Termologia III

01. (ACAFE) Brinquedo das “antigas”, o carrinho de rolimã é o nome dado a um carrinho, geralmente construído de madeira com um eixo móvel montado com rolamentos de aço (dispensados por mecânicas de automóveis), utilizado para controlar o carrinho enquanto este desce pela rua.

Ao construir devemos encaixar firmemente os rolamentos no eixo cilíndrico de determinado metal com diâmetro um pouco maior que o diâmetro interno do rolamento de aço. Para esse procedimento aquecemos ambos para o encaixe e depois resfriamos. Sendo assim, o coeficiente de dilatação do metal utilizado em relação ao coeficiente de dilatação do aço deve ser:

1. igual ou maior
2. maior
3. igual
4. menor

02. (FAMEMA) Duas máquinas térmicas ideais, 1 e 2, têm seus ciclos termodinâmicos representados no diagrama pressão × volume, no qual estão representadas duas transformações isotérmicas (T_maior e T_menor) e quatro transformações adiabáticas. O ciclo ABCDA refere-se à máquina 1 e o ciclo EFGHE, à máquina 2.

Sobre essas máquinas, é correto afirmar que, a cada ciclo realizado,

1. o rendimento da máquina 1 é maior do que o da máquina 2.
2. a variação de energia interna sofrida pelo gás na máquina 1 é maior do que na máquina 2.
3. a variação de energia interna sofrida pelo gás na máquina 1 é menor do que na máquina 2.
4. nenhuma delas transforma integralmente calor em trabalho.
5. o rendimento da máquina 2 é maior do que o da máquina 1.

03. (UECE) Considere dois balões infláveis, de propaganda, fabricados com tecido de poliéster inextensível. Um dos balões tem iluminação interna feita com uma lâmpada incandescente, que dissipa muita energia por efeito Joule, e o outro com uma lâmpada LED, de baixa dissipação se comparada à incandescente.

Supondo que, após inflados com a mesma pressão, os balões sejam vedados e não tenham vazamentos, é correto afirmar que, após ligadas as iluminações dos dois balões,

1. o balão com a lâmpada incandescente terá sua pressão interna menor que a do balão com LED.
2. as temperaturas nos balões se manterão iguais, tendo em vista que as pressões iniciais eram idênticas.
3. o balão com a lâmpada incandescente terá sua temperatura interna menor que a do balão com LED.
4. o balão com a lâmpada incandescente terá sua pressão interna maior que a do balão com LED.

04. (UFGD) Em fevereiro de 2015, dois cientistas franceses publicaram na revista Journal of The Royal Society Interface um artigo que mostra a termodinâmica, biomecânica e acústica envolvida no estouro de um grão de pipoca. Os Físicos Emmanuel Virot e Alexandre Ponomarenk mostraram através da sincronia entre gravações de vídeo e áudio, nos centésimos de segundos em que a pipoca estoura, que o som característico ocorre devido a liberação do vapor d’agua confinado no grão a aproximadamente 180°C. Neste sentido, é correto afirmar que:

1. A porosidade do grão da pipoca impede que a agua do seu interior evapore mesmo a uma temperatura de 180°C.
2. O calor recebido pela pipoca faz com que a água de dentro do grão se transforme em vapor, consequentemente a pressão no seu interior diminui.
3. No instante em que o amido, antes gelatinoso, aumenta de tamanho e com o rompimento do pericarpo se solidifica, o volume e a densidade da pipoca aumentam.
4. Quando a temperatura da pipoca excede a 100°C, o seu teor de água entra em ebulição e atinge um equilíbrio termodinâmico à pressão de vapor, tal como uma panela de pres são.
5. A pressão no interior da pipoca embora aumente com a evaporação da agua seu valor nunca ultrapassa a temperatura externa de 1 Atm.

05. (UECE) Considere quatro hastes metálicas com coeficiente de dilatação térmica α e soldadas entre si de modo a formar um quadrado de área A. Suponha que, em resposta a uma variação de temperatura ΔT, as hastes dilatem linearmente e a área sofra um incremento dado por ΔA = AkΔT.

Nessas condições, o coeficiente k pode ser dado por

1. 2α + α² ΔT.
2. 2αΔT.
3. αΔT.
4. α.

06. (UPE) Neste sábado, começa a maior, mais famosa e mais esperada competição do ciclismo mundial, o Tour de France. (...) Do dia 2 ao dia 24 de julho, os ciclistas vão encarar as grandes montanhas francesas e as mais belas paisagens em busca da tão sonhada camisa amarela. (...) Serão vinte e duas etapas - nove planas, uma de alta montanha, nove de montanha e duas de relógio individual - e 3.519 km percorridos ao longo de todo o território francês, uma média de 167,5 km pedalados por dia.

Fonte: http://espn.uol.com.br/noticia/610082_equipes-favoritos-camisas-e-curiosidades-saiba-tudo-sobre-o-tour-de-france-2016, acessado em 15 de julho de 2016. (Adaptado)

Ao longo dessa competição, um ciclista viaja por diversos locais, onde ele e sua bicicleta experimentam as mais diferentes temperaturas. Desejando um melhor desempenho aerodinâmico na prova, um atleta analisa o comportamento geométrico dos raios (barras cilíndricas maciças) disponíveis para instalar nas rodas de sua bicicleta, com a variação de temperatura. Em seu experimento, dois raios de alumínio, A e B, de comprimentos L e 2L e diâmetros 4r e 2r, respectivamente, são aquecidos até a mesma temperatura, a partir de uma mesma temperatura inicial. A razão entre o aumento de volume do raio A com respeito ao raio do tipo B é

1. 1 : 1
2. 1 : 2
3. 2 : 1
4. 1 : 4
5. 4 : 1

07. (UNEMAT) Diversos aparelhos elétricos têm como função transformar energia elétrica em calor, entre eles, destacam-se: Ferro elétrico, Chuveiro elétrico, Secador de cabelo, Chapinha, Ferro de Solda elétrico, entre outros. Boa parte destes aparelhos possuem um dispositivo para controlar a temperatura denominado de termostato. No caso do Ferro elétrico, este dispositivo é formado por duas lâminas metálicas (bimetal) firmemente ligadas uma a outra. Estas lâminas possuem coeficiente de dilatação diferentes, assim, com o aumento da temperatura, essa lâmina bimetálica se curva em forma de arco, fazendo com que o circuito elétrico seja aberto, interrompendo a passagem da corrente elétrica.

O desenho abaixo é uma representação esquemática de um termostato do Ferro elétrico.

Sobre as lâminas metálicas é correto afirmar que:

1. Coeficiente de dilatação do Cobre é maior que o do Ferro, assim o Cobre dilata mais que o Ferro fazendo com que a lâmina forme o arco com concavidade para cima.
2. Coeficiente de dilatação do Cobre é maior que o do Ferro, assim o Cobre dilata menos que o Ferro fazendo com que a lâmina forme o arco com concavidade para cima.
3. Coeficiente de dilatação do Ferro é menor que o do Cobre, assim o Ferro dilata mais que o Cobre fazendo com que a lâmina forme o arco com concavidade para cima.
4. Coeficiente de dilatação do Ferro é maior que o do Cobre, assim o Ferro dilata mais que o Cobre fazendo com que a lâmina forme o arco com concavidade para cima.
5. Coeficiente de dilatação do Cobre é menor que o do Ferro, assim o Cobre dilata mais que o Ferro fazendo com que a lâmina forme o arco com concavidade para cima.

08. (UPE) Um corpo negro tem um pico de emissão em uma temperatura cujo comprimento de onda de sua radiação vale 9000 Å. Nessa temperatura, a radiação que emerge desse corpo não produz efeito fotoelétrico em uma placa metálica. Aumentando a temperatura do corpo negro, sua radiação emitida aumenta 81 vezes, causando efeito fotoelétrico na placa para o comprimento de onda de pico dessa nova temperatura. A energia necessária para frear esses fotoelétrons emitidos é equivalente à diferença de energia dos níveis n = 2 e n = 3 do átomo de hidrogênio de Bohr. Sabendo-se que a Lei de Wien relaciona o comprimento de onda de pico de emissão com a temperatura do corpo negro na forma λT = constante, é CORRETO afirmar que a função trabalho do metal vale aproximadamente

Dados: energia do átomo de hidrogênio de Bohr no estado fundamental = -13,6 eV, constante de Planck = 4,14 x 10^-15 eVs, 1 eV = 1,6 x 10^-19 J.

1. 1,15 eV.
2. 2,25 eV.
3. 4,50 eV.
4. 7,25 eV.
5. 10,75 eV.

09. (UFRGS) Observe a figura abaixo.

A figura mostra dois processos, I e II, em um diagrama pressão (P) x volume (V) ao longo dos quais um gás ideal pode ser levado do estado inicial i para o estado final f.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é ........ nos dois processos. O trabalho W_I realizado no processo I é ........ que o trabalho W_II realizado no processo II.

1. igual − maior
2. igual − menor
3. igual − igual
4. diferente − maior
5. diferente − menor

10. (FATEC) Numa aula de laboratório do curso de Soldagem da FATEC, um dos exercícios era construir um dispositivo eletromecânico utilizando duas lâminas retilíneas de metais distintos, de mesmo comprimento e soldadas entre si, formando o que é chamado de “lâmina bimetálica”. Para isso, os alunos fixaram de maneira firme uma das extremidades enquanto deixaram a outra livre, conforme a figura.

Considere que ambas as lâminas estão inicialmente sujeitas à mesma temperatura T0 , e que a relação entre os coeficientes de dilatação linear seja α_A > α_B.

Ao aumentar a temperatura da lâmina bimetálica, é correto afirmar que

1. a lâmina A e a lâmina B continuam se dilatando de forma retilínea conjuntamente.
2. a lâmina A se curva para baixo, enquanto a lâmina B se curva para cima
3. a lâmina A se curva para cima, enquanto a lâmina B se curva para baixo.
4. tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para baixo.
5. tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para cima.

11. (UNICAMP) Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante VC = 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em VP = 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de Pi = 33 Pa, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de

1. 30,0 Pa.
2. 330,0 Pa.
3. 36,3 Pa.
4. 3,3 Pa.

12. (UDESC) Considere as afirmações com relação à Termodinâmica.

I. A energia interna de uma dada quantidade de gás ideal depende apenas da temperatura.

II. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a quantidade de calor absorvida pelo sistema será a mesma para todos os processos.

III. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a variação da entropia do sistema será a mesma para todos os processos.

IV. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a variação da energia interna do sistema será a mesma para todos os processos.

V. Quando um sistema pode ir do estado (1) para o estado (2) por vários processos diferentes, a quantidade de trabalho realizado sobre o sistema será a mesma para todos os processos.

Assinale a alternativa correta.

1. Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
2. Somente as afirmativas III e V são verdadeiras.
3. Somente as afirmativas II e V são verdadeiras.
4. Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras.
5. Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.

13. (UECE) Considere o enunciado de uma lei da termodinâmica, que diz “se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, estarão em equilíbrio térmico entre si”. Assim, é correto afirmar que no equilíbrio térmico

1. não há fluxo de calor entre os três corpos.
2. os três corpos devem estar em temperaturas distintas.
3. os três corpos necessariamente têm a mesma energia interna.
4. há sempre fluxo de calor entre os três corpos.

14. (UDESC) Uma certa quantidade de gás ideal está no estado inicial de pressão, volume e temperatura dados, respectivamente, por Po , Vo e To. Este gás é comprimido isobaricamente até que o seu volume se reduza à metade. A seguir, a pressão é aumentada isocoricamente até o dobro de sua pressão inicial.

Considerando a informação, ao final do processo, o gás:

1. volta ao seu estado inicial.
2. apresenta o dobro da temperatura inicial.
3. apresenta o mesmo volume inicial.
4. apresenta a mesma pressão inicial.
5. apresenta a mesma temperatura inicial.

15. (URCA) Assinale a alternativa correta:

1. Sistemas sólidos, líquidos e gasosos possuem a mesma equação de estado.
2. A primeira lei da termodinâmica vale apenas para sistemas sólidos.
3. Um gás isolado não pode sofrer um processo irreversível.
4. Um gás não pode se expandir livre e adiabaticamente.
5. A passagem espontânea de calor de um corpo quente para um corpo frio, estando este em contato com o primeiro, é um processo irreversível, de acordo com a segunda lei da termodinâmica.

16. (ACAFE) Baseado nos conceitos sobre os gases analise as afirmações a seguir.

I. Doze gramas de gás hélio ocupam o mesmo volume que 48g de gás metano, ambos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP).

II. Em um sistema fechado para proporcionar um aumento na pressão de uma amostra de gás numa transformação isotérmica é necessário diminuir o volume desse gás.

III. Em um recipiente fechado existe 1 mol do gás A mais uma certa quantidade mol do gás B, sendo que a pressão total no interior do recipiente é 6 atm. Se a pressão parcial do gás A no interior do recipiente é 2 atm a quantidade do gás B é 3 mol.

Dados: C: 12 g/mol; H: 1 g/mol; He: 4 g/mol.

Assinale a alternativa correta.

1. Todas as afirmações estão corretas.
2. Todas as afirmações estão incorretas.
3. Apenas I e II estão corretas.
4. Apenas a I está correta.