Termologia Exercı cios Objetivos 1. (06/2009) Um turista, ao scer no aeroporto Londres, observa que o valor da temperatura indicada por um termo metro graduado na escala Fahrenheit supera em 40 o valor da indicac a o outro termo metro graduado na escala Celsius. A temperatura em Londres era (a) 10o C (b) 14o C (c) 20o C (d) 24o C (e) 28o C 2. (06/2009) A massa total da mistura gelo em fusa o e a gua no estado lı quido, a temperatura 0 o C, contida no interior um calorı metro ial capacida te rmica sprezı vel, e 200 g. Ao colocarmos, no interior sse calorı metro, 400 g a gua liquida a temperatura 100 o C, o equilı brio te rmico se estabelece em 30 o C. A massa gelo, na mistura inicial, era Dados: Calor especı fico da a gua lı quida 1 cal/(g.o C) Calor latente fusa o da a gua 80 cal/g (a) 135 g (b) 225 g (c) 275 g (d) 295 g termo metro graduado na escala B e o graduado na escala Celsius indicara o, respectivamente, (a) 0o B e 7o C (b) 0o B e 10o C (c) 10o B e 17o C (d) 10o B e 27o C (e) 17o B e 10o C 4. (12/2009) Paulo comprou um aquecedor ele trico, especificac o es 5 000 W - 220 V, provido um reservato rio volume 100 litros. Seu rendimento e 80 %. Estando completamente cheio com a gua e ligado corretamente, o tempo necessa rio para se aquecer essa a gua 20 o C e Dados: massa especı fica da a gua 1g/cm3 ; calor especı fico da a gua 1 cal/(g o C) e 1cal 4, 2J (a) 15 minutos (b) 28 minutos (c) 35 minutos (d) 45 minutos (e) 90 minutos 5. (12/2009) Uma chapa meta lica a rea 1m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata 0, 36mm2. Com a mesma variac a o temperatura, um cubo mesmo material, com volume inicial 1dm3, dilatara (e) 315 g 3. (12/2009) Um termo metro graduado na escala Celsius (o C) e colocado juntamente com dois outros, graduados nas escalas arbitra rias A (o A) e B (o B), em uma vasilha contendo gelo (a gua no estado so lido) em ponto fusa o, ao nı vel do mar. Em seguida, ainda ao nı vel do mar, os mesmos termo metros sa o colocados em uma outra vasilha, contendo a gua em ebulic a o, ate atingirem o equilı brio te rmico. As medidas das temperaturas, em cada uma das experie ncias, esta o indicadas nas figuras 1 e 2, respectivamente. Para uma outra situac a o, na qual o termo metro graduado na escala A indica 17o A, o Professor: Leonardo Carvalho (a) 0, 72mm3 (b) 0, 54mm3 (c) 0, 36mm3 (d) 0, 27mm3 (e) 0, 18mm3 6. (06/2010) Uma placa alumı nio (coeficiente dilatac a o linear do alumı nio 2 10 5o C 1 ), com 2, 4m2 a rea a temperatura 20o C, foi aquecido a 176o F. O aumento a rea da placa foi (a) 24cm2 (b) 48cm2 (c) 96cm2 (d) 120cm2 (e) 144cm2 7. (12/2010) A 20 o C, o comprimento uma haste A e 99% do comprimento outra haste B, a mesma temperatura. Os materiais das hastes A e B te m alto ponto fusa o e coeficientes dilatac a o linear respectivamente iguais αa 10 10 5o C 1 e αb 9, 1 10 5o C 1. A temperatura em que as hastes tera o o mesmo comprimento sera Mackenzie contato: spexatas@gmail.com
Termologia (a) 970o C (b) 1120 o C (c) 1270o C (d) 1770o C (a) 160 kj (b) 90 kj (c) 40 kj (e) 1830o C 8. (12/2010) Calor especı fico da a gua lı quida Densida da a gua lı quida Calor especı fico da a gua so lida (gelo) Calor latente fusa o da a gua Capacida te rmica do recipiente 1 cal/(go C) 1,0 g/cm3 0,50 cal/(go C) 80 cal/g 50 cal/ o C Durante a realizac a o certo experimento, um pesquisador necessitou a gua lı quida a 0o C. Para obte -la, pegou um recipiente contendo 400 cm3 a gua, que estava no interior um refrigerador, a temperatura 5o C. Em seguida, dispondo pedrinhas gelo (a gua so lida) a - 20o C, com 5,0 g massa cada uma, misturou algumas las a a gua do recipiente e atingiu o seu objetivo. Desprezando-se as possı veis trocas calor com o meio ambiente e consirando os dados da tabela acima, conclui-se que o nu mero mı nimo pedrinhas gelo misturadas a a gua do recipiente foi (d) 16 kj (e) 9 kj 11. (12/2011) Um estudante, no laborato rio Fı sica sua escola, forneceu calor a um corpo massa 50 g, utilizando uma fonte te rmica pote ncia constante. Com as medidas obtidas, construiu o gra fico ao lado, que representa a quantida calor Q recebida pelo corpo em func a o sua temperatura t. Analisando o gra fico, po-se afirmar que o calor especı fico, no estado so lido e o calor latente vaporizac a o da substa ncia que constitui o corpo, valem, respectivamente, (d) 36 (a) 3 (b) 5 (c) 15 (e) 45 9. (06/2011) Em uma experie ncia no laborato rio Fı sica, observa-se que um bloco meta lico 0,15 kg massa, ao receber 1530 cal, varia sua temperatura 68o F para 122o F. O calor especı fico da substa ncia que constitui esse corpo e (a) 0,6 cal/(g.o C) e 12 cal/g (b) 0,4 cal/(g.o C) e 12 cal/g (c) 0,4 cal/(g.o C) e 6 cal/g (a) 0,19 cal/(g.o C) (d) 0,3 cal/(g.o C) e 12 cal/g (b) 0,23 cal/(g.o C) (e) 0,3 cal/(g.o C) e 6 cal/g (c) 0,29 cal/(g.o C) o (d) 0,34 cal/(g. C) (e) 0,47 cal/(g.o C) 10. (12/2011) Certo estudante, em um laborato rio Fı sica, na Inglaterra, realizou uma experie ncia que envolvia trocas calor. Durante uma parte do trabalho, teve aquecer um corpo massa 1,00 kg, constituı do uma liga alumı nio, cujo calor especı fico e c 0,215 cal/(g.o C). A temperatura do corpo variou 212 o F ate 392 o F. Consirando que 1 caloria 4,2 J, a energia te rmica recebida por esse corpo foi aproximadamente Professor: Leonardo Carvalho 12. (06/2012) A diferenc a entre as temperaturas ebulic a o do a lcool etı lico e do e ter etı lico, sob pressa o 1,0 atm, e 78,0o F. Sabendo-se que a temperatura ebulic a o sse e ter e 35,0o C, conclui-se que a temperatura ebulic a o sse a lcool e (a) 8,3o C (b) 35,3o C (c) 43,3o C (d) 78,3o C (e) 105,4o C 13. (12/2012) Um estudante no laborato rio fı sica, por scuido, colocou 200 g a gua lı quida (calor especı fico 1 cal/(g.o C)) a 100 o C Mackenzie contato: spexatas@gmail.com
no interior um calorímetro capacida térmica 5 cal/ o C, que contém 100 g água a 20 o C. A massa água líquida a 0 o C, que esse aluno verá adicionar no calorímetro, para que a temperatura equilíbrio térmico volte a ser 20 o C, é (a) 900 g (b) 800 g (c) 700 g (d) 600 g (e) 500 g 16. (06/2013) Estima-se que somente 60% da energia liberada, por efeito Joule, pela resistência elétrica um fogão elétrico, é utilizada para aquecer a água contida em uma panela, quando colocada sobre ela. Se essa resistência aquece 880 g água [calor específico 1 cal/(g. C)] 20 C para 80 C, em 7 minutos, quando submetida à ddp 220 V, a intensida corrente elétrica que passa por ela é Adote 1 cal 4,2 J 14. (12/2012) Uma das características meteorológicas da cida São Paulo é a gran diferença temperatura registrada em um mesmo instante entre diversos pontos do município. Segundo dados do Instituto Nacional Meteorologia, a menor temperatura registrada nessa cida foi - 2 o C, no dia 2 agosto 1955, embora haja algumas indicações, não oficiais, que, no dia 24 agosto 1898, registrouse a temperatura - 4 o C. Em contrapartida, a maior temperatura teria sido 37 o C, medida em 20 janeiro 1999. Consirando-se 100 g água, sob pressão atmosférica normal, incialmente a - 4 o C, para chegar a 37 o C, a quantida Energia Térmica que esta massa verá receber é Água Calor latente Calor específico, no Calor específico, no fusão (L f ) estado sólido (c) estado líquido (c) 80 cal/g 0,50 cal/g o C 1,0 cal/g o C (a) 11,3 kcal (b) 11,5 kcal (c) 11,7 kcal (d) 11,9 kcal (e) 12,1 kcal 15. (06/2013) Uma pequena placa certa liga metálica coeficiente dilatação linear médio igual a 20 10 6o C 1 possui um orifício diâmetro 5,0 mm. Essa placa ve ser presa sobre uma superfície por meio um pino diâmetro 5,1 mm, inserido nesse orifício. Para que seja possível prenr essa placa com esse pino, nós a aquecemos sem que ocorra a mudança do estado agregação seu material. A variação temperatura mínima, que ve sofrer essa placa, para conseguirmos fixá-la é (a) 1 000 o C (b) 700 o C (c) 500 o C (d) 300 o C (e) 200 o C (a) 3,5 A (b) 4,0 A (c) 4,5 A (d) 5,0 A (e) 5,5 A 17. (12/2013) Um internauta, comunicando-se em uma re social, tem conhecimento que naquele instante a temperatura em Nova Iorque é θ NI 68 o F, em Roma é θ RO 291K e em São Paulo, θ SP 25 o C. Comparando essas temperaturas, estabelece-se que (a) θ NI < θ RO < θ SP (b) θ SP < θ RO < θ NI (c) θ RO < θ NI < θ SP (d) θ RO < θ SP < θ NI (e) θ NI < θ SP < θ RO 18. (12/2013) Uma panela ferro calor específico 0,1 cal/(g. o C) que está sobre um armário 2,10 m altura cai no piso da cozinha. Admitindo que toda a energia mecânica da panela tenha sido convertida em calor e que 80% la foi absorvida pela panela, a sua elevação temperatura será Adote g 10m/s 2 e 1cal 4, 2J (a) 0,04 o C (b) 0,08 o C (c) 0,12 o C 19. (12/2014) (d) 0,16 o C (e) 0,20 o C
O diagrama acima mostra as transformações sofridas por um gás ial do estado A ao estado B. Se a temperatura no estado inicial A vale T A 300K, então a temperatura no estado B vale (a) 600 K (b) 800 K (c) 750 K (d) 650 K (e) 700 K
Gabarito (1) A (6) C (11) B (16) B (2) C (3) B (4) C (7) C (8) B (9) D (12) D (13) B (14) D (17) C (18) A (5) B (10) B (15) A (19) C