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Colégio Lúcia Vasconcelos® - Concursos Públicos e Vestibulares – Fone: (62) 3093-1415

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LISTA 01 – ESCALAS TERMOMÉTRICAS: 01) (MACK/2010) Um termômetro graduado na escala Celsius (ºC) é co-locado juntamente com dois outros, graduados nas escalas arbitrárias A (ºA) e B (ºB), em uma vasilha contendo gelo (água no estado sólido) em ponto de fusão, ao nível do mar. Em seguida, ainda ao nível do mar, os mesmos termômetros são colocados em uma outra vasilha, contendo água em ebulição, até atingirem o equilíbrio térmico. As medidas das temperaturas, em cada uma das experiências, estão indicadas nas figu-ras 1 e 2, respectivamente. Para uma outra situação, na qual o termôme-tro graduado na escala A indica 17ºA, o termômetro graduado na escala B e o graduado na escala Celsius indicarão, respectivamente,

a) 0ºB e 7ºC; b) 0ºB e 10ºC; c) 10ºB e 17ºC; d) 10ºB e 27ºC; e) 17ºB e 10ºC. 02) (PUC/2010) Temperaturas podem ser medidas em graus Celsius (ºC) ou Fahrenheit (ºF). Elas têm uma proporção linear entre si. Temos: 32ºF = 0ºC; 20ºC = 68ºF. Qual a temperatura em que ambos os valores são iguais? a) 40; b) –20; c) 100; d) –40; e) 0. 03) (UEPG/2010) A temperatura é uma das grandezas físicas mais co-nhecidas dos leigos. Todos os dias boletins meteorológicos são divulga-dos anunciando as prováveis temperaturas máxima e mínima do período. A grande maioria da população conhece o termômetro e tem o seu pró-prio conceito sobre temperatura. Sobre temperatura e termômetros, assi-nale o que for correto. 01. A fixação de uma escala de temperatura deve estar associada a uma propriedade física que, em geral, varia arbitrariamente com a temperatu-ra. 02. Grau arbitrário é a variação de temperatura que provoca na proprie-dade termométrica uma variação correspondente a uma unidade da vari-ação que esta mesma propriedade sofre quando o termômetro é levado do ponto de fusão até o ponto de ebulição da água. 04. Temperatura é uma medida da quantidade de calor de um corpo. 08. A água é uma excelente substância termométrica, dada a sua abun-dância no meio ambiente. 16. Dois ou mais sistemas físicos, colocados em contato e isolados de in-fluências externas, tendem para um estado de equilíbrio térmico, que é caracterizado por uma uniformidade na temperatura dos sistemas. 04) (UNESP/2010) Um termoscópio é um dispositivo experimental, como o mostrado na figura, capaz de indicar a temperatura a partir da variação da altura da coluna de um líquido que existe dentro dele. Um alu-no verificou que, quando a temperatura na qual o termoscópio estava submetido era de 10ºC, ele indicava uma altura de 5mm. Percebeu ainda que, quando a altura ha-via aumentado para 25mm, a temperatura era de 15ºC. Quando a temperatura for de 20ºC, a altura da coluna de líquido, em mm, será de a) 25. b) 30. c) 35. d) 40. e) 45. 05) (FEPECS/2010) Observe a tabela:

Não satisfeito com as escalas termométricas existentes, um estudante resolveu adotar uma chamada denominada Rio2016 para medir tempera-tura, obtendo a tabela acima. Nessa tabela estão representados os pon-tos de gelo e de vapor, os valores adotados para a escala Rio2016 (tRi-

o2016), os valores conhecidos da escala Celsius (tC) e as alturas da coluna

(h(mm)) do líquido termométrico de determinado termômetro. A relação entre as temperaturas nas duas escalas, sendo tRio2016 = f(tC), é: a) tRio2016 = 1,4tC – 10; b) tRio2016 = 1,4tC + 20; c) tRio2016 = 1,4tC – 20; d) tRio2016 = 1,2tC – 20; e) tRio2016 = 1,2tC + 20. 06) (UFTM/2010) Um casal de norte-americanos visitou a Bahia e expe-rimentou o tradicional acarajé, aprendendo que lá, quente, além do que se espera para essa palavra, pode ser traduzido como muuuuito apimen-tado! De qualquer modo, gostaram dessa comida, gostaram tanto, que pediram a receita. Para a versão apimentada da palavra “quente”, não ti-veram dificuldades para a tradução, entretanto, para expressar a tempe-ratura de 200ºC na qual os bolinhos eram fritos, tiveram que realizar uma conversão, encontrando o valor em Fahrenheit, correspondente a) 93 ºF. b) 168 ºF. c) 302 ºF. d) 392 ºF. e) 414 ºF. 07) (PUC/2010) No LHC (Grande Colisor de Hádrons), as partículas vão correr umas contra as outras em um túnel de 27km de extensão, que tem algumas partes resfriadas a –271,25ºC. Os resultados oriundos dessas colisões, entretanto, vão seguir pelo mundo todo. A grade do LHC terá 60 mil computadores. O objetivo da construção do complexo franco-suíço, que custou US$ 10 bilhões e é administrado pelo Cern (Organiza-ção Europeia de Pesquisa Nuclear, na sigla em Francês), é revolucionar a forma de se enxergar o Universo. A temperatura citada no texto, ex-pressa nas escalas fahrenheit e kelvin, equivale, respectivamente, aos valores aproximados de: a) –456 e 544 b) –456 e 2 c) 520 e 544 d) 520 e 2 e) – 456 e –2 08) (UCS/2010) Se determinada substância em estado gasoso expande ou contrai seu volume em 1 unidade de medida cada vez que sua tempe-ratura aumenta ou diminui, também em 1 unidade de medida, pode-se, baseado apenas nessa informação, utilizar essa substância para constru-ir um(a) a) termômetro. b) balança. c) paquímetro. d) macaco hidráulico. e) bússola. 09) (UEG/2010) A contracepção é a prevenção deliberada da gravidez. Uma das formas usadas para impedir a gravidez é absterse de relações sexuais apenas durante o período fértil do ciclo menstrual. Esse método é conhecido como método do timo ovulatório ou da “tabelinha”. O gráfico abaixo apresenta as variações em ºC da temperatura corpórea em fun-ção dos dias do ciclo menstrual de uma mulher. Qual é a variação apro-ximada da temperatura corpórea, em graus centígrados no gráfico, que ocorre no período seguro e que corresponde ao menor risco de gravi-dez? AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2004. p. 367. (Adaptado).

a) 0,0; b) 0,3; c) 0,6; d) 1,1. 10) (UFPB/2010) Durante uma temporada de férias na casa de praia, em certa noite, o filho caçula começa a apresentar um quadro febril preocu-pante. A mãe, para saber, com exatidão, a temperatura dele, usa um ve-lho termômetro de mercúrio, que não mais apresenta com nitidez os nú-meros referentes à escala de temperatura em graus Celsius. Para resol-ver esse problema e aferir com precisão a temperatura do filho, a mãe decide graduar novamente a escala do termômetro usando como pontos fixos as temperaturas do gelo e do vapor da água. Os valores que ela ob-tém são: 5cm para o gelo e 25cm para o vapor. Com essas aferições em mãos, a mãe coloca o termômetro no filho e observa que a coluna de mercúrio para de crescer quando atinge a marca de 13cm. Com base nesse dado, a mãe conclui que a temperatura do filho é de: a) 40,0ºC; b) 39,5ºC; c) 39,0ºC d) 38,5ºC; e) 38,0ºC.

LISTA 01 – GABARITO: 01) B; 02) D; 03) 18; 04) E; 05) C; 06) D; 07) B; 08) A; 09) B; 10) A.



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LISTA 02 – DILATAÇÕES: 01) (MACK/2010) Uma chapa metálica de área 1m2, ao sofrer certo a-quecimento, dilata de 0,36mm2. Com a mesma variação de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1dm3, dilatará a) 0,72mm3; b) 0,54mm3; c) 0,36mm3; d) 0,27mm3; e) 0,18mm3. 02) (UDESC/2010) A ta-bela apresenta uma re-lação de substâncias e os seus respectivos valo-res de coeficiente de di-latação linear e conduti-vidade térmica, ambos medidos à temperatura de 20°C. Assinale a al-ternativa correta, to-mando como base as in-formações acima. a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de temperatura de 20°C. b) A condutividade térmica das substâncias permanece constante, inde-pendentemente da temperatura em que estas se encontram. c) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também apre-sentam maiores coeficientes de dilatação. d) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção para fazer isolamentos térmicos. e) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de con-creto, são submetidas à mesma variação de temperatura. Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de alumínio é du-as vezes maior que a da chapa de concreto. 03) (UEG/2010) Considere uma molécula de água e outra de dióxido de enxofre, ambas a uma mesma altura na atmosfera terrestre. Sobre essas moléculas e a situação descrita, é CORRETO afirmar: a) dentre as moléculas, a força gravitacional entre a água e a Terra é maior. b) a água no estado líquido a 4ºC tem a maximização do seu volume. c) o dióxido de enxofre é um dos responsáveis pela chuva ácida. d) no dióxido de enxofre, o ângulo de ligação é de 120º. 04) (UERJ/2010) A figura repre-senta um retângulo formado por quatro hastes fixas. Considere as seguintes informações sobre esse retângulo: sua área é de 75cm2 à temperatura de 20ºC; a razão entre os comprimentos de l0A e l0B é igual a 3; as hastes de com-primento l0A são constituídas de um mesmo material, e as hastes de comprimento l0B de outro; a relação entre os coeficientes de dilatação desses dois materiais equivale a 9. Admitindo que o retângulo se trans-forma em um quadrado à temperatura de 320ºC, calcule, em ºC–1, o valor do coeficiente de dilatação linear do material que constitui as hastes me-nores. 05) (UESPI/2010) Uma fenda de largura 2,002cm precisa ser perfeitamente vedada por uma pequena barra quando a temperatura no local atingir 130ºC. A barra possui comprimento de 2cm à temperatura de 30ºC, co-mo ilustra a figura (os comprimentos mostrados não estão em escala). Considerando desprezível a alteração na largura da fenda com a tempe-ratura, a barra apropriada para este fim deve ser feita de: a) chumbo, com coeficiente de dilatação linear α = 3.10–5ºC–1. b) latão, com coeficiente de dilatação linear α = 2.10–5ºC–1. c) aço, com coeficiente de dilatação linear α = 10–5ºC–1. d) vidro pirex, com coeficiente de dilatação linear α = 3.10–6ºC–1. e) invar, com coeficiente de dilatação linear α = 7.10–7ºC–1. 06) (UFBA/2010) Houve apenas um jogo do basquetebol de alta tecno-logia. A ideia, que parecia promissora e que exigiu enormes investimen-tos, foi logo bandonada. Superatletas foram criados utilizando técnicas de melhoramentos genéticos em células embrionárias dos melhores jo-gadores e jogadoras de todos os tempos. A bola, confeccionada com um material isolante térmico de altíssima qualidade, era uma esfera perfeita. Os aros das cestas, círculos perfeitos, foram feitos de uma liga metálica, resultado de longa pesquisa de novos materiais. O ginásio de esportes

foi reformulado para o evento, com um sistema de climatização ambien-tal para assegurar que a temperatura se mantivesse constante em 20°C. A plateia, era majoritariamente composta por torcedores do time local, entre os quais foram reconhecidos cientistas premiados e representantes de empresas de alta tecnologia. O jogo estava nos cinco minutos finais e empatado. Aconteceu, então, um grande movimento na plateia. De um lado, os torcedores pedem alimentos e bebidas quentes e iluminam a cesta com lanternas infravermelhas. Do outro, da cesta do time local, to-dos querem sorvetes e bebidas geladas. Usou-se de todos os meios possíveis, inclusive alterando o sistema de climatização, para aquecer a região em torno da cesta do time visitante e esfriar a do time local. Dois torcedores, representantes da tecnociência, colocados atrás das cestas conversavam ao telefone: – Aqui está 19°C e aí? – Aqui está 21°C, ven-cemos! Terminado o jogo, o técnico do time visitante desabafou: — Suja-ram um bom jogo e mataram uma boa ideia. Explique, qualitativa e quan-titativamente, por que os dois torcedores tinham certeza de ter vencido e comente as opiniões do técnico visitante, considerando que o diâmetro da bola e dos aros são iguais, respectivamente, a 230,0mm e a 230,1mm e que o coeficiente de dilatação linear dos aros é 4,8.10−4ºC−1. 07) (UFC/2010) Um triângulo retângulo isósceles é montado com arames de materiais distintos, de modo que nos catetos o material possui coefi-ciente de dilatação térmica linear 1Cº 2 −A , enquanto na hipotenusa o material possui coeficiente de dilatação térmica linear 1Cº 2/ −A . Deter-mine a variação de temperatura para que o triângulo torne-se equilátero. 08) (ITA/2010) Um quadro quadrado de lado l e massa m, feito de um material de coeficiente de dilatação superficial β, é pendurado no pino O por uma corda inex-tensível, de massa desprezível, com as extremidades fixadas no meio das arestas laterais do quadro, conforme a figura. A força de tração máxima que a corda pode suportar é F. A seguir, o quadro é subme-tido a uma variação de temperatura ΔT, di-latando. Considerando desprezível a variação no comprimento da corda devida à dilatação, podemos afirmar que o comprimento mínimo da cor-da para que o quadro possa ser pendurado com segurança é dado por

a)2lF TΔβ /mg; b) 2lF )T1( Δβ+ /mg; c) 2lF )T1( Δβ+ / ( )222 gmF4 −

d) 2lF )T1( Δβ+ /(2F – mg) e) 2lF )gmF4/()T1( 222 −Δβ+ 09) (UFG/2010) Deseja-se acoplar um eixo cilíndrico a uma roda com um orifício circular. Entretanto, como a área da seção transversal do eixo é 2,0% maior que a do orifício, decide-se resfriar o eixo e aquecer a roda. O eixo e a roda estão inicialmente à temperatura de 30ºC. Resfriando-se o eixo para –20ºC, calcule o acréscimo mínimo de temperatura da roda para que seja possível fazer o acoplamento. O eixo e a roda são de alu-mínio, que tem coeficiente de dilatação superficial de 5,0.10–5ºC–1. 10) (UFG/2010) Têm-se atribuído o avanço dos oceanos sobre a costa terrestre ao aquecimento global. Um modelo para estimar a contribuição da dilatação térmica é considerar apenas a dilatação superficial da água dos oceanos, onde toda superfície terrestre está agrupada numa calota de área igual a 25% da superfície do planeta e o restante é ocupada pe-los oceanos, conforme ilustra a figura. De acordo com o exposto, calcule a variação de temperatura dos oceanos responsável por um avanço mé-dio de L = 6,4m sobre superfície terrestre.

11) (UFRR/2010) Na construção civil para evitar rachaduras nas arma-ções longas de concreto, como por exemplo, pontes, usa-se a constru-ção em blocos separados por pequenas distâncias preenchidas com ma-terial de grande dilatação térmica em relação ao concreto, como o piche



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betuminoso. Uma barra de concreto, de coeficiente linear 1,9.10-5/ºC e comprimento 100m a 30ºC, sofrerá uma dilatação linear a 40ºC de: a) 1,9.10-2m; b) 1,5.10-3m; c) 1,9.10-5m; d) 1,7.10-1m; e) 2,1.10-2m. 12) (FAMECA/2010) Sabe-se que a dilatação (ΔV) de um corpo sólido é função das medidas iniciais desse corpo (Vo), da variação de temperatu-ra (Δt) a que ele é submetido e do material de que ele é constituído. O gráfico que melhor representa essa dilatação em função da variação de temperatura é

a)

b)

c)

d)

e)

13) (FMJ/2010) Um bloco de ferro homogêneo recebeu 2.106J de calor e, como consequência, sofreu dilatação volumétrica. Considere as seguin-tes informações sobre o ferro: coeficiente de dilatação volumétrica = 3,6.10−5ºC−1; calor específico = 0,5.103J/(kg.K); massa específica = 8.103kg/m3. A variação de volume sofrida por esse bloco, em múltiplos de 10−5m3, foi de a) 0,3. b) 0,6. c) 0,9. d) 1,8. e) 3,6. 14) (MACK/2010) Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2.10–5ºC–1), com 2,4m2 de área à temperatura de – 20ºC, foi aquecido à 176ºF. O aumento de área da placa foi de a) 24cm2; b) 48cm2; c) 96cm2; d) 120cm2; e) 144cm2. 15) (PUC/2010) As vari-ações de volume de cer-ta quantidade de água e do volume interno de um recipiente em função da temperatura foram medi-das separadamente e estão representadas no gráfico abaixo, respecti-vamente, pela linha con-tínua (água) e pela linha tracejada (recipiente). Estudantes, analisando os dados apresentados no gráfico, e supondo que a água seja colocada dentro do recipiente, fizeram as seguintes previsões: I. O recipiente estará completamente cheio de água, sem haver derra-mamento, apenas quando a temperatura for 4ºC. II. A água transbordará apenas se sua temperatura e a do recipiente as-sumirem simultaneamente valores acima de 4ºC. III. A água transbordará se sua temperatura e a do recipiente assumirem simultaneamente valores acima de 4ºC ou se assumirem simultanea-mente valores abaixo de 4ºC. A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são apenas: a) I. b) I e II. c) I e III. d) II e III. e) I, II e III. 16) (UNCISAL/2010) A cidade do Rio de Janeiro foi escolhida para sedi-ar os jogos olímpicos de 2016. Dentre os esportes que compõem os jo-gos, a natação sempre se destaca, sendo praticada em piscinas de 50m de extensão. Há, porém, piscinas de 25m usadas para treinamento e, às vezes, também em competições. Considere uma piscina semiolímpica, de 25m de comprimento por 10m de largura e 2m de profundidade, cheia de água a temperatura ambiente de 18 oC. Deseja-se aquecê-la até 30C, temperatura considerada ideal para a prática da natação. Para evitar dis-sipação para o ar, a piscina é coberta por uma grande lona isolante du-rante o aquecimento. Nesse aquecimento, observa-se que o volume de água aumenta em cerca de 1%. Pode-se concluir que o coeficiente de di-latação volumétrica da água vale, em oC-1, aproximadamente.

a) 1,2.10-3. b) 1,2.10-4. c) 8,3.10-3. d) 8,3.10-4. e) 8,3.10-5. 17) (UNIRG/2010) Quando se constrói uma estrada de ferro, deve-se dis-tanciar um trilho do outro para que a dilatação térmica não produza o e-feito indesejado, apresentado na figura a seguir. Na construção de uma ferrovia, com trilhos de ferro de 8m de comprimento, a distância mínima que deve ser deixada entre dois trilhos consecutivos, para uma variação máxima de temperatura de +50ºC em relação à temperatura ambiente do dia de instalação dos trilhos é, em mm, de: Coeficiente de dilatação do ferro = 1,2.10–5ºC–1 a) 1,2; b) 2,4; c) 3,6; d) 4,8. 18) (UECE/2010) Um ferreiro deseja colocar um anel de aço ao redor de uma roda de madei-ra de 1,200m de diâmetro. O di-âmetro interno do anel de aço é 1,198m. Sem o anel ambos es-tão inicialmente à temperatura ambiente de 28 ºC. A que tem-peratura é necessário aquecer o anel de aço para que ele encai-xe exatamente na roda de ma-deira? (OBS.: Use α = 1,1.10–

5ºC–1 para o aço). a) 180ºC. b) 190ºC. c) 290ºC. d) 480ºC. 19) (UFRN/2010) A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes – ferro e cobre – soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais so-frem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termosta-to e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2.

A partir dessas informações, é correto afirmar que a lâmina bimetálica encurva-se para cima devido ao fato de a) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser maior que o do ferro. b) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser menor que o do ferro. c) a condutividade térmica do cobre ser maior que a do ferro. d) a condutividade térmica do cobre ser menor que a do ferro.

LISTA 02 – GABARITO: 01) B; 02) E; 03) C; 04) αB= 1.10–2ºC–1; 05) C; 06) Os dois torcedores que conversam ao telefone têm conhecimentos científi-cos e sabem que os materiais, principalmente os metais, sofrem di-latação ao serem aquecidos. Eles sabem que o diâmetro do aro das cestas de basquetebol, com diâmetro original d0, coeficiente de di-latação linear α e submetido a uma variação de temperatura ΔT é dado por d = d0(1+α.ΔT) Ao aquecer de 1ºC o aro da rede no lado do time visitante eles provocaram uma dilatação em seu diâmetro mo-dificando-o para d = 230,1(1+4,8.10−4.(21–20)) = 230,21mm o que faci-lita a marcação de pontos pelo time local, já que o diâmetro do aro foi aumentado. Por outro lado ao resfriar o aro da cesta em seu lado eles provocaram uma contração deste, reduzindo-o para d = 230,1(1+4,8.10−4.(19 – 20)) = 229,99mm Com isto o time visitante não conseguirá marcar pontos, uma vez que o aro tem diâmetro menor do que o da bola.As atitudes dos torcedores facilitaram as realiza-ções de pontos para o time local e impossibilitaram a marcação de pontos pelo time adversário. O técnico do time visitante está recla-mando dessas atitudes dos anfitriões em utilizar conhecimentos ci-entíficos para fraudar o resultado da partida. A ciência, na opinião do técnico, deve ser utilizada de modo ético; 07) C

AT º1=Δ ; 08)

E; 09) ΔTr = 349,0ºC; 10) ΔT = 0,0043ºC; 11) A; 12) B; 13) D; 14) C; 15) C; 16) D; 17) D; 18) A; 19) A.



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LISTA 03 – CALORIMETRIA: 01) (UEPG/2010) Quanto à transferência de energia térmica, assinale o que for correto. 01. Corpos diferentes apresentarão temperaturas diferentes após rece-bimento de calor num determinado tempo. 02. A energia cinética média das partículas individuais está diretamente relacionada com a temperatura de uma substância. 04. Quanto maior o calor específico de uma substância, maior será a difi-culdade em fazer variar a sua temperatura. 08. O calor específico é de maior valor nas substâncias sólidas do que nas substâncias líquidas. 02) (UERJ/2010) O gráfico a seguir assinala a média das temperaturas mínimas e máximas nas capitais de alguns países europeus, medidas em graus Celsius. Considere a necessidade de aquecer 500g de água de 0ºC até a temperatura média máxima de cada uma das capitais. Deter-mine em quantas dessas capitais são necessárias mais de 12kcal para esse aquecimento.

03) (UERJ/2010) A tabela mostra apenas alguns valores, omitindo ou-tros, para três grandezas associadas a cinco diferentes objetos sólidos: massa; calor específico; energia recebida ao sofrer um aumento de tem-peratura de 10ºC. A alternativa que indica, respectivamente, o objeto de maior massa, o de maior calor específico e o que recebeu maior quanti-dade de calor é:

a) I, III e IV; b) I, II e IV; c) II, IV e V; d) II, V e IV. 04) (UFG/2010) Um automóvel possui uma mistura aquosa em seu sis-tema de arrefecimento. Essa mistura é bombeada fazendo circular o ca-lor do motor até o radiador, onde o calor é dissipado para o meio ambien-te. Um motorista liga o motor desse automóvel e parte para sua viagem. Decorridos 10min, ele observa, no indicador de temperatura do painel, que a mistura chega ao radiador com 90ºC e permanece em torno desse valor durante a viagem. Isso ocorre porque a) o radiador dissipa mais calor do que o motor produz. b) o radiador dissipa mais calor quanto maior a temperatura da mistura aquosa. c) motor libera menos calor quando aquecido acima dessa temperatura. d) o motor para de produzir calor acima dessa temperatura. e) o radiador dissipa menos calor acima dessa temperatura. 05) (UFSCar/2010) Estima-se que hoje em dia o Brasil tenha cerca de 160 milhões de telefones celulares em operação. Esses aparelhos tão populares utilizam a radiação na fre-quência das micro-ondas para enviar e receber as informações das cha-madas telefônicas. Dado: O calor es-pecífico do líquido utilizado na simu-lação é de 3,6J/g°C.

a) A empresa Darkness de telefonia opera a uma frequência de 850MHz. Calcule o comprimento de onda λ utilizado pela operadora de telefonia, sabendo que as ondas eletromagnéticas se propagam com a velocidade da luz (c = 3,0.108m/s). b) Considere um aparelho celular que emite 1W de potência quando em funcionamento. Um grupo de pesquisadores deseja estudar o quanto es-se aparelho celular provoca de aquecimento na cabeça dos seus usuá-rios. Para tanto, realizam uma simulação num laboratório: enchem uma bexiga de festa, de massa desprezível, com um dado líquido, tal que o conjunto (bexiga+líquido) tenha massa de 2kg. Em seguida, ligam o tele-fone celular, encostado no conjunto, pelo tempo total de 9min. Faça uma estimativa da elevação da temperatura do conjunto, após esse intervalo de tempo, considerando que a potência emitida pelo aparelho celular se-ja absorvida pelo conjunto. 06) (FEPECS/10) Um corpo metálico, cujo calor específico é 0,1cal/gºC, e massa de 1kg, é abandonado de uma altura de 42m acima do solo. A colisão entre o corpo e o solo é inelástica, e toda a energia dissipada é absorvida somente pelo corpo. Considere g=10m/s2 e 1cal=4,2J. A varia-ção de temperatura do corpo medida em graus Celsius é de: a) 1; b) 2; c) 3; d) 4; e) 5. 07) (FGV/2010) A primeira coisa que o vendedor de churros providencia é o aquecimento dos 4 litros de óleo de fritura que cabem em sua frita-deira. A partir de 20 ºC, levam-se 12 minutos para que a temperatura do óleo chegue a 200 ºC, aquecimento obtido por um único queimador (bo-ca de fogão), de fluxo constante, instalado em seu carrinho. Admitindo que 80% do calor proveniente do queimador seja efetivamente utilizado no aquecimento do óleo, pode-se determinar que o fluxo de energia tér-mica proveniente desse pequeno fogão, em kcal/h, é, aproximadamente, densidade do óleo = 0,9kg/L, calor específico do óleo = 0,5cal/(g.ºC) a) 4000. b) 3500. c) 3000. d) 2500. e) 2000. 08)- (UFFRJ/2010) Uma bola de ferro e uma bola de madeira, ambas com a mesma massa e a mesma temperatu-ra, são retiradas de um forno quente e colocadas sobre blocos de gelo. Marque a opção que descreve o que acontece a seguir. a) A bola de metal esfria mais rápido e derrete mais gelo. b) A bola de madeira esfria mais rápido e derrete menos gelo. c) A bola de metal esfria mais rápido e derrete menos gelo. d) A bola de metal esfria mais rápido e ambas derretem a mesma quan-tidade de gelo. e) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar e derretem a mesma quan-tidade de gelo. 09) (UFRJ/2010) Um calorímetro ideal contém uma certa massa de um líquido A a 300K de temperatura. Um outro calorímetro, idêntico ao pri-meiro, contém a mesma massa de um líquido B à mesma temperatura. Duas esferas metálicas idênticas, ambas a 400K de temperatura, são in-troduzidas nos calorímetros, uma no líquido A, outra no líquido B. Atingi-do o equilíbrio térmico em ambos os calorímetros, observa-se que a temperatura do líquido A aumentou para 360K e a do líquido B, para 320K. Sabendo que as trocas de calor ocorrem a pressão constante, cal-cule a razão cA/cB entre o calor específico cA do líquido A e o calor espe-cífico cB do líquido B. 10) (UFTM/2010) Se o leite em um copo está muito quente, é uma práti-ca comum derramá-lo para outro copo e deste para o primeiro, em uma sucessão de movimentos semelhantes, que fazem o leite ficar mais frio, sobretudo devido às trocas de calor com o ar. Se pudéssemos garantir que não houvesse trocas de calor com o meio e com os copos, realizan-do o mesmo procedimento com 200mL de água, inicialmente a 20,0ºC, passando de um copo para outro, distantes verticalmente a 0,5m, numa sucessão de movimentos tal qual os realizados com o leite, a temperatu-ra da água aumentaria para 20,1ºC, após um número de trocas de um copo a outro, mais próximo de? densidade da água = 1g/mL; aceleração da gravidade = 10m/s2; calor específico da água = 1cal/g.ºC; 1cal = 4J a) 100. b) 80. c) 60. d) 50. e) 40. 11) (UNIFOR/10) Um pai, ao sair de sua piscina (Largura 4m – Compri-mento 10,0m – Profundidade 1,2m) para brincar com seu filho na piscina conjugada (Largura 2,0 – Comprimento 3,0m – Profundidade 0,50m), no-tou que a temperatura da água na piscina infantil era maior do que a temperatura na sua piscina, muito embora as duas piscinas estivessem expostas ao mesmo sol. Esta situação é possível ou impossível porque



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a) impossível, visto que ambas as piscinas estão sob o mesmo sol; b) possível, visto que os comprimentos das piscinas são diferentes; c) possível, visto que as profundidades das piscinas são diferentes; d) possível, visto que as larguras das piscinas são diferentes; e) possível, visto que uma piscina é maior que a outra. 12) (UNIMONTES/2010) No interior de um calorímetro ideal, encontram-se 250g de água em equilíbrio térmico a 10ºC. São colocados dentro do calorímetro dois blocos de metal, um de cobre de massa 50g, a 80ºC, e outro com massa 50g, feito de material sem identificação, a 100ºC. O sis-tema estabiliza-se a uma temperatura final de 20ºC. O calor específico do bloco feito do material sem identificação, em cal/gºC, é igual, aproxi-madamente, a? Dados: Calor específico da água = 1,000cal/gºC; Calor específico do cobre = 0,0924cal/gºC a) 0,65. b) 0,43. c) 0,56. d) 0,34. 13) (UNIOESTE/2010) Se misturarmos, num recipiente de capacidade térmica desprezível, 150g de água a 80ºC com 50g de gelo a 0ºC, consi-derando o calor específico da água igual a 1cal/gºC e o calor de fusão do gelo como 80cal/g, a temperatura de equilíbrio da mistura será de a) 20ºC. b) 25ºC. c) 30ºC. d) 35ºC. e) 40ºC. 14)(UEPB/2010) Um forno de microondas produz ondas eletromagnéti-cas de frequência aproximadamente a 2500MHz (2,5.109Hz) que é gera-da por um magnétron e irradiada por um ventilador de metal, que fica lo-calizado na parte superior do aparelho, para o interior do mesmo. Atra-vés do processo de ressonância, as moléculas de água existentes nos a-limentos absorvem essas ondas, as quais fazem aumentar a agitação das mesmas, provocando assim o aquecimento dos alimentos de fora para dentro. Veja o esquema. Acerca do assunto tratado no texto, resol-va a seguinte situação problema: Em um forno de microondas é colocado meio litro de água (500g) a uma temperatura de 30°C. Suponha que as microondas produzem 10000cal/min na água e despreze a capacidade térmica do copo. Sabendo-se que o calor específico da água é de 1,0cal/g°C, o tempo necessário para aquecer meio litro de água, em mi-nutos, a uma temperatura de 80°C, é

a) 4,0. b) 2,5. c) 6,0. d) 8,0. e) 5,0. 15) (UEPG/2010) Três amostras de diferentes materiais são sujeitas a um experimento que consiste em, com auxílio de uma fonte térmica, transferir calor para as amostras. Os calores específicos e as massas das amostras são indicados no quadro abaixo e durante o experimento não há mudança de estado físico. Sobre as conclusões desse experi-mento, assinale o que for correto.

01. Se a mesma quantidade de calor, ΔQ, for cedida para as amostras a e b, então Δθb = 2Δθa. 02. Se as amostras b e c sofrem a mesma variação de temperatura, en-tão ΔQb = 1,2ΔQc. 04. Se as três amostras receberem a mesma quantidade de calor, a temperatura final da amostra a será maior do que as temperaturas finais das amostras b e c. 08. As capacidades térmicas das amostras a e b valem, respectivamen-te, 30cal/g e 60cal/g. 16. Se as amostras a e c receberem, respectivamente, quantidades de calor iguais a ΔQa e ΔQc = ΔQa/3, então Δθa = 5Δθc.

16) (ACAFE/2010) Os comportamentos da temperatura (T) medida em °C em função do tempo (t), medido em minutos, de massas (mA), (mB), (mC) e (mD) de um líquido, supostamente água pura, foram estudados por quatro grupos de alunos - A, B, C e D. Para tanto, o professor dispo-nibilizou aos alunos fontes de calor de potência térmica (PA), (PB), (PC) e (PD), recipientes de vidro (idênticos), termômetros digitais (idênticos) e volumes de líquidos. As medidas efetuadas pelos grupos estão apresen-tadas na tabela a seguir. Assim, é correto afirmar que:

a) se mA

> mB

> mC

> mD, então, PA

= PB

= PC

= PD

e o líquido é água pura

em A, B, C e D. b) se mA

= mB

= mC

= mD, então, PA

< PB

e o líquido é água pura em A e

em B. c) se mA

= mB

= mC

= mD, então, PA

= PB

= PC

= PD

e o líquido é água pura

em A, B, C e D. d) se mA

= mB

= mC

= mD, então, PC

< PD

e o líquido é água pura em C e

em D. 17) (UCS/2010) Uma pessoa está parada na areia, de pés descalços, assistindo a uma partida de vôlei de praia. Como a areia foi esquentan-do, essa pessoa calçou um par de chinelos de borracha com 300g de massa. Ao ser colocado em contato com a areia, o par de chinelos sofreu um aumento de temperatura. Supondo o calor específico da borracha do chinelo como 0,8cal/gºC, e desconsiderando o calor transferido pela pes-soa, qual foi a quantidade de calor total transferida pelo chão quente ao par de chinelos (lembrando que 1cal = 4,18J), se o aumento de tempera-tura que ele sofreu foi de 10ºC? a) 11818J; b) 10300J; c) 10032J; d) 9300J; e) 6318J. 18) (UCS/2010) Se encostarmos um cubo de gelo a –5ºC em um materi-al supercondutor a 77K, no qual há uma corrente elétrica circulando, o que irá acontecer? a) O gelo resfriará o supercondutor, mas não chegará a valores negati-vos na escala Kelvin. b) O gelo resfriará o supercondutor, chegando a valores negativos na escala Kelvin. c) O supercondutor extrairá calor do gelo. d) O supercondutor e o gelo entrarão em equilíbrio térmico sem mudar suas temperaturas iniciais. e) O supercondutor derreterá o gelo por causa da corrente elétrica que passa por ele. 19) (UFG/2010) Uma sala de aula de 200m2 e 3m de altura acomoda 60 pessoas, que iniciam as atividades pela manhã a uma temperatura de 25ºC. A taxa de dissipação de calor produzida por um ser humano adulto sentado é, em média, 120W. Para que o corpo humano permaneça à temperatura de 37ºC é adequado que o ambiente seja mantido a 25ºC, assim a dissipação do calor por irradiação compensa a produção de ca-lor do corpo. A capacidade térmica por unidade de volume do ar é 1300J/m3ºC. Considerando o exposto, e tratando a sala de aula como um sistema termicamente isolado, calcule: a) a potência, em watts, do aparelho de ar-condicionado necessário para manter a sala a 25ºC; b) o intervalo de tempo, em minutos, para a sala atingir 37ºC, na ausên-cia do equipamento de ar-condicionado. 20) (UFSM/2010) Diz a lenda que o imperador Shen Nang descansava sob uma árvore, quando algumas folhas caíram no recipiente em que seus servos ferviam água para beber. Atraído pelo aroma, o imperador provou o líquido e gostou. Nascia, assim, a tecnologia do preparo do chá. Num dia de inverno, a temperatura ambiente está em 9°C. Faz-se, então, um chá, colocando-se 150g de água a 100°C numa xícara de porcelana, à temperatura ambiente. Sabe-se que a porcelana tem calor específico cinco vezes menor do que o da água. Se não houver perdas de energia



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para a vizinhança e a xícara tiver massa de 125g, a temperatura da á-gua, quando o equilíbrio térmico com a xícara se estabelece, é de, a) 54,5°C. b) 72°C. c) 87°C. d) 89,4°C. e) 118,2°C. 21) (UFTM/2010) Após um carpinteiro enterrar um enorme prego de fer-ro em uma viga de pero-ba, verifica-se que a temperatura do mesmo elevou-se em 10ºC. Da-dos: • calor específico do ferro = 0,1cal/gºC; • massa do prego = 50g; • 1cal = 4,2J. Admitindo que 60% da energia transferida pelo martelo tenha acarretado a eleva-ção da temperatura do prego e, considerando que o carpinteiro tenha desferido 50 golpes com seu martelo sobre o prego, a energia média, em joules, transferida em cada martelada é: a) 10. b) 9. c) 8. d) 7. e) 6. 22) (UNESP/2010) Nos últimos anos temos sido alertados sobre o aque-cimento global. Estima-se que, mantendo-se as atuais taxas de aqueci-mento do planeta, haverá uma elevação do nível do mar causada, inclu-sive, pela expansão térmica, causando inundação em algumas regiões costeiras. Supondo, hipoteticamente, os oceanos como sistemas fecha-dos e considerando que o coeficiente de dilatação volumétrica da água é aproximadamente 2.10–4ºC–1 e que a profundidade média dos oceanos é de 4km, um aquecimento global de 1ºC elevaria o nível do mar, devido à expansão térmica, em, aproximadamente, a) 0,3m. b) 0,5m. c) 0,8m. d) 1,1m. e) 1,7m. 23) (UNESP/2010) As pontes de hidrogênio entre moléculas de água são mais fracas que a ligação covalente entre o átomo de oxigênio e os áto-mos de hidrogênio. No entanto, o número de ligações de hidrogênio é tão grande (bilhões de moléculas em uma única gota de água) que estas e-xercem grande influência sobre as propriedades da água, como, por e-xemplo, os altos valores do calor específico, do calor de vaporização e de solidificação da água. Os altos valores do calor específico e do calor de vaporização da água são fundamentais no processo de regulação de temperatura do corpo humano. O corpo humano dissipa energia, sob ati-vidade normal por meio do metabolismo, equivalente a uma lâmpada de 100W. Se em uma pessoa de massa 60kg todos os mecanismos de re-gulação de temperatura parassem de funcionar, haveria um aumento de temperatura de seu corpo. Supondo que todo o corpo é feito de água, em quanto tempo, aproximadamente, essa pessoa teria a temperatura de seu corpo elevada em 5ºC? calor específico da água ≅ 4,2.103J/kgºC. a) 1,5h. b) 2,0h. c) 3,5h. d) 4,0h. e) 5,5h. 24) (UEG/2010) A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio. A forma física de uma pessoa é dada pela absorção máxima de oxigênio por períodos relativamente longos. Considere que uma pessoa, em boa forma física, consiga, por longos períodos, absorver até cerca de 50ml de O2 por mi-nuto e por quilograma de sua massa, liberando 4,9kcal por litro de O2. Qual é a potência (em watts) de uma pessoa absorvendo 50ml de O2? a) 20,25; b) 18,45; c) 15,75; d) 17,15. 25) (UERJ/2010) A tabela mostra a quantidade de alguns dispositivos e-létricos de uma casa, a potência consumida por cada um deles e o tem-po efetivo de uso diário no verão. Considere os seguintes valores: densi-dade absoluta da água: 1,0g/cm3; calor específico da água: 1,0cal/gºC; 1cal = 4,2J; custo de 1kWh = R$ 0,50. No inverno, diariamente, um a-quecedor elétrico é utilizado para elevar a temperatura de 120litros de água em 30ºC. Durante 30dias do inverno, o gasto total com este dispo-sitivo, em reais, é cerca de:

a) 48; b) 63; c) 96; d) 126. 26) (FUVEST/2010) Energia térmica, obtida a partir da conversão de e-nergia solar, pode ser armazenada em grandes recipientes isolados, con-tendo sais fundidos em altas temperaturas. Para isso, pode-se utilizar o sal nitrato de sódio (NaNO3), aumentando sua temperatura de 300ºC pa-ra 550ºC, fazendo-se assim uma reserva para períodos sem insolação. Essa energia armazenada poderá ser recuperada, com a temperatura do sal retornando a 300ºC. Para armazenar a mesma quantidade de energia que seria obtida com a queima de 1L de gasolina, necessita-se de uma massa de NaNO3 igual a

a) 4,32kg. b) 120kg. c) 240kg. d) 3.104kg. e) 3,6.104kg. 27) (UFPB/2010) Uma maneira bastante prática e rápida de aquecer á-gua é através de um aquecedor elétrico de nome popular “mergulhão”. Uma dona de casa costuma usar um mergulhão que fornece 25kcal de energia por minuto, para aquecer água. Desprezando o calor absorvido pelo recipiente que contém a água e o calor perdido para a atmosfera, identifique as afirmativas corretas: I. O mergulhão gasta 3min para elevar, de 25ºC até 100ºC, a temperatu-ra de um litro de água. II. O mergulhão gasta 3min para elevar, de 25ºC até 50ºC, a temperatura de três litros de água. III. O mergulhão gasta 6min para elevar, de 25ºC até 100ºC, a tempera-tura de um litro de uma determinada substância líquida, cujo calor espe-cífico é igual à metade do calor específico da água, porém de igual den-sidade. IV. O mergulhão gasta meio minuto para elevar, de 20ºC até 45ºC, a temperatura de um litro de água. V. O mergulhão leva um minuto para elevar em 50ºC a temperatura de uma determinada substância de capacidade térmica 5.10-1kcal/ºC. 28) (UNICAMP/2010) Em determinados meses do ano observa-se signi-ficativo aumento do número de estrelas cadentes em certas regiões do céu, número que chega a ser da ordem de uma centena de estrelas ca-dentes por hora. Esse fenômeno é chamado de chuva de meteoros ou chuva de estrelas cadentes, e as mais importantes são as chuvas de Perseidas e de Leônidas. Isso ocorre quando a Terra cruza a órbita de algum cometa que deixou uma nuvem de partículas no seu caminho. Na sua maioria, essas partículas são pequenas como grãos de poeira, e, ao penetrarem na atmosfera da Terra, são aquecidas pelo atrito com o ar e produzem os rastros de luz observados. a) Uma partícula entra na atmosfera terrestre e é completamente freada pela força de atrito com o ar após se deslocar por uma distância de 1,5km. Se sua energia cinética inicial é igual a Ec = 4,5.104J, qual é o módulo da força de atrito média? Despreze o trabalho do peso nesse deslocamento. b) Considere que uma partícula de massa m = 0,1g sofre um aumento de temperatura de Δθ = 2400ºC após entrar na atmosfera. Calcule a quanti-dade de calor necessária para produzir essa elevação de temperatura se o calor específico do material que compõe a partícula é c = 0,90cal/g°C.

LISTA 03 – GABARITO: 01) 06; 02) 5 capitais; 03) D; 04) B; 05) a) λ ≈ 0,35m; b) Δθ = 0,075°C; 06) A; 07) E; 08) C; 09) cA/cB = 1/6; 10) B; 11) C; 12) C; 13) E; 14) B; 15) 30; 16) B; 17) C; 18) C; 19) a) 7200W; b) Δt ≈ 21,7min; 20) C; 21) D; 22) C; 23) C; 24) D; 25) B; 26) B; 27) I, II, V; 28) a) 30N; b) 216J.



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LISTA 04 – PROPAGAÇÃO DE CALOR: 01) (UDESC/2010) Um sistema para aquecer água, usando energia so-lar, é instalado em uma casa para fornecer 400L de água quente a 60°C durante um dia. A água é fornecida para casa a 15°C e a potência média por unidade de área dos raios solares é 130W/m2. A área da superfície dos painéis solares necessários é: a) 9,50m2; b) 7,56m2; c) 2,00m2; d) 25,0m2; e) 6,73m2. 02) (IME/2010) 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 T2 da inter-face desses materiais, em kelvins, é: Observações: T1: Temperatura da interface do material A com o meio externo; T3: Temperatura da interface do material B com o meio externo; KA: Coeficiente de condutividade tér-mica do material A; KB: Coeficiente de condutividade térmica de B.

a) 400; b) 500; c) 600; d) 700; e) 800. 03) (UDESC/2010) A mostra o gráfico da intensidade de radiação por comprimento de onda emitida por um corpo negro para diferentes tempe-raturas. Com base nas informações do gráfico, analise as afirmativas a-baixo.

I. A temperatura T1 é maior que a temperatura T3. II. A intensidade total de radiação emitida é maior para temperatura T3. III. O comprimento de onda para o qual a radiação é máxima é maior pa-ra temperatura T3. IV. As temperaturas T1, T2 e T3 são iguais. V. As intensidades totais de radiação emitida são iguais para T1, T2 e T3. 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. 04) (UEPG/2010) 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 essen-cialmente 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 a-través de colisões entre as moléculas constituintes de um corpo. Por is-so, 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 temperatu-ra 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. 05) (UESPI/2010) Constituem mecanismos de transmissão de calor os seguintes processos: a) expansão, rarefação e contração. b) dilatação, condução e contração. c) convecção, rarefação e condução. d) rarefação, radiação e dilatação. e) condução, radiação e convecção. 06) (UFRN/2010) Os óculos de visão noturna detectam a radiação infra-vermelha emitida ou refletida pelos corpos. Esses equipamentos são bastante utilizados em aplicações militares, em navegação, e também por pesquisadores, que, com o auxílio deles, podem detectar animais na mata durante a noite, entre outras aplicações. Um desses tipos de ócu-los, que utiliza a técnica da imagem térmica, opera por meio da captura do espectro luminoso infravermelho, emitido, na forma de calor, pelos ob-jetos. A teoria física que explica a emissão de radiação pelos corpos, e na qual se baseia o funcionamento dos óculos de visão noturna, a teoria a) do efeito fotoelétrico, de Einstein. b) do átomo, de Bohr. c) da dualidade onda-partícula, de De Broglie. d) da radiação do corpo negro, de Planck. 07) (UFTM/2010) A respeito dos processos de transmissão de calor, considere: I. na convecção, o calor é transferido de um lugar para outro tendo como agentes os próprios fluidos; II. na condução, ocorre a transferência de energia cinética entre as partí-culas; III. na irradiação, o calor é transmitido sob a forma de ondas eletromag-néticas. É correto o contido em apenas a) I; b) II; c) I e II; d) II e III; e) I, II e III. 08) (UNIMONTES/2010) Um radiômetro (veja a figura) é um dispositivo constituído por um bul-bo transparente, em cujo interior, isolado do meio externo, encontra-se uma hélice constitu-ída por quatro placas muito leves. Cada placa possui uma face preta, de um lado, e branca, do outro. A hélice pode girar livremente (prati-camente sem atrito). O radiômetro é usado pa-ra demonstrações de como a radiação térmica é absorvida diferentemente por objetos escuros e claros. Quando a radiação térmica incide so-bre as placas, por causa da diferença de ab-sorção, as faces pretas se aquecem mais que as brancas, o que gera uma corrente de convecção fazendo com que o ar circule no interior do dispositivo e coloque a hélice para girar. O efeito visual do radiômetro em funcionamento é surpreendente, fato que o torna um ótimo dispositivo para fins didáticos. Se um radiômetro for iluminado inicialmente com uma lâmpada incandescente (luz amarela) e, posteriormente, com uma lâm-pada de vapor de mercúrio (luz branca), é CORRETO afirmar que a) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela lâmpada de vapor de mercúrio, pois a luz branca possui mais energia térmica. b) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela lâmpada de vapor de mercúrio, pois esta também emite radiação ultravioleta, cujo comprimento de onda é maior que o da luz amarela. c) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela lâmpada incandescente, pois esta gera bastante radiação em faixas de frequência superiores às geradas pela lâmpada de vapor de mercúrio. d) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela lâmpada incandescente, pois esta gera bastante radiação infravermelha, além de luz visível. 09) (UNIOESTE/2010) Num dia de inverno a temperatura no interior de uma casa é 25ºC e no exterior é 5ºC. A perda de calor, através de uma janela (kvidro = 0,2cal/s.m.ºC) de espessura 2mm e área 0,5m2, em uma hora é a) 3600cal. b) 3600kcal. c) 36kcal. d) 360J. e) 3600J.



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10) (UPE/2010) Dois cilindros feitos de materiais A e B têm os mesmos comprimentos; os respectivos diâmetros estão relacionados por dA = 2dB. Quando se mantém a mesma diferença de temperatura entre suas ex-tremidades, eles conduzem calor à mesma taxa. As condutividades tér-micas dos materiais estão relacionadas por: a) kA = kB/4; b) kA = kB/2; c) kA = kB; d) kA = 2kB; e) kA = 4kB. 11) (UPE/2010) Uma das extremidades de uma barra metálica isolada é mantida a 100 ºC, e a outra extremidade é mantida a 0ºC por uma mistu-ra de gelo e água. A barra tem 60,0cm de comprimento e uma seção reta com área igual a 1,5cm2. O calor conduzido pela barra produz a fusão de 9,0g de gelo em 10min. A condutividade térmica do metal vale em W/mK. Dado: calor latente de fusão da água = 3,5.105J/kg a) 100 b) 180 c) 240 d) Zero e) 210 12) (FATEC/2010) Atualmente, muitas residências estão fazendo o uso de energia solar, através de coletores instalados no telhado, para aque-cer 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 in-cidente, 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 desloca-mento 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 apenas a) I, b) II, c) I e III, d) II e III, e) I, II e III. 13) (FMABC/2010) Segundo informações am-plamente divulgadas pelos diversos meios de comunicação, a Groenlândia, segunda maior calota de gelo da Terra, armazena 10% do gelo do planeta, ficando atrás apenas da Antártida. Segundo dados obtidos pelos satélites, o derre-timento (fusão) desse gelo vem acelerando desde o verão de 2004 e os resultados mostram uma redução anual de 240km3 da calota de ge-lo. De acordo com as estimativas dos cientistas, esses dados indicam uma contribuição anual da Groenlândia de 0,54mm na elevação do nível do mar. Um dos vilões apontados para esse fenômeno é o aquecimento global causado pelo lançamento diário de diversos gases na atmosfera. Esses gases, que são liberados principalmente por veículos e indústrias, dificultam a troca de calor entre a Terra e o espaço, aumentando assim a temperatura média do planeta. A energia térmica produzida pelo Sol é transmitida até a Terra por ____ através da propagação de ondas ele-tromagnéticas na faixa do ____. Os espaços acima ficarão corretamente preenchidos utilizando, respectivamente, as palavras: a) condução, ultravioleta. d) convecção, ultravioleta. b) convecção, infravermelho. e) radiação, ultravioleta. c) radiação, infravermelho. 14) (PUC/2010) 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 duran-te o dia. Para nós, brasileiros, que utilizamos a lã principalmente no in-verno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivo-cada, 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 evi-tando 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 diminu-indo 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 pesso-as. 15) (UFSC/2010) O tipo de panela mais recomendado, por questões de saúde, é a panela de aço inox. Entretanto, o aço inox tem uma baixa condutividade térmica. Para solucionar este problema, os fabricantes fa-

zem uso de um difusor de calor, geralmente de alumínio, cujo objetivo é melhorar a condutividade e homogeneizar a transferência de calor no fundo da panela. condutividade térmica do alumínio = 60cal/sm°C; calor latente de vaporização da água = 540cal/g; calor latente de fusão do gelo = 80cal/g; calor específico da água = 1cal/g°C; calor específico do gelo = 0,5cal/g°C. Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) COR-RETA(S).

01. O fluxo de calor através do difusor depende da sua geometria, do material e da diferença de temperatura entre as faces inferior e superior. 02. Supondo que a face inferior do difusor está a 105°C e a face superior está a 100°C, o fluxo de calor através do difusor é 1,8cal/s. 04. O calor recebido por uma substância dentro da panela pode causar mudança de temperatura, mudança de fase ou ambas. 08. O fundo da panela aquece a água colocada no seu interior unicamen-te por convecção, que envolve o transporte de matéria de uma região quente para uma região fria e vice-versa. 16. Supondo um fluxo de calor através do fundo da panela de 2,0kcal/s, e que dentro dela foi colocado 150g de gelo a –10°C, serão necessários aproximadamente 6,4s para fundir 2/3 do gelo. 32. O difusor de alumínio é aquecido por radiação proveniente da chama da boca do fogão. 16) (UNICAMP/2010) Em 1948 Casimir propôs que, quando duas placas metálicas, no vácuo, são colocadas muito próximas, surge uma força a-trativa entre elas, de natureza eletromagnética, mesmo que as placas es-tejam descarregadas. Essa força é muitas vezes relevante no desenvol-vimento de mecanismos nanométricos.

a) A força de Casimir é inversamente proporcional à quarta potência da distância entre as placas. Essa força pode ser medida utilizando-se mi-croscopia de força atômica através da deflexão de uma alavanca, como mostra a figura no espaço de resposta. A força de deflexão da alavanca se comporta como a força elástica de uma mola. No experimento ilustra-do na figura, o equilíbrio entre a força elástica e a força atrativa de Casi-mir ocorre quando a alavanca sofre uma deflexão de Δx = 6,4nm. Deter-mine a constante elástica da alavanca, sabendo que neste caso o módu-lo da força de Casimir é dado por FC = b/d4, em que b = 9,6.10−39Nm4 e d é a distância entre as placas. Despreze o peso da placa. b) Um dos limites da medida da deflexão da alavanca decorre de sua vi-bração natural em razão da energia térmica fornecida pelo ambiente. Es-sa energia é dada por ET = kBT, em que kB = 1,4.10-23J/K, é a temperatu-ra do ambiente na escala Kelvin. Considerando que toda a energia ET é convertida em energia elástica, determine a deflexão Δx produzida na a-lavanca a T = 300K se a constante elástica vale kB = 0,21N/m.

LISTA 04 – GABARITO: 01) E; 02) B; 03) E; 04) 15; 05) E; 06) D; 07) E; 08) D; 09) B; 10) A; 11) E; 12) C; 13) C; 14) C; 15) 05; 16) a) 0,015N/m; b) 0,2nm.



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LISTA 05 – MUDANÇAS DE ESTADO: 01) (PUC/2010) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200g, a uma temperatura de 30ºC, é colocada em uma calorímetro junto a 150g de gelo a 0ºC. Após atingir o equilíbrio, dado que o calor específico da água é ca = 1,0cal/gºC e o calor latente de fusão do gelo é L = 80cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + água. a) 10ºC; b) 15ºC; c) 0ºC; d) 30ºC; e) 60ºC. 02) (PUC/2010) Um cubo de gelo dentro de um copo com água resfria o seu conteúdo. Se o cubo tem 10g e o copo com água tem 200ml e suas respectivas temperaturas iniciais são 0Cº e 24Cº, quantos cubos de gelo devem ser colocados para baixar a temperatura da água para 20Cº? (Considere que o calor específico da água é ca = 1,0cal/gCº, o calor la-tente de fusão do gelo L = 80cal/g, e ρ = 1g/ml) a) 1; b) 2; c) 3; d) 4; e) 5. 03) (UECE/2010) Considerando que os calores específico e latente de vaporização da água são respectivamente c = 4190J/kgK e L = 2256kJ/kg, a energia mínima necessária para vaporizar 0,5kg de água que se encontra a 30ºC, em kJ, e aproximadamente: a) 645; b) 1275; c) 1940; d) 3820. 04) (UESPI/2010) Num calorímetro ideal, uma massa Ma de água líquida a uma temperatura T é misturada com uma massa Mg de gelo a 0ºC. De-notam-se respectivamente por c e L o calor específico da água líquida e o calor de fusão do gelo no sistema internacional de unidades. Quando o equilíbrio térmico é atingido à temperatura de 0ºC, não há mais gelo no calorímetro. Pode-se concluir que a temperatura T, expressa em ºC,vale: a) MgL/(Mac); b) Mac/(MgL); c) cL/(MaMg); d) MaMg/(cL); e) MaMg/(cL)2. 05) (UFAC/2010) Em geral, a temperatura do ser humano é constante e igual a 37°C. A hipotermia é caracterizada pela redução da temperatura padrão de nosso corpo. A Medicina faz o uso controlado da hipotermia, em determinadas cirurgias cerebrais e cardíacas. Esse procedimento di-minui o consumo de oxigênio do cérebro e do coração, bem como reduz a chance de danos ocasionados pela falta de circulação do sangue. Su-ponha que um paciente, de massa 60kg, seja submetido a uma cirurgia de coração. A temperatura inicial de seu corpo é 37°C e pretende-se di-minuí-la para 30°C. Considere o calor específico do corpo humano igual a 1,0cal/g°C e o calor latente de fusão do gelo igual a 80cal/g. A massa mínima de gelo necessária para diminuir a temperatura do paciente até 30°C é: a) 10g; b) 4,25g; c) 4,25kg; d) 5,25g; e) 5,25kg. 06) (UFMG/2010) Considere estas informações: • a temperaturas muito baixas, a água está sempre na fase sólida; • aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão da água diminui. Assinale a alternativa em que o diagrama de fases pressão versus temperatura para a água está de a-cordo com essas informações. a) b) c) d)

07) (UFJF/2010) Com a finalidade de se fazer café, um recipiente com 0,5L de água é aquecido em um fogão. A temperatura da água aumenta desde 25°C até 100ºC. Considere para a água: densidade ρ = 1,0kg/L; calor latente de vaporização Lv = 540cal/g; calor específico 1,0cal/gºC. a) Calcule a quantidade de calor cedida à água, para que sua temperatu-ra aumente desde 25ºC até 100°C. b) Supondo que a quantidade de calor total cedida à água, até o momen-to em que se apaga a chama do fogão, foi de 145500cal, calcule o volu-me de água, em litros, que ficou no recipiente para ser utilizada no pre-paro do café. 08) (UFT/2010) Considere que os calores específicos do gelo e da água são constantes e valem 2,05.103J/(kgK) e 4,18.103J/(kgK) respectiva-mente. O calor latente de fusão e o calor latente de vaporização da água são 333,5.103J/kg e 2257.103J/kg respectivamente. Baseado nestas in-formações, pode-se dizer que o valor que melhor representa a quantida-de mínima de calor necessária para transformar 10g de gelo a zero °C, sujeito a uma pressão de 1atm, em vapor é de:

a) 22,57.103J; b) 52,07.103J; c) 42,18.103J; d) 30,09.103J; e) 35,05.103J. 09) (UNESP/2010) No campo da metalurgia é crescente o interesse nos processos de recuperação de metais, pois é considerável a economia de energia entre os processos de produção e de reciclagem, além da redu-ção significativa do lixo metálico. E este é o caso de uma microempresa de reciclagem, na qual desejava-se desenvolver um método para separar os metais de uma sucata, composta de aproximadamente 63% de esta-nho e 37% de chumbo, usando aquecimento. Entretanto, não se obteve êxito nesse procedimento de separação. Para investigar o problema, fo-ram comparadas as curvas de aquecimento para cada um dos metais i-soladamente com aquela da mistura, todas obtidas sob as mesmas con-dições de trabalho. Considerando as informações das figuras, é correto afirmar que a sucata é constituída por uma

a) mistura eutética, pois funde a temperatura constante. b) mistura azeotrópica, pois funde a temperatura constante. c) substância pura, pois funde a temperatura constante. d) suspensão coloidal que se decompõe pelo aquecimento. e) substância contendo impurezas e com temperatura de ebulição cons-tante. 10) (UNIFESP/2010) Em uma experiência de Termologia, analisou-se a variação da temperatura, medida em graus Celsius, de 100g de uma substância, em função da quantidade de calor fornecido, medida em ca-lorias. Durante o experimento, observou-se que, em uma determinada etapa do processo, a substância analisada apresentou mudança de fase sólida para líquida. Para visualizar o experimento, os dados obtidos fo-ram apresentados em um gráfico da temperatura da substância como função da quantidade de calor fornecido. Determine:

a) O calor específico da substância na fase líquida e seu calor latente específico de fusão. Dados: Calor latente de fusão do gelo: L = 80cal/g; Calor específico da água: c = 1,0cal/gºC b) Após a substância atingir a temperatura de 80ºC, cessou-se o forne-cimento de calor e adicionou-se à ela 50g de gelo a 0ºC. Supondo que a troca de calor ocorra apenas entre o gelo e a substância, determine a massa de água, fase líquida, em equilíbrio térmico. 11) (UNIMONTES/2010) O calor latente de vaporização da água é 540cal/g. Para vaporizar uma massa m de água ao nível do mar e à tem-peratura de 373,15K, necessitamos de 33858J de calor latente. A massa da água, em gramas, é igual a: Dado: 1 cal = 4,18J a) 15. b) 20. c) 45. d) 30. 12) (UFOP/2010) No gráfico, onde é mostrada a temperatura T em função do tempo, são representados os processos de resfriamento de três materiais dife-rentes de massas iguais. Os materiais foram colocados em um congelador que pode extrair suas energias a uma certa taxa constante. Analisando o grá-fico e sabendo que o resfriamento de cada material começou no estado líquido e terminou no estado sólido, é CORRETO afirmar que a) a temperatura do ponto de fusão do material 2 é menor do que a tem-peratura do ponto de fusão do material 3.



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b) o calor latente de fusão do material 1 é maior do que o calor latente de fusão do material 2. c) o calor específico no estado sólido do material 2 é maior do que o ca-lor específico no estado sólido do material 1. d) o calor específico no estado líquido do material 3 é maior do que o ca-lor específico no estado líquido do material 1. 13) (PUC/2010) Um cubo de gelo de massa 100g e temperatura inicial -10ºC é colocado no interior de um microondas. Após 5 minu-tos de funcionamento, restava apenas vapor d' água. Considerando que toda a energia foi totalmente absorvida pela massa de gelo (desconsidere qualquer tipo de perda) e que o fornecimento de energia foi constante, determine a potência utilizada, em W. São dados: Pressão local = 1atm; Calor especifico do gelo = 0,5cal/gºC; Calor especifico da água líquida = 1,0cal/gºC; Calor latente de fusão da água = 80cal/g; Ca-lor de vaporização da água = 540cal/g; 1cal = 4,2J. a) 1008; b) 896; c) 1015; d) 903; e) 1512. 14) (PUCCAMP/2010) Um forno aquecido a carvão atinge a temperatura θ. Uma peça de aço de massa 400g é retirada do forno a essa tempera-tura e introduzida, juntamente com 40g de gelo a −20ºC, em um calorí-metro de cobre de capacidade térmica 40cal/ºC que está à temperatura de 20ºC. O equilíbrio térmico é estabelecido a 80ºC. Nestas condições, a temperatura θ do forno, em ºC vale: Dados: Calor específico da água = 1,0cal/gºC; Calor específico do gelo = 0,50cal/gºC; Calor específico do aço = 0,10cal/gºC; Calor latente de fusão do gelo = 80cal/g. a) 270; b) 290; c) 310; d) 330; e) 350. 15) (UCS/2010) Por que a temperatura em que a água passa do estado líquido para o estado gasoso vai ficando menor à medida que aumenta a altitude? a) Porque o Sol vai ficando mais próximo. b) Porque há diminuição da pressão atmosférica. c) Por causa da influência elétrica das nuvens. d) Porque a primeira lei da termodinâmica só vale para regiões ao nível do mar. e) Porque há aumento da influência do campo magnético da Terra. 16) (UDESC/2010) Coloca-se 1,50kg de gelo, à temperatura de 0ºC, no interior de um forno de micro-ondas de potência 1,0kW. O tempo de fun-cionamento a que se deve programar o forno de micro-ondas para que toda a energia fornecida seja absorvida pelo gelo apenas para fundi-lo é: a) 5,0min; b) 3,0min; c) 1,5min; d) 8,0min; e) 10min. 17) (UEG/2010) O Brasil é hoje o principal produtor de cana-de-açúcar, uma monocotiledônea largamente utilizada na produção de açúcar e ál-cool combustível (o etanol). O quadro apresenta algumas informações sobre a cana-de-açúcar e seu produto, o etanol: De acordo com as in-formações do quadro acima e com as características das monocotiledô-neas, é CORRETO afirmar que a cana-de-açúcar e seu produto o etanol podem

a) apresentar o caule do tipo aéreo colmo e necessitar de 204 cal/g para a mudança de estado líquido para o de vapor, no ponto de ebulição. b) pertencer ao reino protoctista com folhas do tipo paralelinérvea e pos-suir uma variação de quase 193 ºC do ponto de fusão para o de vapori-zação. c) apresentar caule que realiza a fotossíntese, do mesmo modo como ela é realizada nos cactos e possuir a característica de ter a temperatura de ebulição mais baixa que a da água. d) produzir sacarose, que é carboidrato classificado como monossacarí-deo de alto teor calórico e necessitar de 2,5 cal/g para a mudança de es-tado sólido para líquido, no ponto de fusão.

18) (PUC/2010) Quando aquecemos água em nossas casas utilizando um recipiente aberto, sua temperatura nunca ultrapassa os 100ºC. Isso ocorre porque: a) ao atingir essa temperatura, a água perde sua capacidade de absorver calor. b) ao atingir essa temperatura, a água passa a perder exatamente a mesma quantidade de calor que está recebendo, mantendo assim sua temperatura constante. c) as mudanças de fase ocorrem à temperatura constante. d) ao atingir essa temperatura, a água começa a expelir o oxigênio e ou-tros gases nela dissolvidos. 19) (UNEMAT/2010) Analise as afirmativas. I. Calor Sensível é o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas variação de temperatura. II. Calor latente é o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas uma mudança de estado físico. III. A capacidade térmica de um corpo é a relação constante entre a quantidade de calor recebida e a correspondente variação de temperatu-ra, sendo a equação matemática escrita na forma Q = mc(Tf – Ti). IV. O calor latente de uma mudança de estado de uma substância pura, mede numericamente a quantidade de calor trocada por uma unidade de massa da substância durante aquela mudança de estado, enquanto sua temperatura permanece constante. Assinale a alternativa correta. a) Somente I é verdadeira. d) Somente II e III são verdadeiras. b) Somente II e IV são verdadeiras. e) Somente I, II e III são verdadeiras. c) Somente I, II e IV são verdadeiras. 20) (UFCG/2010) 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 cha-mada 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 res-friado 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 30°C, um estudante resfria gradualmente uma lata metálica colocando água fria. Quando a temperatura da lata a-tinge 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: Informações: g = 10m/s2; Densidade da água: 1,0.103kg/m3; Calor latente de fusão do gelo: 105cal/kg. π = 3

a) 40%. b) 20%. c) 30%. d) 10%. e) 50%. 21) (UFPE/2010) Uma massa m de água, inicialmente a 19ºC, é aquecida durante 10min numa boca de fogão que emite ca-lor a uma taxa constante. A variação da temperatura da água com o tempo de a-quecimento é mostrada na figura. Deter-mine a porcentagem de água que evapo-rou durante o processo. Dados: Calor es-pecífico da água: 1,0cal/gºC; Calor latente de evaporação da água: 540cal/g

LISTA 05 – GABARITO: 01) C. 02) A; 03) B; 04) A; 05) E; 06) D; 07) a) 37500cal; b) 0,300L; 08) D; 09) A; 10) a)

CgcalC L º

1,0= ; g

calL f 4=;

b) m = 12,5g; 11) A; 12) C; 13) C; 14) C; 15) B; 16) D; 17) A; 18) C; 19) C; 20) A; 21) 15%.



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LISTA 06 – GASES:

01) (UERJ/2010) Um recipiente indeformável, de volume V igual a 15L, contém 3g de hidrogênio submetidos a uma pressão inicial de 2,46atm. Considerando que o hidrogênio possa ser tratado como um gás ideal, de-termine, em calorias, a quantidade de calor necessária para que sua pressão triplique. Dados: mH = 2g/mol; CH = 2,42cal/gºC. 02) (UFC/2010) Um cilindro de área de seção reta S e comprimento L, completamente isolado, é dividido em partições A e B, ambas de volu-mes iguais, por uma parede diatérmica, móvel e impermeável. Cada par-tição é preenchida com um gás ideal, de modo que a partição A possui o dobro do número de mols da partição B. Ambas as partições encontram-se em uma mesma temperatura T durante o processo. Despreze quais-quer efeitos de atrito e, quando o sistema estiver em equilíbrio, determine a) os volumes das partições A e B em função de S e L. b) o módulo do deslocamento da parede em função de L. 03) (UFF/2010) Um cilindro de volume V, inicialmente aberto, é colocado sobre uma balança. A tara da balança é então ajustada para que a leitura seja zero. O cilindro é fechado e ligado a uma bomba com um manôme-tro acoplado para medir a pressão do ar no seu interior. É, então, bom-beado ar para o interior desse cilindro e a pressão (P) como função da variação da massa Δm registrada através da leitura da balança é ilustra-da no gráfico. Considere o ar, durante toda a experiência, como um gás ideal cuja massa molecular é M. O volume V e a temperatura T do cilin-dro são mantidos constantes durante toda a experiência, e a pressão at-mosférica é P0.

a) Determine a massa inicial de ar (m0) no interior do cilindro em termos de P0, M, V, T e da constante universal dos gases R. b) Determine o valor de Δm, correspondente a P = 0, onde a reta ilustra-da na figura corta o eixo horizontal. c) Mostre como ficaria o gráfico P × Δm, se a experiência fosse realizada a uma temperatura T1< T, aproveitando a figura do enunciado para esbo-çar o novo resultado. 04) (UDESC/2010) A constante universal dos gases, R, cujo valor de-pende das unidades de pressão, volume e temperatura, não pode ser medida em uma das unidades representadas abaixo. Assinale-a. a) N⋅m–2⋅mol–1⋅K–1⋅m3; b) atm⋅litro⋅mol–1⋅K–1 ; c) J⋅mol–1⋅K–1; d) atm⋅litro⋅mol⋅K–1; e) N⋅m⋅mol–1⋅K–1. 05) (UNIMONTES/2010) Um quarto de dimensões 3m×4m×3m está pre-enchido com ar a uma pressão de 1 atm ≈ 1,0.105Pa e à temperatura de 16ºC. Considere a massa molar equivalente do ar igual a 28,9g/mol. A massa de ar no quarto é igual a, aproximadamente, Dado: R=8,31J/molK a) 43kg; b) 23g; c) 43g; d) 23kg. 06) (PUC/2010) Seja um mol de um gás ideal a uma temperatura de 400K e à pressão atmosférica po. Esse gás passa por uma expansão i-sobárica até dobrar seu volume. Em seguida, esse gás passa por uma compressão isotérmica até voltar a seu volume original. Qual a pressão ao final dos dois processos? a) 0,5po b) 1,0po c) 2,0po d) 5,0po; e) 10,0po 07) (UEM/2010) Quando de um experimento qualquer obtiver-se o gráfico é correto afirmar que o co-eficiente angular do gráfico é 01. igual à unidade, quando o eixo y for a temperatura de uma substân-cia em Kelvin e o eixo x for a temperatura em graus Celsius. 02. igual à constante universal dos gases ideais, quando o eixo y for a pressão de um gás ideal, alterada a volume constante, e o eixo x for a temperatura em Kelvin.

04. igual ao coeficiente de dilatação linear do metal, quando o eixo y for a variação do comprimento de uma barra metálica e o eixo x for a tempera-tura em Kelvin. 08. igual à variação de energia interna do gás, quando o eixo y for a quantidade de calor fornecida isotermicamente a um gás ideal, e o eixo x for o trabalho realizado pelo gás. 16. igual à capacidade térmica (ou calorífica), quando o eixo y for o calor fornecido ao corpo, e o eixo x for sua temperatura em Kelvin. 08) (UEM/2010) A temperatura de um gás ideal é alterada por meio de uma mudança de estado. Neste caso, o gás pode ter sofrido 01. uma expansão isobárica. 02. uma transformação isovolumétrica. 04. uma transformação qualquer em que não houve realização de traba-lho. 08. uma transformação qualquer em que não houve troca de calor com o meio ambiente. 16. uma transformação qualquer cuja energia interna não se alterou. 09) (UFAL/2010) Um gás ideal possui, inicialmente, volume V0 e encon-tra-se sob uma pressão p0. O gás passa por uma transformação isotér-mica, ao final da qual o seu volume torna-se igual a V0/2. Em seguida, o gás passa por uma transformação isobárica, após a qual seu volume é 2V0. Denotando a temperatura absoluta inicial do gás por T0, a sua tem-peratura absoluta ao final das duas transformações é igual a: a) T0/4; b) T0/2; c) T0; d) 2T0; e) 4T0. 10) (UFRN/2010) A transformação termodinâ-mica b→c, ilustrada no diagrama PV da figura ao lado, constitui um dos processos do ciclo Ot-to, utilizado em motores de combustão interna de automóveis a gasolina. No diagrama, P re-presenta a pressão na câmara de combustão, e V o volume da câmara. Esse processo ocorre quando, no instante da queima da mistura ar-gasolina contida na câmara de combustão, fornece-se calor ao sistema, produzindo-se a) aumento da pressão interna, com variação do volume da câmara. b) diminuição da pressão interna, sem variação do volume da câmara. c) diminuição da pressão interna, com variação do volume da câmara. d) aumento da pressão interna, sem variação do volume da câmara. 11) (FEPECS/2010) Um balão cheio do gás hélio apresenta, na superfí-cie, volume de 50m3, temperatura de 54ºC e pressão de 80cmHg. Quan-do esse balão atinge uma determinada altura, admite-se que a tempera-tura permaneça constante, e que seu volume seja de 1000m3. A nova pressão em cmHg será de: a) 7,0; b) 6,0; c) 5,0; d) 4,0; e) 3,0. 12) (FUVEST/2010) Um balão de ar quente é constituído de um envelope (parte inflável), cesta para três passageiros, queimador e tanque de gás. A massa total do balão, com três passageiros e com o envelope vazio, é de 400kg. O envelope totalmente inflado tem um volume de 1500m3. NOTE E ADOTE: Densidade do ar a 27°C e à pressão atmosférica local = 1,2kg/m3. Aceleração da gravidade na Terra, g = 10m/s2. Considere to-das as operações realizadas ao nível do mar. Despreze o empuxo acar-retado pelas partes sólidas do balão. T (K) = T (ºC) + 273 a) Que massa de ar M1 caberia no interior do envelope, se totalmente in-flado, com pressão igual à pressão atmosférica local (Patm) e temperatura T = 27ºC? b) Qual a massa total de ar M2, no interior do envelope, após este ser to-talmente inflado com ar quente a uma temperatura de 127ºC e pressão Patm? c) Qual a aceleração do balão, com os passageiros, ao ser lançado nas condições dadas no item b) quando a temperatura externa é T = 27ºC? 13) (UEL/2010) Um recipiente cilíndrico, de paredes termicamente isoladas, com tampa móvel sem atrito e de peso desprezível (êm-bolo) contêm o volume V0 de gás ideal, em equilíbrio à pressão atmosférica P0 = 105N/m2 e temperatura T0 = 27ºC. O recipiente é colo-cado no fundo de um tanque que contêm á-gua com densidade ρ = 103kg/m3. Após de-terminado tempo, o sistema atinge uma con-figuração de equilíbrio com o gás ocupando o volume de V1 = 3V0/10 e o êmbolo a uma



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profundidade y = 40m da superfície d’água, como esquematizado na fi-gura a seguir. A temperatura do gás no interior do cilindro submerso: a) aumentará atingindo o valor T1 = 3T0/2. b) permanecerá a mesma, já que o recipiente é termicamente isolado, portanto T0 = T1. c) diminuirá devido o peso da coluna d’água acima do êmbolo, portanto T1 < T0. d) diminuirá atingindo o valor T1 = 10T0/3. O gás no interior do recipiente é submetido a uma transformação isobárica; a diminuição do volume é causada pelo deslocamento do êmbolo devido ao peso da coluna d’água. e) aumentará atingindo o valor T1 = 5T0/2. 14) (UEL/2010) Os diagramas PV a seguir representam o comportamen-to de um gás:

É correto afirmar: a) O diagrama (a) representa um processo isotérmico com a temperatura inicial maior que a temperatura final. b) Os diagramas (a) e (b) resultam no mesmo trabalho realizado pelo sis-tema após a expansão. c) O diagrama (b) representa um processo adiabático. d) O diagrama (c) representa um processo isobárico. e) O diagrama (c) representa um processo de expansão. 15) (UNIR/2010) Dois gases ideais submetidos às pressões p1 = 1atm e p2 = 2atm, em equilíbrio térmico, estão confinados em recipientes de vo-lumes V1 = 2m3 e V2 = 3m3, respectivamente, ligados por uma válvula ini-cialmente fechada. Ao se abrir a válvula, os dois gases fluem livremente, sem alterar sua temperatura, ocupando os dois recipientes com a mesma pressão que será: a) 2,5atm; b) 3,0atm; c) 1,5atm; d) 0,6atm; e) 1,6atm. 16) (UEPB/2010) No dia 07/08/2004 os alpinistas Rodrigo Raineri, 35, e Vitor Negrete, 36 se tornaram os primeiros brasileiros a alcançar o cume do Monte Aconcágua na Argentina, a maior montanha das Américas com 6962m de altura na estação mais fria do ano. (...) As tempestades de ne-ve e as baixas temperaturas, que beiram os 25°C negativos são as difi-culdades da escalada, já que a subida é feita pela face noroeste, a mais usual e que não possui muita dificuldade técnica. (...) Acerca do assunto tratado no texto, em relação à explicação para o fato de ser muito frio no cume das montanhas, podemos afirmar que I. o ar quente da superfície da terra, ao subir pela encosta de uma mon-tanha, sua pressão diminui, o que permite que ele se expanda e se res-frie adiabaticamente. Essa expansão adiabática acontece em função da energia interna do gás, que leva a uma diminuição de sua temperatura. II. quanto mais próximo do solo, mais quente é o ar, pois é aquecido pelo calor do sol que a terra absorve e propaga por condução. Por isso, no cume das grandes montanhas, sem o aquecimento, o ar fica sempre muito frio, pois está mais distante do solo. III. o ar quente da superfície da terra, com o aumento da altitude, fica menos rarefeito, as moléculas ficam mais distantes umas das outras, di-minuindo a condução de calor e fazendo com que o ar tenda a ficar mais frio no cume das grandes montanhas. Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apena(s) a(s) pro-posição(ões) a) I e II. b) II. c) III. d) I. e) II e III. 17) (PUC/2010) Uma quantidade de ar sofre uma compressão adiabáti-ca, ou seja pV7/5 = constante, onde p é a pressão e V o volume do gás. O volume diminui por um fator de 1/32 durante essa compressão. De quan-to variou a pressão? a) Diminuiu 16 vezes. b) Aumentou 32 vezes. c) Aumentou 64 vezes. d) Aumentou 128 vezes. e) Diminuiu 32 vezes.

18) (UFU/2010) Uma barra de 10kg de um determinado metal a 600ºC é colocada dentro de um recipiente com paredes adiabáticas de volume 273ℓ. Inicialmente, dentro do recipiente, há 1000g de certo gás perfeito à pressão de 1atm e à temperatura de 0ºC. Nessas condições, determine: a) A temperatura final da barra de metal, sabendo-se que o calor especí-fico do metal e do gás são dados, respectivamente, por CM = 0,1cal/gºC e Cgás = 0,2cal/gºC. b) A variação de volume da barra de metal, dado que o seu coeficiente de dilatação linear e a sua densidade inicial são, respectivamente, aM = (10/3).10–4ºC–1 e ρM = 1.102Kg/m3. c) A pressão final do gás (aproximada até a primeira casa decimal), ad-mitindo que o volume do recipiente não se altera. 19) (UNICAMP/2010) A Lua não tem atmosfera, diferentemente de cor-pos celestes de maior massa. Na Terra, as condições propícias para a vida ocorrem na troposfera, a camada atmosférica mais quente e densa que se estende da superfície até cerca de 12km de altitude. a) A pressão atmosférica na superfície terrestre é o resultado do peso exercido pela coluna de ar atmosférico por unidade de área, e ao nível do mar ela vale P0 = 100kPa. Na cidade de Campinas, que está a 700m acima do nível do mar, a pressão atmosférica vale P1 = 94kPa. Encontre a densidade do ar entre o nível do mar e a altitude de Campinas, consi-derando-a uniforme entre essas altitudes. b) Numa viagem intercontinental um avião a jato atinge uma altitude de cruzeiro de cerca de 10km. Os gráficos no espaço de resposta mostram as curvas da pressão (P) e da temperatura (T) médias do ar atmosférico em função da altitude para as camadas inferiores da atmosfera. Usando os valores de pressão e temperatura desses gráficos e considerando que o ar atmosférico se comporta como um gás ideal, encontre o volume de um mol de ar a 10km de altitude. A constante universal dos gases é

K molJ3,8R = .

LISTA 06 – GABARITO:

01) Q = 4356cal; 02) a) A: SLVA 32

= ; B: SLVB 31

= ;

b) 632LLLx =−=Δ ; 03) a)

RTVMP

m oo = ; b) Para tornar a pres-

são nula no interior do cilindro é necessário retirar toda a massa de ar contida nele. Quando P = 0 ⇒ Δm = -mo; c) Se T1 < T, com a mesma pressão Po e o mesmo volume V, a massa inicial de ar no ci-

lindro seria o1o mm > . Nessa situação, o gráfico P × Δm também é

uma reta que passa pelo ponto (Δm = 0, P = O0) e corta o eixo Δm em 10m− . Sendo assim, essa reta, terá uma inclinação menor que a reta

original ilustrada na figura;

04) D; 05) A; 06) C; 07) 17; 08) 15; 09) E; 10) D; 11) D; 12) a) M1 = 1800kg; b) M2 = 1350kg; c) a ≈ 0,29m/s2; 13) A; 14) E; 15) E; 16) D; 17) D; 18) a) θF = 500ºC; b) ΔVM = –10–2 m3 = –10ℓ; c) pF = 4,2atm; 19) a) 61,7; b) 0,86kg/m3.



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LISTA 07 – TERMODINÂMICA:

01) (UFMS/2010) A fi-gura da esquerda mostra um êmbolo no interior de um cilindro que está contido no in-terior de uma câmara. O cilindro está imerso em água com gelo, e a câmara isola termicamente todo o sistema das vi-zinhanças. O ar contido no interior do cilindro está em equilíbrio térmico com todo o sistema a 0°C e sua pressão é igual à pressão atmosférica externa. O cilindro pode trocar calor apenas com a água, o ar e o gelo. Em seguida, é colocado um tijolo bruscamente sobre o êmbolo, compri-mindo rapidamente o ar no interior do cilindro. Após um certo tempo, to-do o sistema água e gelo volta novamente ao equilíbrio térmico de 0°C, mas a pressão do ar, no interior do cilindro, fica maior que a pressão at-mosférica. Com fundamentos na termodinâmica e considerando que o ar é um gás ideal e que não há vazamentos, é correto afirmar: 01. O produto da pressão do ar pelo volume que ele ocupa é igual nas duas situações de equilíbrio. 02. Na situação representada pela figura da direita, existe menos massa de gelo que na situação representada pela figura da esquerda. 04. A partir da situação representada pela figura da esquerda, até a situ-ação representada pela figura da direita, a transformação sofrida pelo ar pode ser compreendida por dois processos termodinâmicos, o primeiro adiabático e o segundo isobárico. 08. A partir da situação representada pela figura da esquerda até a situa-ção representada pela figura da direita, a temperatura do ar permaneceu sempre constante. 16. Não haverá troca de calor entre o cilindro e a água, mesmo depois de jogar o tijolo e esperar atingir o novo equilíbrio. 02) (UFPel/2010) De acordo a Termodinâmica considere as seguintes a-firmações. I. A equação de estado de um gás ideal, pV = nRT, determina que a pressão, o volume, a massa e a temperatura podem assumir, simultane-amente, quaisquer valores arbitrários. II. A pressão que um gás exerce sobre as paredes do recipiente que o contém pode ser descrita pelas colisões contínuas das moléculas desse gás contra as paredes do recipiente. III. A energia cinética média das moléculas de um gás depende do qua-drado da temperatura absoluta. IV. As unidades da constante universal dos gases, R, no Sistema Inter-nacional de Unidades (S.I.) é dada em J/(mol K). São falsas apenas as afirmações a) I e III. b) I, II e IV. c) II e III. d) I, III e IV. e) II e IV. f) I.R. 03) (UEG/2010) Foi realizado o seguinte experimento em uma aula de Laboratório de Física: Uma jarra de vidro aberta foi aquecida até que a água no seu interior fervesse. Cessando-se o aquecimento, a água parou de ferver. Posteriormente, a jarra foi tampada e em cima dela despejou-se água à temperatura ambiente. Então, observou-se que a água voltou a ferver. Sobre esse experimento, responda ao que se pede. a) Justifique o motivo que levou a água a voltar a ferver. b) Se esse mesmo experimento fosse realizado a uma altitude superior em relação ao anterior, a temperatura de ebulição da água aumentaria, diminuiria ou permaneceria constante? Justifique. 04) (UFV/2010) Com relação à variação de entropia ΔS de um sistema isolado, é CORRETO afirmar que: a) se o processo for irreversível, então, ΔS = 0. b) se o processo for reversível, então, ΔS = 0. c) se o processo for reversível, então, ΔS > 0. d) se o processo for irreversível, então, ΔS < 0. 05) (UNIR/2010) Em uma mesa redonda, três cientistas debatem a res-peito de um ecossistema. De acordo com as leis da Termodinâmica, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( ) Cientista 1 – A energia absorvida e armazenada pelas espécies pro-dutoras é completamente aproveitada por toda a rede alimentar compos-ta pelos produtores, consumidores primários, secundários e terciários, e pelos decompositores. ( ) Cientista 2 – A afirmação do Cientista 1 é inadmissível, pois, de acor-do com a segunda lei da Termodinâmica, é impossível existir um sistema

que transforme integralmente em trabalho o calor absorvido de uma fonte a uma dada temperatura. ( ) Cientista 3 – A afirmação do Cientista 1 é inadmissível, porque viola a primeira lei da Termodinâmica. Marque a sequência correta. a) F, F, V b) F, V, V c) F, V, F d) V, F, F e) F, F, F 06) (UEPG/2010) Sobre a teoria cinética dos gases, assinale o que for correto. 01. Quando a energia cinética média das moléculas de um gás aumenta e o seu volume permanece constante, a pressão e a temperatura do gás aumentam. 02. As variáveis de estado de um gás ideal (P,V,T) estão relacionadas com a quantidade de moléculas do gás. 04. A energia cinética média por molécula de um gás independe da natu-reza do gás. 08. Gás ideal é aquele cujas moléculas não interagem entre si. 16. Quando um gás sofre uma transformação adiabática ele não troca calor com a sua vizinhança. 07) (UEM/2010) Para os gases ideais, a primeira lei da termodinâmica pode ser representada pela equação: Q = CVΔT + PΔV, onde CV é uma constante. Com base nessa equação, assinale a(s) alternativa(s) corre-ta(s). 01. Uma mudança de estado adiabática é acompanhada de uma altera-ção na temperatura do gás. 02. Uma mudança de estado isotérmica é acompanhada de uma trans-formação adiabática do gás. 04. Uma mudança de estado isovolumétrica é acompanhada de uma al-teração na temperatura do gás. 08. Em uma mudança de estado em que ΔV > zero, o trabalho foi reali-zado pelo gás sobre o meio exterior. 16. Em uma mudança de estado em que ΔV = zero, o trabalho foi reali-zado pelo meio exterior sobre o gás. 08) (UESPI/2010) A figura ilustra um recipiente isolado termicamente do meio exterior contendo um gás. Du-rante um processo termodinâmico, um êmbolo comprime o gás. Ao final do processo, a energia interna do gás aumenta em 4J. Pode-se afirmar que, nesse processo, a) 4J de trabalho são realizados pelo gás. b) 4J de trabalho são realizados sobre o gás. c) 2J de trabalho são realizados pelo gás. d) 2J de trabalho são realizados sobre o gás. e) não há realização de trabalho. 09) (UESPI/2010) A pressão e o volume de um gás são denotados res-pectivamente por p e V. O gás passa por uma transformação termodinâ-mica ilustrada num diagrama p versus V. Assinale o único diagrama a seguir que representa uma transformação em que trabalho é realizado sobre o gás.

a) b) c) d) e) 10) (UFRN/2010) As transformações ter-modinâmicas ilustradas no diagrama PV da figura constituem o modelo idealizado do ciclo Otto, utilizado em motores de combustão interna de automóveis a gaso-lina. No diagrama, P representa a pressão na câmara de combustão, e V o volume da câmara. Suponha que, na transformação b→c, 200J de calor sejam fornecidos a partir da queima da mistura ar-gasolina contida na câmara de combustão e que 80 J de calor tenham sido liberados, durante a exaustão, na transformação d→a. Dados: ⇒ No ciclo Oto, é possível ocorrerem os seguintes tipos de transformações: transformações isovolumétricas, expansão adiabática e compressão adi-abática. ⇒ Primeira lei da Termodinâmica: ΔU = Q – W, onde ΔU é a va-riação da energia interna do sistema, Q é o calor total trocado pelo sis-tema, e W é o trabalho total realizado. A partir dessas informações, a) identifique as transformações que ocorrem entre os estados (a→b), (b→c), (c→d) e (d→a). b) determine o trabalho realizado no ciclo Otto completo.



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11) (UFRJ/2010) Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico tem pressão de 1,0.105N/m2, volume de 2,0.10−3m3 e temperatura de 300K. O gás é aquecido lentamente a pressão constante recebendo uma quantidade de 375J de calor até atingir um volume de 3,5.10−3m3, no qual permanece em equilíbrio termodinâmico. a) Calcule a temperatura do gás em seu estado final de equilíbrio. b) Calcule a variação da energia interna do gás entre os estados inicial e final. 12) (UNESP/2010) Considere o gráfi-co da Pressão em função do Volume de certa massa de gás perfeito que sofre uma transformação do estado A para o estado B. Admitindo que não haja variação da massa do gás du-rante a transformação, determine a razão entre as energias internas do gás nos estados A e B. 13) (UFMG/2010) Uma máquina térmica é constituída de um cilindro, cheio de gás, que tem um êmbolo móvel. Duran-te o funcionamento dessa máquina, o gás é submetido a um processo cíclico, que o leva de um estado K a outro es-tado L e, depois, de volta ao estado K e assim sucessivamente, como represen-tado no diagrama pressão versus volu-me, mostrado na figura. Considerando essas informações, RESPONDA: a) Em qual dos dois estados – K ou L – a temperatura do gás é maior? JUSTIFIQUE sua resposta. b) Em um ciclo completo, em que o gás sai do estado K e volta ao mes-mo estado, essa máquina realiza trabalho líquido? JUSTIFIQUE sua resposta. c) Tendo-se em vista que se trata de um sistema ideal, é possível con-verter em trabalho todo o calor fornecido a essa máquina? JUSTIFIQUE sua resposta. 14) (UPE/2010) O diagrama PV para uma determinada amostra de gás está represen-tado na figura a seguir. Se o sistema é leva-do do estado a para o estado b, ao longo do percurso acb, fornece-se a ele uma quanti-dade de calor igual a 100cal, e ele realiza um trabalho de 40cal. Se, por meio do percurso adb, o calor fornecido é de 72cal, então o trabalho realizado vale em cal: a) 28; b) 60; c) 12; d) 40; e) 24. 15) (PUC/2010) Uma quantidade de gás passa da temperatura de 27ºC = 300K a 227ºC = 500K, por um processo a pressão constante (isobárico) igual a 1 atm = 1,0.105Pa. a) Calcule o volume inicial, sabendo que a massa de gás afetada foi de 60kg e a densidade do gás é de 1,2kg/m3. b) Calcule o volume final e indique se o gás sofreu expansão ou contra-ção. c) Calcule o trabalho realizado pelo gás. 16) (UEPG/2010) A figura a seguir representa um sistema termodinâmico constituído por uma determinada quantida-de de gás, preso por um êmbolo no interior de um cilindro. Sobre esse sistema termodinâmico, assinale o que for correto. 01. As variáveis (P,V,T) descrevem o estado de equilíbrio do sistema. 02. O calor trocado e o trabalho realizado pelo sistema descrevem as transformações sofridas pelo sistema. 04. Quanto maior a energia interna do sistema maior é sua temperatura. 08. Se o gás for rapidamente comprimido, seu volume diminui e a sua energia interna aumenta. 16. Numa transformação isobárica, o trabalho pode ser realizado pelo gás ou sobre o gás. 17) (UFU/2010) Um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa rapidamente para

a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático. Considerando que a primeira lei da ter-modinâmica é dada por ΔU = Q – W, onde ΔU é a variação da energia in-terna do gás, Q é a energia transferida na forma de calor e W é o traba-lho realizado pelo gás, é correto afirmar que: a) A pressão do gás aumentou e a temperatura diminuiu. b) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás não variou. c) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás dimi-nuiu. d) A pressão do gás aumentou e o trabalho realizado foi negativo. 18) (UFOP/2010) Na figura seguinte, é indicado um sistema termodinâmico com processo cíclico. O ciclo é constitu-ído por duas curvas fechadas, a malha I e a malha II. É CORRETO afirmar: a) Durante um ciclo completo, o sistema não realiza trabalho. b) O sistema realiza trabalho positivo na malha I. c) O sistema libera calor na malha II. d) Durante um ciclo completo, a variação da energia interna é nula. 19) (FAMECA/2010) Um gás perfeito passa pela transformação cíclica A→B→C→A, cujo gráfico da pressão versus volume está representado a seguir. São feitas as afirmações: I. O trabalho realizado durante o ciclo é positivo. II. A transformação A→B é isotérmica e o gás recebe calor da fonte quente durante essa transformação. III. A transformação C→A é isovolumétrica e o gás diminui sua energia interna durante essa transformação. Está correto o que se afirma, apenas, em a) I. b) II. c) I e II. d) II e III. e) I e III. 20) (IFSP/2010) Leia com atenção as afirmativas a seguir. I. Condutividade térmica equivale a quantidade de calor Q transmitida a-través de uma espessura L, numa direção normal à superfície de área A, devido a uma variação de temperatura ΔT, sob condições de estado fixo e quando a transferência de calor é dependente apenas da variação de temperatura. II. A energia interna de um gás não é função exclusiva da temperatura e sim da soma da Energia Cinética com a Energia Potencial. III. É necessário que um gás receba calor para poder realizar trabalho. IV. Se um gás é aquecido de 650ºC para 1300ºC, sua energia interna duplica. Das afirmativas anteriores, estão CORRETAS a) apenas I e III. b) apenas a III. c) apenas a IV. d) apenas a I e a II. e) apenas a I e a IV. 21) (UFSM/2010) Heron de Alexandria, em seu livro Pneumática, do século I a.C., descreve máquinas que utilizavam a expansão térmica do ar para movi-mentar brinquedos, abrir portas ou su-gar água. Somente no século XIX, surge o conceito de gás ideal e de temperatu-ra absoluta. Numa máquina térmica, uma amostra de gás ideal realiza, em um ciclo, as transformações indicadas no diagrama PV. É possível, então, afirmar: I. Na transformação de A para B, existe passagem de energia da vizi-nhança para a amostra de gás por trabalho. II. Na transformação de B para C, não existe troca de energia entre a vi-zinhança e a amostra de gás por calor. III. Na transformação de C para A, existe passagem de energia da vizi-nhança para a amostra de gás por trabalho. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e II. e) apenas II e III. 22) (UNIMONTES/2010) Um estudante enche rapidamente o pneu de sua bicicleta. O processo pode ser considerado adiabático, ou seja, não



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há troca de calor entre o sistema (ar dentro do pneu) e o meio externo. A respeito do trabalho, W, realizado no processo e da variação da energia interna do sistema, ΔU, é CORRETO afirmar que a)W < 0 e ΔU < 0.b)W > 0 e ΔU > 0. c)W > 0 e ΔU < 0. d)W < 0 e ΔU > 0. 23) (IME/2010) Um soldado em pé sobre um lago congelado (sem atrito) atira horizontalmente com uma bazuca. A massa total do soldado e da bazuca é 100kg e a massa do projétil é 1kg. Considerando que a bazuca seja uma máquina térmica com rendimento de 5% e que o calor forneci-do a ela no instante do disparo é 100kJ, a velocidade de recuo do solda-do é, em m/s, a) 0,1; b) 0,5; c) 1,0; d) 10,0; e) 100,0. 24) (PUC/2010) Um motor contendo 0,5mol de um gás ideal com p0 = 150kPa e V0 = 8,3litros funciona de acordo com o ciclo mostrado na figu-ra abaixo. O percurso de A a B é iso-córico. Entre os pontos B e C a pres-são diminui linearmente com o volu-me. Entre C e A o percurso é isobári-co. Considerando que as capacidades de calor molar do gás são cv = 10,0J/molK (a volume constante); cp = 15,0J/molK (a pressão constante), e a constante dos gases R = 8,3J/molK. Determine: a) o trabalho realizado pelo motor durante a etapa AB do processo; b) as temperaturas nos pontos A, B e C; c) o calor absorvido durante as etapas AB e CA. 25) (UEPG/2010) A termodinâmica pode ser definida como uma ciência experimental baseada em um pequeno número de princípios (leis da termodinâmica), que são generalizações feitas a partir da experiência. Sobre as leis da termodinâmica, assinale o que for correto. 01. Nenhuma máquina térmica pode apresentar um rendimento superior ao de uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas. 02. A 1a lei da termodinâmica é uma afirmação do princípio geral da con-servação da energia. 04. A 2a lei da termodinâmica afirma que é indiferente transformar inte-gralmente calor em trabalho ou trabalho em calor. 08. Parcela da energia envolvida em um processo irreversível torna-se indisponível para a realização de trabalho. 16. Em um processo cíclico a energia interna do sistema apresenta vari-ação nula. 26) (UFAL/2010) A cada ciclo de funcionamento, o motor de um certo automóvel retira 40kJ do compartimento da fonte quente, onde se dá a queima do combustível, e realiza 10kJ de trabalho. Sabendo que parte do calor retirado da fonte quente é dispensado para o ambiente (fonte fria) a uma temperatura de 27ºC, qual seria a temperatura no comparti-mento da fonte quente se esse motor operasse segundo o ciclo de Car-not? Dado: considere que as temperaturas em graus centígrados, TC, e Kelvin, TK, se relacionam através da expressão TC = TK – 273. a) 127ºC; b) 177ºC; c) 227ºC; d) 277ºC; e) 377ºC. 27) (FGV/2010) Ao realizar um trabalho de 80 mil calorias, um sistema termodinâmico recebeu 60 mil calorias. Pode-se afirmar que, nesse pro-cesso, a energia interna desse sistema a) se conservou. b) aumentou 60 mil calorias. c) diminuiu 80 mil calorias. d) aumentou 20 mil calorias. e) diminuiu 20 mil calorias. 28) (FGV/2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação. Admitindo que o centro de todos os ele-mentos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, es-tão no mesmo plano vertical, consideran-do apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os co-mo os extremos de uma única fonte ex-tensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, es-tariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. d) penumbra, sombra e sombra.

b) luz, penumbra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra. c) luz, penumbra e penumbra. 29) (ITA/2010) Uma máquina tér-mica opera segundo o ciclo JKLMJ mostrado no diagrama T-S da figu-ra. Pode-se afirmar que a) o processo JK corresponde a uma compressão isotérmica. b) o trabalho realizado pela máquina em um ciclo é W = (T2– T1)(S2 – S1).

c) o rendimento da máquina é dado por 1

2TT1−=η .

d) durante o processo LM uma quantidade de calor QLM = T1(S2 – S1) é absorvida pelo sistema. e) outra máquina térmica que opere entre T2 e T1 poderia eventualmente possuir um rendimento maior que a desta. 30) (UFV/2010) A figura abaixo ilustra um processo termodinâmico em um gás. Sa-bendo que durante o processo ABC a va-riação da energia interna do gás foi igual a U e que o trabalho realizado pelo gás no processo BC foi igual a W, então a quanti-dade de calor transferida ao gás no processo ABC foi: a) U + VA (PA – PC) + W b) U + PA (VB – VA) − W c) U + VC (PA – PC) + W d) U + PA (VB – VA) + W 31) (UNIMONTES/2010) Um gás ide-al, com um volume inicial de 0,50 dm3 e sob pressão inicial de 1,0.105N/m2, sofre a transformação cíclica repre-sentada no diagrama PV. O trabalho realizado, a variação de energia in-terna e o calor absorvido no ciclo, em Joules, valem, respectivamente, a) zero, 600, 400. b) 600, zero, 600. c) 400, 400, 600. d) 400, 600, zero. 32) (UNIOESTE/2010) Um máquina térmi-ca opera segundo o ciclo abca represen-tado na figura. Analisando as afirmações seguintes e considerando que a energia interna é função exclusiva da temperatura, assinale a alternativa correta. I. A transformação bc é, com certeza, isotérmica. II. O trabalho realizado na transformação ab é 24 J. III. Na transformação ca a energia interna diminui. IV. Em um ciclo a máquina retira 24 J de calor da fonte fria. V. Na transformação bc a máquina rejeita 48 J de calor na fonte quente. a) As afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras. b) A afirmativa III é falsa. c) A afirmativa IV é falsa. d) A afirmativa V é falsa. e) Apenas a afirmativa I é falsa. 33) (UPE/2010) No diagrama PV, a seguir, está representada uma sé-rie de processos termodinâmicos. No processo ab, 250J de calor são fornecidos ao sistema, e, no pro-cesso bd, 600J de calor são forne-cidos ao sistema. Analise as afir-mações que se seguem. I. O trabalho realizado no processo ab é nulo. II. A variação de energia interna no processo ab é 320J. III. A variação de energia interna no processo abd é 610J. IV. A variação de energia interna no processo acd é 560J. É CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmações(ão) a) II e IV estão corretas. b) IV está correta. c) I e III estão corretas. d) III e IV estão corretas. e) II e III estão corretas. 34) (UFU/2010) Em relação à Primeira e à Segunda Lei da Termodinâ-mica, é correto afirmar que: a) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o calor absorvido é converti-do completamente em trabalho. Entretanto, pode-se afirmar que a se-



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gunda lei da termodinâmica não é violada porque o sistema não está iso-lado. b) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o calor absorvido é converti-do completamente em trabalho e pode-se afirmar que a segunda lei da termodinâmica é violada, uma vez que esse é um sistema isolado. c) Na expansão adiabática de um gás ideal monoatômico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a primeira lei da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o calor absorvido é converti-do completamente em trabalho e, considerando que esse não é um sis-tema isolado, pode-se afirmar que a segunda lei da termodinâmica é vio-lada. d) Na expansão isotérmica de um gás ideal monoatômico, a temperatura permanece constante e, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, a variação da energia é nula. Desse modo, o calor absorvido é converti-do completamente em trabalho. Entretanto, pode-se afirmar que a primei-ra lei da termodinâmica não é violada, porque o sistema não está isola-do. 35) (PUC/2010) Considerando a des-crição do ciclo Otto e o respectivo gráfico. O ciclo Otto é um ciclo ter-modinâmico constituído por dois pro-cessos adiabáticos e dois processos isovolumétricos, como mostra o gráfi-co que segue. Num motor que opera segundo este ciclo, um pistão inicialmente na posição correspondente ao máximo volume, estado 1, comprime o ar até que atinja o volume míni-mo, estado 2. Então ocorre a combustão, resultando em um súbito au-mento da pressão enquanto o volume permanece constante, levando o ar ao estado 3. O processo que segue é a ejeção de potência quando o ar expande adiabaticamente para o estado 4. No processo final, calor é transferido para a vizinhança e o ciclo é completado. A partir das infor-mações obtidas pela análise do gráfico representativo do ciclo Otto e de acordo com as leis da termodinâmica, é correto afirmar que: a) o calor líquido trocado no ciclo é nulo, visto que a temperatura final é igual à temperatura inicial. b) o sistema realiza um trabalho líquido nulo durante o ciclo, pois o volu-me final é igual ao volume inicial. c) o trabalho realizado no processo de compressão adiabática é maior do que o realizado no processo de expansão adiabática. d) o sistema absorve calor durante a compressão adiabática e rejeita ca-lor durante a expansão adiabática. e) a variação da energia interna no ciclo é zero, porque o estado final é igual ao estado inicial. 36) (UDESC/2010) No diagrama p × V abaixo, está representado o ciclo ter-modinâmico da máquina de Carnot, considerada ideal porque tem o maior rendimento entre as máquinas térmicas. O sistema recebe calor da fonte quente à temperatura T1 e transfere calor para a fonte fria à temperatura T2. Com rela-ção às transformações termodinâmicas que constituem esse ciclo, é cor-reto afirmar que o sistema passa por uma: a) expansão adiabática entre os estados b e d (b → d). b) expansão isovolumétrica entre os estados b e c (b → c). c) compressão isobárica entre os estados c e d (c → d). d) expansão isotérmica entre os estados a e b (a → b). e) compressão isotérmica entre os estados d e a (d → a). 37) (UFG/2010) A máquina térmica é um dispositivo que pode tanto fornecer energia para um sistema quanto retirar. Considere que a máquina térmica opera com um gás ideal em um sistema fe-chado, conforme o ciclo ilustrado na fi-gura acima. De acordo com o exposto. a) calcule o trabalho total em um ciclo; b) explique como ela opera, ou seja, qual é a sua função? Justifique sua resposta; c) calcule a temperatura no ponto C, considerando que a temperatura no ponto A é de 300k. 38) (UEG/2010) A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio. A forma física

de uma pessoa é dada pela absorção máxima de oxigênio por períodos relativamente longos. Considere que uma pessoa, em boa forma física, consiga, por longos períodos, absorver até cerca de 50ml de O2 por mi-nuto e por quilograma de sua massa, liberando 4,9kcal por litro de O2. A energia liberada por uma pessoa que utiliza 2,5litros de O2 em sua respi-ração seria o suficiente para elevar um bloco de 400kg a uma altura de, aproximadamente: a) 13,2m; b) 12,9m; c) 11,5m; d) 11,0m. 39) (UFCG/2010) A vida na Terra começou com seres vivos unicelulares e, com o passar do tempo, foi se complexificando, tornando-se mais or-ganizada. Considerando o ambiente em que a vida se desenvolveu na Terra como um sistema aberto, foram feitas algumas afirmativas no âm-bito da Termodinâmica: I. O desenvolvimento da vida na Terra exige uma revisão do Segundo Princípio da Termodinâmica, pois em qualquer sistema aberto a entropia sempre aumenta. II. O desenvolvimento da vida na Terra está de acordo com o Segundo Princípio da Termodinâmica, pois em qualquer sistema aberto a entropia sempre diminui. III. A auto-organização dos seres vivos contribui necessariamente para o aumento da entropia do resto do universo. Em relação ao valor de verdade das afirmativas, é correto afirmar que a) todas as afirmativas são verdadeiras. b) somente as afirmativas I e III são falsas. c) as afirmativas I e II são verdadeiras. d) apenas a afirmativa II é falsa. e) apenas a afirmativa III é verdadeira. 40) (UFCG/2010) As informações seguintes referem-se aos agrocombus-tíveis e, de seus dados, foi mantida apenas a ordem de grandeza. IN-FORMAÇÃO I: “Dados do IBGE, entre 1990 e 2006, revelam a redução da produção dos alimentos imposta pela expansão da área plantada de cana-de-açúcar. Verifica-se que ocorreu a redução de 105 hectares de feijão. Essa área reduzida poderia produzir 105 toneladas de feijão, ou seja, 12% da produção nacional.” INFORMAÇÃO II: [...] mantida a ex-pectativa de expansão da demanda mundial de álcool até 2015/17, a previsão de uma área requerida para cana-de-açúcar será de 107 hecta-res. INFORMAÇÃO III: Considerando o rendimento da fotossíntese, da qualidade do solo e outros condicionantes, a produtividade dos canaviais brasileiros pode ir a 102 toneladas de cana, por hectare, por ano. De ca-da tonelada de cana extraem-se 102 litros de álcool etílico com poder ca-lorífico de 107 cal/L. Construindo-se relações entre as informações dos textos pode-se afirmar que a) a área reduzida da produção de feijão proporciona armazenar 1011 ca-lorias no etanol. b) para máquinas térmicas de rendimento 20%, a massa de cana corres-pondente a um hectare que produzirá energia rejeitada para o meio am-biente é da ordem de 1 tonelada . c) se na dieta das pessoas, utilizam-se, em média, 10–4 tonelada de fei-jão, 1015 pessoas prejudicam-se com a redução da área de plantio. d) a energia liberada pela queima de etanol oriundo de uma tonelada ca-na pode fundir 1010kg de gelo a uma pressão atmosférica. e) para converter a energia correspondente ao acréscimo da demanda mundial de álcool citada, uma represa de 100m de altura deve ter, no mínimo, 1010kg de água disponível. 41) (UFSC/2010) Admita uma máqui-na térmica hipotética e ideal que fun-cione de acordo com o ciclo repre-sentado no gráfico de pressão versus volume (p × V). Sabendo que a trans-formação CD é adiabática, com base na primeira Lei da Termodinâmica e no gráfico acima, assinale a(s) propo-sição(ões) CORRETA(S). 01. A transformação BC é isotérmica. A energia absorvida pelo gás na forma de calor é transformada parcialmente em trabalho. 02. Na transformação AB o gás sofre uma expansão isobárica, realizan-do um trabalho de 1,6 kJ sobre a vizinhança. 04. Sabendo que a temperatura T2 vale 900 K, podemos afirmar que a temperatura T1 vale 1260 K e a pressão no estado C vale aproximada-mente 6,22.105 Pa. 08. Na transformação cíclica – ABCDEA – apresentada, a variação da energia interna é zero, ou seja, a temperatura não varia durante todo o ciclo.



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16. A transformação CD é uma compressão adiabática, onde a tempera-tura do gás diminui devido ao trabalho realizado sobre a vizinhança. 32. A transformação EA é isocórica. O aumento da temperatura do sis-tema, e consequentemente o aumento da energia interna, se deve ao ca-lor recebido da vizinhança. 42) (UFPB/2010) Certa quantidade de gás ideal monoatômico é levada do estado A para o estado C através de uma transformação isotérmica AB, seguida de uma transformação isobá-rica BC, como indicado no gráfico. No processo completo ABC, o gás rece-be 2J de calor do meio ambiente. Sabemos, também, que a variação da energia interna no processo BC é de 0,6J. Com relação às transforma-ções realizadas nesse processo, identifique as afirmativas corretas: I. A variação da energia interna no processo AB é nula. II. O trabalho realizado pelo gás no processo BC é de 0,4J. III. O trabalho realizado pelo gás no processo AB é de 1,0J. IV. A variação da energia interna no processo ABC é de 0,8J. V. O calor absorvido no processo BC é de 1J. 43) (UEPB/2010) A Revolução Industrial consistiu em um conjunto de mudanças tecnológicas com profundo impacto no processo produtivo em nível econômico e social. Iniciada na Inglaterra em meados do século XVIII, expandiu-se pelo mundo a partir do século XIX. James Hargrea-ves, 1764, na Grã-Bretanha, inventa a fiadora “spinning Jenny”, uma má-quina de fiar rotativa que permitia a um único artesão fiar oito fios de uma só vez.; James Watt, 1768, inventa a máquina a vapor; Gottlieb Daimler, 1885, inventou um motor a explosão etc. Acerca do assunto tratado no texto I, em relação às máquinas térmicas, de acordo com a segunda lei da Termodinâmica, podemos afirmar: I. Nenhuma máquina térmica operando em ciclos pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho. II. A segunda lei da Termodinâmica se aplica aos refrigeradores, porque esses transferem calor da fonte fria para a fonte quente. III. O rendimento de uma máquina térmica que opera em ciclos pode ser de 100%. Após a análise feita, verifica-se que é(são) correta(s) apena(s) a(s) pro-posição(ões) a) II e III. b) II. c) III. d) I. e) I e II. 44) (UEPB/2010) Uma criança que gostava muito de brigadeiro decidiu fazer este doce, e para isso começou a separar os ingredientes e utensí-lios. Inicialmente pegou a lata de leite condensado, o chocolate em pó e a margarina, depois uma panela e colher de aço e um abridor de latas. A criança fez um furo na lata, a fim de fazer escoar para a panela o leite condensado. Sua mãe, ao ver aquela atitude, sugeriu que o filho fizesse outro furo, na lata, pois assim ele conseguiria retirar aquele líquido com mais facilidade. Ao levar a panela ao fogo para mexer o brigadeiro, a cri-ança sentiu que, depois de alguns minutos, o cabo da colher tinha se a-quecido e reclamou: “Mãe, a colher está queimando a minha mão”. En-tão, sua mãe pediu que ele fizesse uso de uma colher de pau, para evitar uma queimadura. Sobre o aquecimento da colher evidenciado na recla-mação da criança de que sua mão estava queimando, podemos afirmar que a) com a colher de pau, que é um excelente isolante térmico, esta aque-ce-se mais rápido que a colher de aço. b) acontece porque as partículas que constituem a colher criam corren-tes de convecção, aquecendo-a por inteiro, de uma extremidade à outra. c) devido a irradiação a colher se aquece por inteiro, de uma extremida-de à outra. d) com a colher de pau, que é um excelente condutor térmico, esta a-quece-se mais rápido que a colher de aço. e) acontece porque as partículas que constituem a colher passam a con-duzir de uma extremidade a outra o calor ali absorvido.

LISTA 07 – GABARITO: 01) 07 02) A 03) a) Quando despejou-se a água com temperatura ambiente, na jarra fechada, fez-se a pressão interna do recipiente diminuir e, as-sim, abaixou-se o ponto de ebulição da água em alguns graus, fa-zendo-a ferver novamente. b) A uma altitude superior, a pressão atmosférica seria menor; as-sim, a temperatura de ebulição da água iria diminuir. 04) B

05) C 06) 23 07) 13 08) B 09) D 10) a) O ciclo se inicia com a compressão adiabática a→b seguida, respectivamente, das transformações isovolumétrica b→c, expan-são adiabática c→d e isovolumétrica d→a . b) 120 J 11)a) Tf = 525K b) ΔU=225J

12) 34

UU

B

A =

13) a) Considerando que o gás se comporta como um gás ideal, a sua temperatura T, para um número constante de mols, é diretamen-te proporcional ao produto da pressão P pelo volume V. Logo, T α P.V. O ponto L possui maior pressão e volume que o K, logo, possui maior temperatura. b) Ao longo do ciclo, há realização de trabalho positivo – aumento no volume – e negativo – redução no volume. O trabalho líquido – soma do trabalho positivo e do negativo – corresponde a área inter-na do ciclo e é positivo. c) Não é possível. Durante a realização do ciclo, é necessária a libe-ração de energia na forma do fluxo de calor do gás para o meio. Es-sa energia liberada não pode ser nula – 2ª Lei da Termodinâmica – e corresponde à diferença entre o calor fornecido e o trabalho líquido ao longo de um ciclo. 14) C 15) a) V = 50 m3. b) o gás sofreu uma expansão Vf = 83 m3. c) 3,3 MJ. 16) 31 17) C 18) D 19) E 20) D 21) C 22) D 23) C 24) a) WAB = 0 pois p processo é isocórico b) TA = 300K, TB = 900K e TC = 600K c) QAB = 3000J e QCA = –2250J 25) 27 26) A 27) E 28) A 29) B 30) D 31) B 32) E 33) C 34) A 35) E 36) D 37) a) W = −Área = −125 kJ b) Opera como um refrigerador porque está sendo realizado traba-lho sobre o sistema (trabalho negativo). c) TC = 1500 K 38) B 39) E 40) B 41) 38 42) I, II, III, V 43) E 44) E

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