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TERMOLOGIA – SELEÇÃO – 3ª SÉRIE

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1. (Uece 2016) O gasto de energia pelo corpo humano depende da atividade física em

execução. Ficar sentado consome de 3 a 7 kJ min, em pé há um gasto de 6 a 10 kJ min,

caminhar consome de 5 a 22 kJ min e jogar voleibol faz uso de 14 a 39 kJ min.

Considerando as taxas máximas de consumo energético, pode-se dizer corretamente que

as atividades que mais preservam recursos energéticos no organismo são, em ordem

crescente:

a) sentado, em pé, caminhada, voleibol.

b) voleibol, caminhada, em pé, sentado.

c) sentado, em pé, voleibol, caminhada.

d) voleibol, caminhada, sentado, em pé.

2. (G1 - ifpe 2016) No preparo de uma xícara de café com leite, são utilizados

150 mL (150g) de café, a 80 C, e 50 mL (50g) de leite, a 20 C. Qual será a temperatura

do café com leite? (Utilize o calor específico do café = calor específico do leite

1,0 cal/ g C)

a) 65 C

b) 50 C

c) 75 C

d) 80 C

e) 90 C

3. (Uerj 2016) Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determinou o

equivalente mecânico do calor: 1cal 4,2 J. Para isso, ele utilizou um dispositivo em

que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente.

Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em

movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de 2 C em 100 g

de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um

corpo de massa igual a 10 kg ao cair em queda livre de uma determinada altura.

Essa altura, em metros, corresponde a:

a) 2,1

b) 4,2


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c) 8,4

d) 16,8

4. (Puccamp 2016) Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico

do calor recebe 250 J de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que

acabam por sofrer elevação de 0,50 C de sua temperatura.

Adote 1cal 4,2 J e águac 1,0 cal g C.

O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de

a) 16%.

b) 19%.

c) 67%.

d) 81%.

e) 84%.

5. (Uern 2015) A temperatura interna de um forno elétrico foi registrada em dois

instantes consecutivos por termômetros distintos – o primeiro graduado na escala

Celsius e o segundo na escala Kelvin. Os valores obtidos foram, respectivamente, iguais

a 120 C e 438K. Essa variação de temperatura expressa em Fahrenheit corresponde a

a) 65 F.

b) 72 F.

c) 81 F.

d) 94 F.

6. (Imed 2015) Uma temperatura é tal que 18 (dezoito) vezes o seu valor na escala

Celsius é igual a 10 (menos dez) vezes o seu valor na escala Fahrenheit. Determine

essa temperatura.

a) 8 F.

b) 16 F.

c) 32 F.

d) 64 F.

e) 128 F.


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7. (Pucrj 2015) Um gás ideal sofre uma compressão isobárica tal que seu volume se

reduz a 2 3 do inicial.

Se a temperatura inicial do gás era de 150 C, a temperatura final, em C, é:

a) 225

b) 50,0

c) 100

d) 9,00

e) 392

8. (Enem 2015) Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha

a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só

consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual.

A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o (a)

a) volume de ar dentro da geladeira diminuiu.

b) motor da geladeira está funcionando com potência máxima.

c) força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta.

d) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa.

e) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser

aberta.

9. (Mackenzie 2015)


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O diagrama acima mostra as transformações sofridas por um gás ideal do estado A ao

estado B. Se a temperatura no estado inicial A vale AT 300K, então a temperatura no

estado B vale

a) 600 K

b) 800 K

c) 750 K

d) 650 K

e) 700 K

10. (Unesp 2015) Dois copos de vidro iguais, em equilíbrio térmico com a temperatura

ambiente, foram guardados, um dentro do outro, conforme mostra a figura. Uma pessoa,

ao tentar desencaixá-los, não obteve sucesso. Para separá-los, resolveu colocar em

prática seus conhecimentos da física térmica.

De acordo com a física térmica, o único procedimento capaz de separá-los é:

a) mergulhar o copo B em água em equilíbrio térmico com cubos de gelo e encher o

copo A com água à temperatura ambiente.

b) colocar água quente (superior à temperatura ambiente) no copo A.

c) mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente) e deixar o

copo A sem líquido.

d) encher o copo A com água quente (superior à temperatura ambiente) e mergulhar o

copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente).

e) encher o copo A com água gelada (inferior à temperatura ambiente) e mergulhar o

copo B em água quente (superior à temperatura ambiente).


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11. (Uern 2015) A tabela a seguir apresenta os coeficientes de dilatação linear de

alguns metais:

Metais Coeficiente de dilatação linear

1( C )

ferro 612 10

cobre 617 10

alumínio 622 10

zinco 626 10

Uma placa de metal de área 21m a 20 C é aquecida até atingir 100 C apresentando uma

variação de 235,2cm em sua área. O metal que constitui essa placa é o

a) ferro.

b) cobre.

c) zinco.

d) alumínio.

12. (G1 - cps 2015) Um dos materiais que a artista Gilda Prieto utiliza em suas

esculturas é o bronze. Esse material apresenta calor específico igual a 0,09cal / (g C),

ou seja, necessita-se de 0,09 caloria para se elevar em 1 grau Celsius a temperatura de

1 grama de bronze.


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Se a escultura apresentada tem uma massa de bronze igual a 300 g, para que essa massa

aumente sua temperatura em 2 C, deve absorver uma quantidade de calor, em calorias,

igual a

a) 6.

b) 18.

c) 27.

d) 36.

e) 54.

13. (Uern 2015) Um corpo constituído por uma substância cujo calor específico é

0,25cal / g C absorve de uma fonte térmica 5.000cal. Sendo a massa do corpo igual a

125g e sua temperatura inicial de 20 C, então a temperatura atingida no final do

aquecimento é de

a) 150 C.

b) 180 C.

c) 210 C.

d) 250 C.

14. (G1 - ifsul 2015) Quando um patinador desliza sobre o gelo, o seu movimento é

facilitado porque, enquanto ele anda, o gelo transforma-se em água líquida, o que faz

com que diminua o atrito entre os patins e o gelo.

Se o gelo encontra-se a uma temperatura inferior a 0 C, a água líquida é formada pela

passagem do patinador porque

a) a temperatura do gelo aumenta devido ao movimento relativo entre os patins e o gelo.

b) o aumento da pressão sobre o gelo imposta pela lâmina dos patins diminui o ponto de

fusão do gelo.

c) o aumento da pressão sobre o gelo imposta pela lâmina dos patins aumenta o ponto

de fusão do gelo.

d) a temperatura do gelo não varia devido ao movimento relativo entre os patins e o

gelo.


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15. (G1 - cps 2015) O calor é a transferência de energia térmica entre corpos com

temperaturas diferentes. O calor flui naturalmente de um corpo A para um corpo B,

desde que o corpo A tenha __________________ que o corpo B.

A expressão que completa de modo correto essa afirmação é

a) maior volume.

b) maior densidade.

c) maior temperatura.

d) menor calor específico.

e) menor capacidade térmica.

16. (Cefet MG 2015) Estudantes de uma escola participaram de uma gincana e uma das

tarefas consistia em resfriar garrafas de refrigerante. O grupo vencedor foi o que

conseguiu a temperatura mais baixa. Para tal

objetivo, as equipes receberam caixas idênticas de isopor sem tampa e iguais

quantidades de jornal, gelo em cubos e garrafas de refrigerante. Baseando-se nas formas

de transferência de calor, indique a montagem que venceu a tarefa.

a)

b)

c)

d)


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e)

17. (Cefet MG 2015) A FIG. 1(a) mostra como duas barras de materiais diferentes

estão fixas entre si e a um suporte e a FIG. 1(b) mostra essas mesmas barras, após terem

sofrido uma variação de temperatura T.Δ

Sabendo-se que os coeficientes médios de expansão linear dessas barras são 1α e 2,α é

correto afirmar que

a) Se 1 2,α α então T 0.Δ

b) Se 1 2,α α então T 0.Δ

c) Se 1 2,α α então T 0.Δ

d) T 0,Δ independentemente de 1α e 2.α

e) T 0,Δ independentemente de 1α e 2.α

18. (Pucrs 2014) Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de

imersão, dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o

uso de resistores elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na

razão de 500 calorias por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água,

da temperatura de 20 C para 80 C. Considerando que toda a energia transferida é

aproveitada no aquecimento da água e sabendo que o calor específico da água é

c 1,0 cal / g C, o tempo necessário para atingir 80 C é igual a

a) 60 s

b) 68 s

c) 75 s


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d) 84 s

e) 95 s

19. (Uerj 2014) Observe na tabela os valores das temperaturas dos pontos críticos de

fusão e de ebulição, respectivamente, do gelo e da água, à pressão de 1 atm, nas escalas

Celsius e Kelvin.

Pontos críticos Temperatura

°C K

Fusão 0 273

Ebulição 100 373

Considere que, no intervalo de temperatura entre os pontos críticos do gelo e da água, o

mercúrio em um termômetro apresenta uma dilatação linear.

Nesse termômetro, o valor na escala Celsius correspondente à temperatura de 313 K é

igual a

a) 20

b) 30

c) 40

d) 60

20. (G1 - ifce 2014) Ao tomar a temperatura de um paciente, um médico do programa

Mais Médicos só tinha em sua maleta um termômetro graduado na escala Fahrenheit.

Após colocar o termômetro no paciente, ele fez uma leitura de 104°F. A correspondente

leitura na escala Celsius era de

a) 30.

b) 32.

c) 36.

d) 40.

e) 42.


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Gabarito:

Resposta da questão 1: [B]

Uma questão mais de interpretação de texto do que de física propriamente dita. É

pedido para classificar, em ordem decrescente as atividades que mais preservam os

recursos energéticos do no organismo. Em outras palavras, é ordenar as atividades da

atividade que mais consome energia do organismo para a que menos consome. Logo,

alternativa [B].

Resposta da questão 2: [A]

café leite café leiteQ Q 0 m c m c

150 1 T 80 50 1 T 20 0 3T 240 T 20 0 4T 260

T 65 C.

Δθ Δθ

Resposta da questão 3: [C]

De acordo com o enunciado, temos que o calor fornecido à água é igual a variação de

energia cinética de um corpo de 10 kg ao cair em queda livre. Utilizando os dados

fornecidos no enunciado, para calcular o calor fornecido à água.

Q m c T

Q 100 1 2

Q 200 cal

Δ

Como a energia potencial é dada em joules e sabendo que 1cal 4,2 J.

Q 200 4,2

Q 840 J

Por fim, temos que:


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ipQ E

840 m g h

840h

10 10

h 8,4 m

Resposta da questão 4: [E]

Para calcular o rendimento deste dispositivo, é preciso descobrir quanto de energia é

necessário para elevar a quantidade de água dada em 0,5 °C. Assim,

Q m c T

Q 100 1 0,5

Q 50 cal

ou

Q 50 4,2

Q 210 J

Δ

Assim,

210

250

84 %

η

η


Transformando a primeira temperatura para a escala Kelvin, teremos que:

K C

K

K

1 1

1

1

T T 273

T 120 273

T 393 K

Assim, a variação de temperatura em Kelvin é dada pela diferença entre as duas

temperaturas.

K

K

T 438 393

T 45 K

Δ

Δ

Utilizando a relação existente entre a variação de temperatura em Kelvin e Fahrenheit:


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K F

F

F

T T

5 9

45 9T

5

T 81 F

Δ Δ

Δ

Δ


Sabe-se que,

18 C 10 C

10 FC

18

Assim,

C F 32

5 9

10 F 5 F 160

18 9

10 F 10 F 320

20 F 320

F 16 F

Resposta da questão 7: [D]

Para um processo isobárico:

1 2

1 2

1 1

2

2

2

V V

T T

V 2V / 3

150 273 T

2 150 273T 282 K

3

T 282 273 9 C


Quando a geladeira é aberta, ocorre entrada de ar quente e saída de ar frio. Após fechar

a porta, esse ar quente, inicialmente à temperatura 0T e à pressão atmosférica 0p , é

resfriado a volume constante, à temperatura T.


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Da equação geral dos gases:

0 0 0

0 0

p V pp V p .

T T T T

Se 0 0T T p p , a pressão do ar no interior da geladeira é menor que a pressão

externa, dificultando a abertura da porta.


Aplicando a lei geral dos gases:

A A B BB

A B B

B

p V p V 8 1 4 5 300 20 T

T T 300 T 8

T 750 K.


Enchendo o copo A com água gelada ele sofre contração e mergulhando o copo B em

água quente ele sofre dilatação, criando uma folga entre eles, possibilitando a separação.


Sabendo que a dilatação superficial de uma placa é dada por

oA A TΔ β Δ

Na qual β é o coeficiente de dilatação superficial que é igual a 2 vezes o coeficiente de

dilatação linear ( ).α Assim,

o

4

4

6 1

A A T

35,2 10 1 2 80

35,2 10

160

22 10 C

Δ β Δ

α

α

α

Desta fora, analisando a tabela fornecida, fica claro que a placa é feita de alumínio.


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Q m c 300 0,09 2 Q 54 cal.Δθ


Utilizando os dados fornecidos pelo enunciado e os conhecimentos acerca de calor

sensível, temos que:

f

f

f

f

Q m c T

5000 125 0,25 T 20

5000T 20

125 0,25

T 20 160

T 180 C

Δ


A temperatura de mudança de fase de uma substância depende da pressão. Para a água,

o aumento de pressão diminui o ponto de fusão. No caso, o aumento de pressão devido

aos patins diminui a temperatura de fusão do gelo, ocorrendo o derretimento


O calor é uma forma de energia térmica em trânsito entre dois corpos de temperaturas

diferentes, ocorrendo sempre no sentido do corpo de maior temperatura para o corpo de

menor temperatura.


O jornal (papel) é um mau condutor térmico, ou seja, um bom isolante térmico. Diante

disto, para evitar a troca de calor entre o ambiente externo e o sistema proposto, o ideal

é montar o sistema com o jornal no topo, funcionando como uma tampa.

Como o ar frio é mais denso do que o ar quente e consequentemente ficará concentrado

no fundo do isopor, o gelo deve ficar por cima do refrigerante.


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Logo, resposta correta é a alternativa [E].


Pelas ilustrações do enunciado, é fácil notar que a barra 1 dilatou mais que a barra 2. Se

a dilatação linear é dada por,

0L L TΔ α Δ

Como 0L e TΔ são iguais para as duas barras, então:

1 2α α

E como o tamanho aumentou T 0.Δ

Resposta da questão 18: [A]

Dados: 0 20 C; 80 C; m 500 g; P 500 cal / s; c 1 cal / g C.θ θ

Aplicando a definição de potência:

500 1 80 20m cQ QP t t 60 s.

t P P 500

ΔθΔ Δ

Δ


Da relação entre essas duas escalas:

C K CT T 273 313 273 T 40 C.


Fazendo a conversão:

C C CFC

32 104 32 72 40 °C.

5 9 5 9 5 9

θ θ θθθ

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