Exercícios: Termologia Termodinâmica (1ª Lei)
Com spoilers!
(Mack-SP) A indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excede em 2 unidades o dobro da correspondente indicação na escala Celsius. Essa temperatura é:
a) 300 °C
b) 170 °C
c) 150 °C
d) 100 °C
e) 50 °C
Na figura, P é uma ponte que deve permanecer horizontal sob qualquer temperatura. A e B são pilares que sustentam a ponte apoiando-se num terreno em desnível.
Pode-se afirmar que:
a) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação maior que o do pilar B.
b) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação igual ao do pilar B.
c) É necessário que o pilar A seja feito de um material de coeficiente de dilatação menor que o do pilar B.
d) Não faz diferença a relação entre os coeficientes de dilatação dos materiais de A e de B, pois a ponte manterá seu nivelamento sempre.
e) É impossível estabelecer a relação entre os coeficientes de dilatação dos materiais de A e de B, pois faltam dados quantitativos.
Um bloco de certo material tem seu volume dilatado de 200 𝑐𝑚3 para 206 𝑐𝑚3 quando sua temperatura aumenta de 20 °C para 520 °C. Se um fio desse mesmo material, tendo 100 cm de comprimento a 20 °C, for aquecido até a temperatura de 520 °C, então seu comprimento, em cm, valerá:
a) 101
b) 102
c) 103
d) 106
e) 112
(F. E. Santos-SP) O gráfico ao lado representa a quantidade de calor absorvida por dois corpos, M e N, de massas iguais, em função da temperatura. A razão entre os calores específicos dos corpos M e N é:
a) 0,5
b) 1,0
c) 2,5
d) 2,0
e) 4,0
(UFU-MG) É dada a tabela abaixo de cinco substâncias que inicialmente estão à mesma temperatura. Se fornecermos a mesma quantidade de calor às cinco substâncias, qual atingirá maior temperatura?
(Furg-RS) Um bloco de gelo, inicialmente com 40 kg, desliza a 5 m/s horizontalmente em uma superfície, até que chega ao repouso devido ao atrito. Assuma que todo o calor gerado no atrito é utilizado para derreter o gelo. Quanto de gelo é derretido? O calor latente de fusão do gelo vale 330 kJ/kg, e o calor específico do gelo vale 2.220 J/(kg · K).
a) 1,5 kg
b) 30 g
c) 1,5 g
d) 5 kg
e) 40 kg
(UCPR-PR) Um corpo de massa 300 g é aquecido através de uma fonte cuja potência é constante e igual a 400 cal/min. O gráfico ilustra a variação da temperatura num determinado intervalo de tempo. Qual o calor específico da substância que constitui o corpo?
a) 2 cal/g °C
b) 20 cal/ g°C
c) 1/3 cal/ g°C
d) 1 cal/ g°C
e) 0,5 cal/ g°C
(PUCCamp-SP) A tabela a seguir apresenta o valor calórico de quantidades de alimentos vitais que aparecem normalmente em dietas. A quantidade de calorias de nossa alimentação será função da quantidade que consumirmos de cada alimento.
Uma caloria é a quantidade de calor necessária para aquecer 1 grama de água de 1 grau Celsius. Para aquecer 200 g de água de 20 °C a 80 °C, necessita-se de uma quantidade de calor equivalente ao valor calórico de:
a) 60 g de banana.
b) 60 g de tomate.
c) 60 g de maçã.
d) 100 g de alface.
e) 100 g de pão integral.
Alimentos Quantidade (g) kcal
Banana 60 69
Maçã 100 64
Alface 20 4
Tomate 100 20
Feijão 25 88
Pão Integral 60 100
(Mack-SP) Um termômetro mal graduado na escala Celsius indica para a água, à pressão normal, o valor de 1 °C para a fusão e 99 °C para ebulição. A única temperatura correta que esse termômetro poderá indicar é de:
a) 45 °C
b) 47 °C
c) 50 °C
d) 53 °C
e) 55 °C
(ITA-SP) O ar dentro de um automóvel fechado tem massa de 2,6 kg e calor específico de 720 J/kg · °C. Considere que o motorista perde calor a uma taxa constante de 120 joules por segundo e que o aquecimento do ar confinado se deva exclusivamente ao calor emanado pelo motorista. Quanto tempo levará para a temperatura variar de 2,4 °C a 37 °C?
a) 540 s
b) 480 s
c) 420 s
d) 360 s
e) 300 s
𝑄 = 2,6 𝑘𝑔 × 720 𝐽
𝑘𝑔 ∙ ℃× 37 − 2,4 ℃
𝑄 = 2,6 × 720 × 34,6 𝐽 𝑄 = 64771,2 𝐽
𝜙 =𝑄
∆𝑡
120 𝐽
1 𝑠=
64771,2 𝐽
∆𝑡
∆𝑡 = 539,76 𝑠 ≈ 540 𝑠
(FGV-SP) O vaporizador é um aparelho que permite aumentar a umidade do ar em um ambiente. A vaporização ocorre por intermédio de um resistor, que permanece ligado enquanto estiver em contato com a água. Uma vez esgotada essa água, o aparelho se desliga automaticamente. Um desses vaporizadores, contendo 200 mL de água, inicialmente a 20 °C, permaneceu funcionando, ininterruptamente, por 2 h até se desligar. Considerando que toda a energia dissipada pelo resistor é transferida para a água, que todo o vapor produzido é lançado para o ambiente e que a vaporização ocorre à temperatura de ebulição, pode-se concluir que a potência do aparelho, medida em W, é, aproximadamente:
Dados:
Calor específico da água = 1 cal/g · °C;
Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g;
Densidade da água = 1 g/mL;
Temperatura de vaporização da água = 100 °C;
1 cal = 4 J.
a) 32
b) 46
c) 69
d) 78
e) 84
(FEI-SP) Quanto à primeira lei da termodinâmica, podemos afirmar que:
a) a troca de calor com o meio exterior é igual ao trabalho realizado no processo menos a variação da energia interna.
b) o trabalho realizado no processo é igual ao calor trocado com o meio exterior mais a variação da energia interna.
c) a variação da energia interna é igual ao calor trocado com o meio exterior mais o trabalho realizado no processo.
d) o calor trocado com o meio exterior é igual ao trabalho realizado no processo mais a variação da energia interna.
e) o trabalho realizado no processo é igual ao calor trocado com o meio exterior.
(Cesesp-PE) A 18 °C e 765 mm de mercúrio, 1,29 litro de um gás ideal tem massa 2,71 gramas. A massa molar do gás vale, aproximadamente, em g/mol:
a) 30
b) 40
c) 50
d) 60
e) 20
(UFMA-MA) Considere 2 mols de um gás ideal contidos dentro de um recipiente. Este gás passa por uma transformação que o leva do estado A para o estado B, representada no gráfico a seguir. Determine a variação de energia interna ΔU sofrida pelo gás ao longo do processo A → B.
Dados: 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 (lei geral dos gases)
𝐸 =3
2𝑛𝑅𝑇 (energia cinética de um gás)
𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 · 𝐾
Sob pressão de 1 · 105 𝑁/𝑚², 8 mols de um gás ideal ocupam volume de 0,050 𝑚³. Sendo 𝑅 = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 · 𝐾, determine:
a) a temperatura em que se encontra o gás;
b) a energia cinética total de suas moléculas;
c) a variação sofrida por essa energia cinética quando a temperatura se eleva a 150 °C.
(PUCCamp-SP) Um recipiente rígido contém gás perfeito sob pressão de 3 atm. Sem deixar variar a temperatura, são retirados 4 mols do gás, fazendo com que a pressão se reduza a 1 atm. O número de mols existente inicialmente no recipiente era:
a) 6
b) 8
c) 10
d) 12
e) 16
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