e à diferença de temperatura entre os extremos da região de interesse ao longo da direção do fluxo e inversamente proporcional à distância entre tais extremos. b) Determine a temperatura de um ponto da barra localizado a uma distância L / da extremidade de maior temperatura em função de T 1 e T (ITA SP) De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, o equilíbrio da atmosfera terrestre é obtido pelo balanço energético entre a energia de radiação do Sol absorvida pela Terra e a reemitida pela mesma. Considere que a energia fornecida por unidade de tempo pela radiação solar é dada por P = A e σ T4, em que σ = 5,67 8 W m 2 K 4 ; A é a área da superfície do corpo; T a temperatura absoluta, e o parâmetro e é a emissividade que representa a razão entre a taxa de radiação de uma superfície particular e a taxa de radiação de uma superfície de um corpo ideal, com a mesma área e mesma temperatura. Considere a temperatura média da Terra T = 287K e, nesta situação, e = l. Sabendo que a emissão de gases responsáveis pelo aquecimento global reduza a emissividade, faça uma estimativa de quanto aumentará a temperatura média da Terra devido à emissão de gases responsáveis pelo aquecimento global, se a emissividade diminuir 8%. 1/4 x Considere (1 x) 1 4. (UNICAMP SP) Nas regiões mais frias do planeta, camadas de gelo podem se formar rapidamente sobre um volume de água a céu aberto. A figura ao lado mostra um tanque cilíndrico de água cuja área da base é A = 2,0 m 2, havendo uma camada de gelo de espessura L na superfície da água. O ar em contato com o gelo está a uma temperatura T ar = ºC, enquanto a temperatura da água em contato com o gelo é T ag = 0,0 ºC. a) O calor é conduzido da água ao ar através do gelo. O fluxo de calor ϕ cal, definido como a quantidade de calor conduzido por Tag Tar unidade de tempo, é dado por ϕ cal = ka, onde k = 4,0 x L cal/(s cm ºC) é a condutividade térmica do gelo. Qual é o fluxo de calor ϕ cal quando L = 5,0 cm? b) Ao solidificar-se, a água a 0 ºC perde uma quantidade de calor que é proporcional à massa de água transformada em gelo. A constante de proporcionalidade L S é chamada de calor latente de solidificação. Sabendo-se que o calor latente de solidificação e a densidade do gelo valem, respectivamente, L S = 80 cal/g e ρ g = 0,90 g/cm, calcule a quantidade de calor trocado entre a água e o ar para que a espessura do gelo aumente de 5,0 cm para 15 cm. 4. (UNESP) As constantes termodinâmicas da madeira são muito variáveis e dependem de inúmeros fatores. No caso da condutividade térmica (k m), um valor aceitável é k m = 0,15 W/(m ºC), para madeiras com cerca de 12% de umidade. Uma porta dessa madeira, de espessura -2 d =, 0 m e área 2 S = 2,0 m, separa dois ambientes a temperaturas de 20 ºC e 0 ºC. Qual o intervalo de tempo necessário para que 00 J de calor atravessem essa porta, de um ambiente para outro, supondo que, durante a transferência de calor, as temperaturas dos ambientes não se alterem? Q S T Expressão do fluxo de calor, em unidades do SI : = k, onde t d t é o tempo e T é a variação de temperatura. 5. (UFCG PB) O El Niño é um fenômeno ambiental da atmosfera do planeta de grandes proporções. As condições de pressão e temperatura são essenciais para a sua ocorrência. O desenho seguinte é um esquema da circulação atmosférica sobre o Oceano Pacífico entre o Continente Australiano e a região próxima à costa do Peru. O fluxo de superfície mostrado no desenho representa o movimento das massas de ar sobre a superfície do Pacífico. Em relação às condições climáticas dessa região, presentes na promoção do El Niño, pode-se afirmar que a) a subida de grandes massas de ar nas proximidades do oceano, na costa do Peru, revela uma zona de alta temperatura. b) nas proximidades do oceano, no Continente Australiano, a pressão atmosférica deve ser muito baixa o que justifica a direção do fluxo de superfície. c) nas proximidades da superfície do oceano, na costa do Peru, a pressão atmosférica deve ser muito alta o que justifica a direção do fluxo de superfície. d) o ar nas proximidades do oceano, na costa do Peru, deve ter temperaturas muito baixas. e) o fluxo de superfície dá-se de uma região de temperaturas muito altas para regiões de temperaturas muito baixas. 6. (UFCG PB) A pressão de vapor d água diminui à medida que a temperatura diminui. Caso o teor de vapor d água no ar seja mantido constante à medida que o ar se esfria, atinge-se uma temperatura chamada de temperatura de ponto de orvalho, para a qual a pressão parcial se torna igual a pressão de vapor e o vapor fica saturado. Se o ar for resfriado ainda mais, o vapor se condensa e passa para a fase líquida até que a nova pressão fique novamente igual a pressão de vapor na nova temperatura. Para determinar a umidade relativa do ar numa sala cuja temperatura ambiente é igual a 0 C, um estudante resfria gradualmente uma lata metálica colocando água fria. Quando a temperatura da lata atinge 14 C, gotículas se formam em sua superfície. Nessas condições ambientais (se necessário, consulte a tabela abaixo), pode-se afirmar que a umidade relativa do ar é a) 40%. Temperatura( C) Pressão de vapor (Pa) b) 20%. 1,2 c) 0%. 12 1, 40 d) %. 14 1,60 e) 50%. 16 1, , ,4 0 4,00 7. Determine a temperatura de 0 g de água em superfusão, sabendo que a interrupção do fenômeno por agitação produz o congelamento brusco de 2 g do líquido. O calor latente de solidificação da água é 80 cal/g e o calor específico da água é 1 cal/g ºC. 8. (UFPA) Para o fósforo, a temperatura de fusão é 44 ºC, o calor específico no estado líquido é 0,2 cal/g ºC e o calor latente de fusão, 5 cal/g. Uma certa massa de fósforo é mantida em sobrefusão a 0 ºC. Num certo instante verifica-se uma solidificação brusca. Que fração total de massa do fósforo se solidifica? 9. Num dia em que a temperatura ambiente é 20 ºC, a pressão parcial de vapor d água na atmosfera é 7,0 mmhg. Sabendo que a pressão máxima de vapor d água a 20 ºC é igual a 17,5 mmhg, determine a umidade relativa do ar. 40. Durante certo tempo, cal incidem em um corpo atérmico. Verifica-se que são absorvidas, nesse mesmo tempo, 5000 cal. Determine a absorvidade e a refletividade do corpo. 41. Um corpo atérmico tem absorvidade 0, e refletividade 0,7. Calcule quantas calorias são refletivas e quantas são absorvidas ao incidirem cal sobre esse corpo. 5

6 42. (MACK-SP) Tem-se três cilindro de mesmas secções transversais de cobre, latão e aço, cujos comprimentos são, respectivamente, de 46 cm, 1 cm e 12 cm. Soldam-se os cilindros, formando o perfil em Y indicado na figura. O extremo livre do cilindro de cobre é mantido a 0 ºC e os cilindro de latão e aço a 0 ºC. Supor que a superfície lateral dos cilindros esteja isolada termicamente. As condutibilidades térmicas do cobre, do latão e do aço valem, respectivamente, 0,92, 0,26 e 0,12 expressas em cal cm 1 s 1 ºC 1. No estado estacionário de condução, qual a temperatura da junção? GABARITO A 05. B 06. B 07. D 08. D 09. D VVVFV A 19. A 20. C 21. C 22. D 2. E 24. C 25. B 26. C 27. C 28. E 29. E 0. B 1. a) Φ= KA( T1 T2)/ L b) T = (2T 1 + T 2) / 2. T = 6K. a) 1,6 x 2 cal/s b) Q = ml F = 1,8 x 5 x 80 = 1,4 x 7 cal 4. t = s 5. A 6. A 7. 1,6 ºC 8. 0,56 (56%) 9. 0,40 (40%) 40. Absorvidade a = 0,25 (25%); refletividade r = 0,75 (75%) cal; 5000 cal ºC 6

7 RESOLUÇÃO 7

8 8

9 9

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