Questõessobre Física Térmica - Termologia

    Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.

Em virtude de um acordo firmado pelo Brasil e outros 140 países na convenção de Minamata em 2013, o uso de mercúrio na fabricação de vários produtos está sendo eliminado, pois oferece riscos à saúde e ao meio ambiente. Desde o dia primeiro de janeiro de 2019, a importação, fabricação e comercialização de termômetros que utilizam mercúrio está proibida no Brasil. Para quem possui um termômetro desses em casa, o uso doméstico poderá ser feito desde que o usuário mantenha os devidos cuidados para que não ocorra a quebra desse instrumento. Ao fazer uso de um termômetro de mercúrio defeituoso, o proprietário notou que o mesmo indicava 5 °C para o ponto de fusão do gelo e 99 °C para o ponto de vapor. Quando esse termômetro defeituoso aferir a temperatura de 52 °C, a temperatura correta, em °C, corresponderá a

    Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno. 

    No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.

VIVEIROS, M. Ilhas de calor afastam chuvas de represas. Disponível em: www2.feis.unesp.br.

Acesso em: 3 dez. 2019 (adaptado).

Esses mecanismos são, respectivamente, 

    Na montagem de uma cozinha para um restaurante, a escolha do material correto para as panelas é importante, pois a panela que conduz mais calor é capaz de cozinhar os alimentos mais rapidamente e, com isso, há economia de gás. A taxa de condução do calor depende da condutividade k do material, de sua área A, da diferença de temperatura ΔT e da espessura d do material, sendo dada pela relação  . Em panelas com dois materiais, a taxa de condução é dada por ,   em que d1 e d2 são as espessuras dos dois materiais, e k1 e k2 são as condutividades de cada material. Os materiais mais comuns no mercado para panelas são o alumínio (k = 20 W/m K), o ferro (k = 8 W/m K) e o aço (k = 5 W/m K) combinado com o cobre (k = 40 W/m K).

Compara-se uma panela de ferro, uma de alumínio e uma composta de 1/2 da espessura em cobre e 1/2 da espessura em aço, todas com a mesma espessura total e com a mesma área de fundo.

A ordem crescente da mais econômica para a menos econômica é

A seguir estão descritos três processos de transmissão de calor, I, II e III:

I. transferência de calor por meio de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz, podendo ocorrer mesmo no vácuo.

II. transferência de calor dentro de um fluido por meio do movimento do próprio fluido.

III. transferência da energia cinética dos átomos e moléculas por colisões entre átomos e moléculas vizinhas.

Na figura, estão representados os três processos descritos, identificados pelas letras A, B e C.

Assinale a alternativa que apresenta a relação entre os números que descrevem os processos e as letras que os representam na figura.

A máquina de Carnot é um sistema que, se pudesse ser construído, produziria o maior rendimento possível ao operar em ciclos entre duas temperaturas fixas, T1 e T2 , sendo T1 a temperatura absoluta da fonte quente, de onde viria a energia térmica para seu funcionamento, e T2 a temperatura absoluta da fonte fria, para onde seria rejeitado o calor não transformado em energia mecânica pela máquina.

Sabendo que o rendimento (η) da máquina de Carnot é calculado por η=1 - T2/T1 pode-se afirmar que esse rendimento

Uma escala termométrica R foi criada para uso em laboratório. Nela, o valor de 0 °R equivale à temperatura de –20 °C e o valor de 100 °R equivale à temperatura de 40 °C.

Nessa escala, a temperatura de 66 °R, corresponde à temperatura de

Em uma fábrica de artefatos para festa, as bexigas são infladas com o gás hélio armazenado em um cilindro rígido de volume 0,2 m³ sob pressão de 192 atm. Sabendo que o volume de cada bexiga é de 0,032 m³, que dentro de cada uma delas o gás fica submetido a uma pressão de 1,2 atm e considerando a mesma temperatura do gás no cilindro e nas bexigas, o número de bexigas que podem ser infladas com o gás contido no cilindro é

De acordo com as informações, para que o termostato funcione corretamente, é necessário que

Um recipiente graduado de vidro, de volume interno igual a 800 cm3 , contém certa quantidade de glicerina, ambos a 20 ºC, temperatura para a qual o recipiente foi calibrado. Aquecendo-se o conjunto, nota-se que a indicação do volume de glicerina no interior do recipiente não se altera enquanto a substância estiver no estado líquido. Sendo os coeficientes de dilatação volumétrica do vidro e da glicerina, respectivamente, iguais a 3,0 × 10–5 ºC–1 e 5,0 × 10–4 ºC–1 , a quantidade de glicerina no recipiente, a temperatura de 20 ºC, é igual a

Certa massa de gás ideal sofreu três transformações. A primeira, AB, foi isotérmica, a segunda, BC, foi isovolumétrica e a terceira, CA, foi isobárica, como mostra a figura.

Considerando-se que o calor absorvido pelo gás seja positivo, que o calor cedido seja negativo, que o trabalho realizado pela força aplicada pelo gás no meio exterior seja positivo e que o trabalho realizado pela força aplicada pelo meio exterior sobre o gás seja negativo, montou-se o quadro a seguir.

Completam, respectivamente, as células X, Y e Z do quadro:

Dois objetos de materiais, massas e temperaturas diferentes foram colocados no interior de um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível e, após certo tempo, atingiram o equilíbrio térmico. É indubitável que, ao fim desse processo,

Um disco circular é recortado de uma chapa metálica homogênea e de espessura desprezível que está inicialmente a uma temperatura θ0 . Depois de retirado o disco, a chapa furada é aquecida a uma temperatura θ1 > θ0 , enquanto o disco permanece à temperatura θ0 . Após o aquecimento da chapa, pode-se afirmar que o disco

O gráfico a seguir descreve a mudança no comprimento em função da variação da temperatura em uma barra metálica.

Se essa barra possuir inicialmente 5,0 metros, o seu coeficiente de dilatação, em 10-5 °C-1, será de

1. O trecho que vai do ponto A para o ponto B corresponde a uma expansão isotérmica, porque a temperatura permanece constante (Tq). Nesse trecho, o sistema retira calor (Qq) de uma fonte quente, realizando trabalho (W).

2. O trecho que vai do ponto B para o ponto C corresponde a uma expansão adiabática, porque não há troca de calor (Q). Nesse trecho, a temperatura do sistema é reduzida de Tq para Tf e o sistema realiza trabalho (W).

3. O trecho que vai do ponto C para o ponto D corresponde a uma compressão isotérmica, porque a temperatura permanece constante (Tf). Nessse trecho, há transferência de calor (Qf) para uma fonte fria e o trabalho (W) é realizado sobre o sistema.

4. O trecho que vai do ponto D para o ponto A corresponde a uma compressão adiabática, porque não há troca de calor (Q). Nesse trecho, a temperatura do sistema é aumentada de Tf para Tq e o trabalho (W) é realizado sobre o sistema.

A segunda lei da Termodinâmica afirma, em sucintas palavras, que não há a possibilidade de converter integralmente calor em trabalho. Esquematicamente, a figura abaixo revela como funciona u’a máquina térmica.

Considerando-se que o trabalho realizado nessa máquina valha 1,2 kJ e que a parte energética rejeitada para a fonte fria valha dois quintos da recebida da fonte quente, é correto afirmar que o rendimento da máquina retratada na figura e a parte energética rejeitada (em kJ) valem, respectivamente,

Uma escala de temperatura foi criada e batizada com o nome “Escala Mackenzie (ºM)”. Como parâmetros, foram atribuídas as temperaturas de -5 ºM e 245 ºM para os pontos de fusão e ebulição da água a nível do mar, respectivamente. A situação descrita acima pode ser observada a partir do gráfico abaixo, que relaciona a escala Mackenzie com a escala Celsius.

A temperatura, na escala Celsius (ºC), que corresponde a 45 ºM é de

A constante calorífica de derretimento do gelo, sob pressão atmosférica padrão, é cerca de 80cal/g. Isto significa que para derreter cada grama de gelo à 0 graus Celcius sob pressão atmosférica padrão é necessário transferir para ele 80cal de energia térmica. A quantidade de energia térmica necessária para derreter 11g de gelo à 0 graus Celcius sob pressão padrão é cerca de:

De acordo com a primeira lei da termodinâmica se, durante um processo isotérmico sofrido por um gás ideal de massa fixa. o gás libera uma quantidade de calor cujo módulo é de 50cal então a variação de energia interna e o trabalho realizado pelo gás neste processo são, respectivamente: