Termologia I

01. (Enem 2024) A tirinha ilustra esquimós dentro de um iglu, habitação de formato hemisférico construída durante o inverno a partir de neve ou blocos de gelo. Essa estrutura de construção se justifica pelo fato de esse povo habitar as regiões mais setentrionais da Groenlândia, Canadá e Alasca.

Na tirinha, a geladeira é necessária para fazer gelo porque

1. a temperatura interna do iglu é maior que a de solidificação da água.
2. a umidade dentro do iglu dificulta o processo de mudança de fase da água.
3. o ar dentro do iglu é isolante térmico, dificultando a perda de calor pela água.
4. a temperatura uniforme no interior do iglu impede as correntes de convecção.
5. a pressão do ar no interior do iglu é baixa, dificultando a solidificação da água.

02. (Enem 2024) Um estudante comprou uma cafeteira elétrica de 700 W de potência e com capacidade de 0,5 L de água (500 g). Enquanto o café estava em preparação na capacidade máxima da cafeteira, ele marcou que demorou 3 minutos para a cafeteira ferver toda a água (100 °C) a partir da temperatura ambiente de 20 °C. Em seguida, para avaliar a eficiência da cafeteira, ele calculou esse tempo desprezando quaisquer perdas energéticas. É necessária 1 cal (4,2 J) para elevar em 1 °C a temperatura de 1 grama de água.

Qual a eficiência energética calculada pelo estudante?

1. 100%
2. 75%
3. 60%
4. 7,5%
5. 5,1%

03. (Enem 2024) Aquecedores solares são equipamentos utilizados para o aquecimento de água pelo calor do Sol. São compostos por coletores solares, nos quais ocorre o aquecimento da água, e por um reservatório térmico, em que é armazenada a água quente para ser utilizada posteriormente. A figura ilustra esquematicamente como funciona esse equipamento.

O processo pelo qual ocorre transferência de calor dos coletores solares para o reservatório térmico é a

1. difusão.
2. absorção.
3. condução.
4. irradiação.
5. convecção.

04. (Enem 2024) O diagrama P-V a seguir representa o ciclo de Otto para um motor de combustão interna, como os motores a gasolina ou a etanol, utilizados nos automóveis.

As etapas representadas no diagrama estão descritas no quadro.

A transformação da energia térmica em energia útil ocorre na etapa

1. II.
2. III.
3. IV.
4. V.
5. VI.

05. (Enem 2023) Em uma indústria alimentícia, para produção de doce de leite, utiliza-se um tacho de parede oca com uma entrada para vapor de água a 120 °C e uma saída para água líquida em equilíbrio com o vapor a 100 °C. Ao passar pela parte oca do tacho, o vapor de água transforma-se em líquido, liberando energia. A parede transfere essa energia para o interior do tacho, resultando na evaporação de água e consequente concentração do produto.

No processo de concentração do produto, é utilizada energia proveniente

1. somente do calor latente de vaporização.
2. somente do calor latente de condensação.
3. do calor sensível e do calor latente de vaporização.
4. do calor sensível e do calor latente de condensação.
5. do calor latente de condensação e do calor latente de vaporização.

06. (Enem 2023) O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados em relação à pressão do ar no interior dos pneus. Recomenda-se que a pressão seja verificada com os pneus frios (à temperatura ambiente). Um motorista, desatento a essa informação, realizou uma viagem longa sobre o asfalto quente e, em seguida, verificou que a pressão P0 no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era T0. Após um longo período em repouso, os pneus do carro atingiram a temperatura ambiente T. Durante o resfriamento, não há alteração no volume dos pneus e na quantidade de ar no seu interior. Considere o ar dos pneus um gás perfeito (também denominado gás ideal).

Durante o processo de resfriamento, os valores de pressão em relação à temperatura (P × T) são representados pelo gráfico:

07. (Enem 2022) A variação da incidência de radiação solar sobre a superficie da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área concretada por um mesmo volume de água e Mcomparar as variações de temperatura devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e - alagada). Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados:

A razão entre as variações de temperatura nas áreas concretada e alagada é mais próxima de

1. 1,0.
2. 2,1.
3. 2,5.
4. 5,3.
5. 13,1.

08. (Enem 2022) O manual de uma ducha elétrica informa que seus três níveis de aquecimento (morno, quente e superquente) apresentam as seguintes variações de temperatura da água em função de sua vazão:

Utiliza-se um disjuntor para proteger o circuito dessa ducha contra sobrecargas elétricas em qualquer nível de aquecimento. Por padrão, o disjuntor é especificado pela corrente nominal igual ao múltiplo de 5 A imediatamente superior à corrente máxima do circuito. Considere que a ducha deve ser ligada em 220 V e que toda a energia é dissipada através da resistência do chuveiro e convertida em energia térmica transferida para a água, que apresenta calor específico de 4,2 J/g °C e densidade de 1 000 g/L.

1. 60 A
2. 30 A
3. 20 A
4. 10 A
5. 5 A

09. (Enem 2022) Em 2017, foi inaugurado, no estado da Bahia, O Parque Solar Lapa, composto por duas usinas (Bom Jesus da Lapa e Lapa) e capaz de gerar cerca de 300 GWh de energia por ano. Considere que cada usina apresente potência igual a 75 MW, com o parque totalizando uma potência instalada de 150 MW. Considere ainda que a irradiância solar média é de 1 500 W/m² e que a eficiência dos painéis é de 20%.

Parque Solar Lapa entra em operação. Disponível em: www.canalbioenergia.com.br.Acesso em: 9 jun. 2022 (adaptado)

Nessas condições, a área total dos painéis solares que compõem o Parque Solar Lapa é mais próxima de:

1. 1 000 000 m²
2. 500 000 m²
3. 250 000 m²
4. 100 000 m²
5. 20 000 m²

10. (Enem 2021) 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).

1. irradiação e convecção.
2. irradiação e irradiação.
3. condução e irradiação.
4. convecção e irradiação.
5. convecção e convecção.

11. (Enem 2021) 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 da 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 $\frac{\mathrm{\Delta \; <!--\; greek\; capital\; letter\; delta\; -->}Q}{\mathrm{\Delta \; <!--\; greek\; capital\; letter\; delta\; -->}T}=A\frac{\mathrm{\Delta \; <!--\; greek\; capital\; letter\; delta\; -->}T}{\frac{d_1}{k_1}+\frac{d_2}{k_2}}$ 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 ao 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 12 da espessura em cobre e 12 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

1. cobre-aço, alumínio e ferro.
2. alumínio, cobre-aço e ferro.
3. cobre-aço, ferro e alumínio.
4. alumínio, ferro e cobre-aço.
5. ferro, alumínio e cobre-aço.

12. (Enem 2021) Considere a tirinha, na situação em que a temperatura do ambiente é inferior à temperatura corporal dos personagens.

O incômodo mencionado pelo personagem da tirinha deve-se ao fato de que, em dias úmidos

1. a temperatura do vapor-d'água presente no ar é alta.
2. o suor apresenta maior dificuldade para evaporar do corpo.
3. a taxa de absorção de radiação pelo corpo torna-se maior.
4. o ar torna-se mau condutor e dificulta o processo de liberação de calor.
5. o vapor-d'água presente no ar condensa-se ao entrar em contato com a pele.

13. (Enem 2021) O alcoolômetro Gay Lussac é um instrumento destinado a medir o teor de álcool, em porcentagem de volume (v/v), de soluções de água e álcool na faixa de O ºGL a 100 ºGL, com divisões de 0,1 ºGL. A concepção do alcoolômetro se baseia no princípio de flutuabilidade de Arquimedes, semelhante ao funcionamento de um densímetro. A escala do instrumento é aferida a 20 ºC, sendo necessária a correção da medida, caso a temperatura da solução não esteja na temperatura de aferição. E apresentada parte da tabela de correção de um alcoolômetro, com a temperatura.

E necessária a correção da medida do instrumento, pois um aumento na temperatura promove o(a)

1. aumento da dissociação da água.
2. aumento da densidade da água e do álcool.
3. mudança do volume dos materiais por dilatação.
4. aumento da concentração de álcool durante a medida.
5. alteração das propriedades químicas da mistura álcool e água.

14. (Enem PPL 2024) A transferência de calor por radiação pode ser observada realizando-se a experiência de colocar a mesma quantidade de água quente em dois copos metálicos com as mesmas características, sendo que a superfície externa de um deles é pintada de preto (copo 1), e a do outro é espelhada (copo 2). Sabe-se que todo material emite e absorve energia radiante e que bons emissores são também bons absorvedores dessa energia.

Ao se colocar um termômetro dentro de cada copo observa-se, após alguns minutos, que a temperatura da água

1. dos dois copos diminui igualmente.
2. do copo 1 diminui, e a do copo 2 permanece a mesma.
3. do copo 2 diminui, e a do copo 1 permanece a mesma.
4. do copo 1 diminui mais rapidamente do que a do copo 2.
5. do copo 2 diminui mais rapidamente do que a do copo 1.

15. (Enem PPL 2024) Uma equipe de pesquisadores interessados em estudar a concentração de ozônio em uma região da atmosfera planeja enviar um balão para captar dados meteorológicos a 20 000 m de altitude. Para recuperar os dados captados pelo dispositivo de medida, o balão precisa estourar quando atingir a altitude desejada e retornar ao solo, o que ocorrerá quando seu volume atingir o valor limite a partir do qual não há mais expansão. As figuras mostram a forma do balão e como a temperatura e a pressão atmosférica variam com a altitude em relação ao nível do mar.

Para essa situação, considera-se o gás dentro do balão e os gases atmosféricos como gases ideais. Assume-se também que a pressão interna ao balão depende somente da pressão atmosférica.

1. 10,00
2. 8,00
3. 2,83
4. 2,00
5. 1,25

16. (Enem PPL 2024) Tendo em vista a necessidade de economia de energia elétrica, os climatizadores de ar surgem como uma alternativa econômica. Esses dispositivos utilizam a evaporação da água como método de troca de calor, conforme esquematizado na figura.

O ar externo (quente) é aspirado para o interior do painel evaporativo e, em contato com a água fria, tem sua temperatura diminuída. Umidificado e mais frio, o ar é empurrado pelo ventilador ao ambiente interno. Quanto maior é a redução de temperatura produzida pelo climatizador, maior é a sua eficiência. A Tabela 1 apresenta a redução de temperatura produzida por um desses aparelhos, em função da temperatura de entrada do ar e de sua umidade relativa (UR) percentual; enquanto a Tabela 2 apresenta os valores médios de temperatura (T) e os valores da UR do ar de cinco cidades brasileiras, no mês de setembro.

Considerando os dados apresentados para o mês de setembro, em qual destas cidades o climatizador de ar é mais eficiente?

1. Barbalha.
2. Belém.
3. Cáceres.
4. Corumbá.
5. Janaúba.

17. (Enem PPL 2024) Dois objetos metálicos, ambos com temperatura inicial igual a 10 °C, são aquecidos. Suas temperaturas, y1 e y2 , em função do tempo t, em segundo, estão representadas no plano cartesiano pelas semirretas com origem no ponto A(0 ; 10) e que passam, respectivamente, pelos pontos B(20 ; 50) e C(40 ; 30). Sabe-se que, em determinado intervalo de tempo, a temperatura y1 aumentou 20 °C.

Nesse mesmo intervalo de tempo, a temperatura y2 , em grau Celsius, aumentou

1. 5.
2. 10.
3. 15.
4. 20.
5. 50.

18. (Enem PPL 2024) Uma escala termométrica X marca −10 °X para o ponto de fusão da água e 140 °X para o seu ponto de ebulição. Na escala Celsius, as temperaturas de fusão e de ebulição da água são 0 °C e 100 °C, respectivamente. O gráfico que expressa a relação entre essas duas escalas é uma reta.

A figura apresenta a representação de cinco gráficos (I, II, III, IV e V) num sistema de coordenadas cartesianas.

Qual gráfico representa a relação entre as temperaturas nas escalas Celsius e X?

1. I
2. II
3. III
4. IV
5. V

19. (Enem PPL 2023) Na última década, para melhorar a performance dos motores a combustão e reduzir o consumo, a indústria automobilística tem investido cada vez mais no desenvolvimento dos turbocompressores. O turbocompressor é formado por duas câmaras distintas, chamadas caixa fria e caixa quente. No interior de cada uma dessas caixas, existe um rotor e ambos são interligados por um mesmo eixo. Com a caixa quente instalada no coletor de escapamento, a passagem dos gases faz girar o rotor. Consequentemente, gira também o rotor da caixa fria, produzindo a compressão. Em alguns modelos, é instalado, entre a turbina e a câmara de explosão, um dispositivo denominado intercooler, que é reconhecido como um dos componentes principais para melhorar a performance dos motores turbo. O intercooler é uma espécie de radiador ou, mais especificamente, um permutador de calor. Ele é posicionado entre o turbo e o coletor de admissão, tendo como uma das principais vantagens a redução da temperatura do ar quente que sai do turbo.

Disponível em: www.turbocenter.com.br. Acesso em: 21 nov. 2019 (adaptado).

O ar que sai do turbo está em alta temperatura porque

1. sofreu uma compressão isocórica.
2. sofreu uma compressão adiabática.
3. sofreu uma transformação isotérmica.
4. recebeu diretamente calor dos gases aquecidos do sistema de escape.
5. recebeu diretamente calor do motor a combustão que está em alta temperatura.

20. (Enem PPL 2023) Balões cheios de gás hélio são soltos no ar pelas crianças e sobem até não serem mais vistos em poucos minutos.

Durante a subida, o gás no interior do balão sofre aumento de

1. volume
2. pressão
3. densidade
4. temperatura
5. massa molar

21. (Enem PPL 2023) Um fabricante de eletrodomésticos desenvolveu um compartimento refrigerador inovador que consegue resfriar, em apenas 7 minutos, duas latas de refrigerante (350 mL cada), com densidade igual a 1,0 g/mL. A refrigeração do líquido consome 21% da potência do sistema quando o refrigerante tem sua temperatura diminuída em 15 °C. Considere o calor específico do refrigerante igual a 1,0 cal/(g °C) e 1 cal = 4,2 J.

A potência total, em watt, desse dispositivo refrigerador é, aproximadamente,

1. 105.
2. 120.
3. 315.
4. 500.
5. 1 500.

22. (Enem PPL 2023) Com o objetivo de demonstrar a transferência de energia de um sistema para outro, um professor solicitou a seus alunos que determinassem o calor de combustão de alguns alimentos e, para auxiliar nessa tarefa, forneceu um quadro que apresenta cinco alimentos identificados por números e seus respectivos calores de combustão.

Posteriormente, entregou uma amostra de 0,5 g de um alimento indeterminado a um dos estudantes, que realizou o seguinte procedimento experimental: colocou 4 mL de água em um tubo de ensaio e mediu a temperatura, encontrando 20 °C. Em seguida, o estudante queimou o alimento recebido, abaixo do tubo de ensaio contendo a água, o que elevou a temperatura da água para 50 °C. Considere que, nas condições do experimento, a perda de calor para o ambiente é desprezível e o calor específico da água e sua densidade são, respectivamente, 1 cal/(g °C) e 1 g/mL.

Qual alimento do quadro o estudante recebeu do professor?

1. I
2. II
3. III
4. IV
5. V

23. (Enem PPL 2022) Um menino está ajudando sua mãe na cozinha. Ela lhe pede que tire do fogo uma panela que já estava lá há bastante tempo, em fogo baixo, orientando-lhe que tome cuidado para não se queimar, buscando tocar apenas no cabo de madeira, e não na base de metal da panela.

A mãe lhe fez essa recomendação porque o metal, em relação à madeira, apresenta maior

1. calor específico.
2. energia interna.
3. temperatura.
4. condutividade térmica.
5. coeficiente de dilatação térmica.

24. (Enem PPL 2021) Alguns recipientes de cozinha apresentam condutividade térmica apropriada para acondicionar e servir alimentos. Assim, os alimentos acondicionados podem manter a temperatura, após o preparo, por um tempo maior. O quadro contém a condutividade térmica (k) de diferentes materiais utilizados na produção desses recipientes.

Considerando recipientes de mesma espessura, qual o material recomendado para manter o alimento aquecido por um maior intervalo de tempo?

1. I
2. II
3. III
4. IV
5. V

25. (Enem PPL 2021) O quadro contém as especificações técnicas de um forno de micro-ondas, em que é possível distinguir entre a potência consumida pelo eletrodoméstico quando ligado em uma rede elétrica sob determinadas condições de tensão elétrica e frequência e a máxima potência fornecida aos alimentos nele aquecidos. Também distinguem-se a frequência de micro-ondas, à qual o alimento é submetido, e a frequência da rede elétrica.

Utiliza-se esse equipamento para descongelar um alimento durante 15 minutos, em potência máxima.

1. 2450 MHz e 630 kJ.
2. 2450 MHze 114 kJ.
3. 2390 MHz e 630 kJ.
4. 60Hze 114KkJ.
5. 60Hze 127kJ.