TERMODINÂMICA - I

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TERMODINÂMICA - I 
 
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Nos Estados Unidos, em determinado ano, a diferença entre a temperatura máxima 
e a mínima do inverno foi de 60 °C. 
Determine o valor dessa diferença na escala Fahrenheit e assinale a alternativa 
CORRETA: 
A 
10,8 °F. 
B 
1,08 °F. 
C 
0,108 °F. 
D 
108 °F. 
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A dilatação térmica é um acontecimento estudado pelo Dilatômetro, que ocorre 
quando materiais são submetidos a variações de temperaturas e têm suas 
dimensões alteradas. Essa variação é bem pequena, e pode parecer imperceptível a 
olho nu, porém quando ignorada pode ocasionar problemas. 
Assinale a alternativa CORRETA que apresenta uma situação em que a dilatação 
térmica possui suma importância para que funcione corretamente: 
A 
Lanternas sinalizadoras para aviões. 
B 
Pontes que usam cabos de aço como sustentação. 
C 
Cordas de sustentação para barcos à vela. 
D 
Maçanetas para portas. 
3Considere uma barra de metal submetida a uma dada variação de temperatura de 
12 K, de modo que ao fim do processo, o comprimento final da barra é 15% maior 
que aquele inicial L_0. A teoria termodinâmica dá suporte à dilatação ou à 
contração térmica dos corpos após calcular o coeficiente de dilatação linear. Sobre 
a teoria termodinâmica, que dá suporte ao estudo da dilatação e contração dos 
corpos, analise as sentenças a seguir: I- Trata-se de uma barra metálica que sofre 
um processo de dilatação térmica. II- Trata-se de uma barra metálica que sofre um 
processo de contração térmica. III- O coeficiente de expansão linear do problema 
proposto é 1.250 K^(-1). IV- O coeficiente de expansão linear do problema 
proposto é 0.095 K^(-1). Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças III e IV estão corretas. 
B 
As sentenças I e IV estão corretas. 
C 
As sentenças II e III estão corretas. 
D 
As sentenças I e II estão corretas. 
4Por serem baseadas em pontos termodinâmicos específicos no diagrama Pressão 
versus Temperaturas, eventos físicos sofridos por determinadas substâncias que 
ocorrem em determinadas condições termodinâmicas, as escalas termométricas 
funcionam como um parâmetro de comparação para a medição da temperatura 
dos corpos. Toda vez que realizamos uma medida de temperatura, estamos 
observando o quão afastado desses fenômenos físicos, determinados por 
substâncias físicas específicas, os corpos estão. É uma maneira engenhosa de obter 
uma medida objetiva, tirando proveito de um fenômeno termodinâmico natural, 
não produzido pelo homem, logo não submetido também as suas intervenções 
subjetivas. Sobre as diferentes escolhas para escalas termométricas, analise as 
sentenças a seguir: I- Independentemente das variações de escala encontradas 
entre cada uma das métricas térmicas, cada uma delas é capaz de representar com 
a mesma propriedade as temperaturas nas quais uma determinada substância 
incorre em determinado fenômeno termodinâmico, utilizado como marco de 
medição. II- Por apresentarem valores negativos de temperatura, as escalas Celsius 
e Kelvin não foram adotadas pelos pesquisadores como opções oficiais para o 
tratamento termodinâmico da matéria. III- O ponto triplo no diagrama Pressão 
versus Temperatura das fases da água representa uma posição metaestável, em 
que esta substância exibe uma coexistência de suas formas líquida, sólida e gasosa, 
podendo migrar definitivamente para um desses três estados, se o sistema for 
submetido à uma perturbação externa. IV- O zero absoluto representa uma 
extrapolação do caso de proporcionalidade linear entre a pressão e a temperatura 
de um gás. Por tratarmos o conceito de temperatura como uma interpretação da 
energia cinética média das partículas que compõem um gás, entendemos que na 
posição de zero absoluto o gás passa a ter energia cinética nula, não exercendo 
assim pressão sobre as paredes do recipiente que o encerra. Com essa observação 
em mente, definimos o Fahrenheit como escala de temperatura oficial para o 
tratamento científico da matéria. Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças III e IV estão corretas. 
B 
As sentenças I, II e IV estão corretas. 
C 
As sentenças I e III estão corretas. 
D 
Somente a sentença II está correta. 
5A dilatação térmica nos sólidos e líquidos é um fenômeno termodinâmico que 
decorre da absorção de calor por uma determinada quantidade de matéria. Sua 
quantificação depende não apenas da variação térmica a que são submetidos, mas 
também da massa do material envolvido e da sua eficiência ao distribuir tal 
variação de temperatura ao longo das dimensões consideradas. Entretanto, essa 
não é uma descrição absolutamente intransigente e alguns fluidos, por exemplo, 
podem apresentar comportamentos que destoam em determinados intervalos de 
temperatura. A água é um bom exemplo dessa dissonância e apresenta um 
comportamento anômalo a baixas temperaturas. Sobre a dilatação anômala da 
água escolha, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
De 0 ºC a 4 ºC a água passa por um processo de absorção de calor que causa uma 
aumento em seu volume, culminando em um máximo sua curva de densidade a 4 
ºC. Esse processo é conhecido como o comportamento anômalo da água, uma vez 
que, diferente da maioria dos fluidos, sua configuração molecular é tal a essa 
temperatura crucial que o volume ocupado por uma determinada massa m 
constante de água encontra um ponto de mínimo global, no diagrama V versus T. É 
devido a esse fenômeno que lagos congelados são capazes de manter sua fauna 
durante os rigorosos invernos nas regiões de alta latitude. 
B 
De 0 ºC a 4 ºC, a água passa por um processo de absorção de calor que causa uma 
redução em seu volume, culminando em um mínimo sua curva de densidade a 4 ºC. 
Esse processo é conhecido como o comportamento anômalo da água, uma vez que, 
diferente da maioria dos fluidos, sua configuração molecular é tal a essa 
temperatura crucial que o volume ocupado por uma determinada massa m 
constante de água encontra um ponto de mínimo global, no diagrama V versus T. É 
devido a esse fenômeno que lagos congelados são capazes de manter sua fauna 
durante os rigorosos invernos nas regiões de alta latitude. 
C 
De 0 ºC a 4 ºC a água passa por um processo de absorção de calor que causa uma 
redução em seu volume, culminando em um máximo sua curva de densidade a 4 
ºC. Esse processo é conhecido como o comportamento anômalo da água, uma vez 
que, diferente da maioria dos fluidos, sua configuração molecular é tal a essa 
temperatura crucial que o volume ocupado por uma determinada massa m 
constante de água encontra um ponto de mínimo global, no diagrama V versus T. É 
devido a esse fenômeno que lagos congelados são capazes de manter sua fauna 
durante os rigorosos invernos nas regiões de alta latitude. 
D 
De 0 ºC a 4 ºC a água passa por um processo de absorção de calor que causa uma 
redução em seu volume, culminando em um máximo sua curva de densidade a 0 
ºC. Esse processo é conhecido como o comportamento anômalo da água, uma vez 
que, diferente da maioria dos fluidos, sua configuração molecular é tal a essa 
temperatura crucial que o volume ocupado por uma determinada massa m 
constante de água encontra um ponto de mínimo global, no diagrama V versus T. É 
devido a esse fenômeno que lagos congelados são capazes de manter sua fauna 
durante os rigorosos invernos nas regiões de alta latitude. 
6A lei zero da termodinâmica é cronologicamente tardia com relação às outras 
duas leis, isso porque ela descreve um fenômeno termodinâmico absolutamente 
fundamental na escala de complexidade, quando comparada à primeira e à 
segunda leis. Sobre a fenomenologia que suporta a teoria do equilíbrio térmico, 
considerando três corpos A, B e C, termicamente isolados, assinale a alternativa 
CORRETA: 
A 
Se os corpos A e B cessam em trocar calor entre si, então o corpo A está em 
equilíbrio térmico com C. 
B 
Se os corpos A e C estão em equilíbrio térmico com o corpo B, então o corpo A está 
em equilíbrio térmico com C. 
C 
Se os corpos A e C mantêm um fluxo de calor com o corpoB, então o corpo A está 
em equilíbrio térmico com C. 
D 
Se os corpos A e C são equilibrados em uma barra condutora com o auxílio do 
corpo B, então o corpo A está em equilíbrio térmico com C. 
7 
O coeficiente de dilatação linear, obtido através de um equipamento chamado 
dilatômetro, é uma constante de proporcionalidade que analisa o comportamento 
de um material quando ele é submetido a variações de temperatura. Quanto maior 
for seu coeficiente de dilatação linear, maior será a sensibilidade do material a 
mudanças de temperatura. 
De acordo com a prática realizada no laboratório virtual, denominada 
“Dilatômetro”, qual a relação entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais 
analisados (Cobre, Latão e Aço)? 
A 
αlatão < αcobre < αaço. 
B 
αlatão = αcobre > αaço. 
C 
αcobre > αaço > αlatão. 
D 
αlatão > αcobre > αaço. 
8A termodinâmica é a área da física que lida com os fenômenos térmicos, ela 
descreve os processos pelos quais um sistema é submetido quando sofre 
alterações de pressão, volume e temperatura. Sobre a teoria termodinâmica, 
analise as sentenças a seguir: I- A temperatura de um corpo guarda uma relação 
muito próxima com a agitação térmica das moléculas que o compõem e apesar de 
termos uma noção intuitiva do conceito de temperatura, em recorrentes 
oportunidades podemos nos tornar reféns de nossas percepções sensoriais, o que 
impôs a necessidade do estabelecimento de técnicas apuradas de medição. II- A 
energia térmica é o conceito termodinâmico que descreve o fluxo de calor entre 
um corpo a temperatura mais baixa e um corpo a temperatura mais elevada. III- A 
lei zero da termodinâmica define o conceito de equilíbrio térmico entre corpos. Ela 
postula que sistemas formados por corpos em contato tendem a atingir uma 
temperatura comum, estabelecida primordialmente por propriedades 
termodinâmicas de ambos os corpos, IV- A pressão de um gás contido em um 
determinado recipiente é inversamente proporcional à temperatura a que ele é 
submetido. Isso significa que significa que quanto menor a temperatura de um gás, 
maior será a agitação de suas moléculas. Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
Somente a sentença IV está correta. 
B 
As sentenças II e IV estão corretas. 
C 
Somente a sentença I está correta. 
D 
As sentenças I e III estão corretas. 
9 
Muitas escalas termométricas foram desenvolvidas ao longo dos últimos séculos. 
Atualmente, as mais utilizadas são Fahrenheit, Celsius e Kelvin. 
A respeito da escala de temperatura Fahrenheit, assinale a alternativa CORRETA: 
A 
Considerada a escala padrão no mundo, foi originalmente denominada de escala 
centígrada. Seu ponto zero é baseado no ponto de fusão do gelo, seu outro ponto 
de calibração é a temperatura de ebulição da água. 
B 
Uma das primeiras escalas termométricas a ser bastante difundida. Para 
determinar o zero nessa escala, foi utilizada uma mistura de água, gelo e cloreto de 
amônio e, seu segundo ponto de calibração era baseado na temperatura do corpo 
humano sadio. 
C 
Foi apresentada em 1742 por um astrônomo sueco, essa escala tem uma divisão 
centesimal que facilita a leitura. 
D 
Foi com base no conceito do zero absoluto que esta escala foi criada, ela tem como 
ponto zero a temperatura -273,15 °C. 
10Os fenômenos termodinâmicos estão presentes em todos os momentos de nossa 
vida, sendo importante conhecê-los para entendimento do mundo em que vivemos. 
Uma colher metálica deixada em contato com o alimento, ao fogo, aquecerá mais, 
devido ao gradiente de temperatura entre a fonte térmica e sua temperatura 
ambiente inicial, do que uma colher de madeira, submetida à mesma situação. Uma 
casa, aquecida por uma lareira numa noite fria de inverno, manterá um clima mais 
ameno, graças também ao gradiente de temperatura estabelecido entre os lados de 
dentro e de fora do recinto. Sobre o conceito de equilíbrio térmico e a lei zero da 
termodinâmica, analise as sentenças a seguir: I- Quando dois corpos em contato se 
encontram a diferentes temperaturas, calor fluirá do corpo com a temperatura 
mais alta para o corpo com a temperatura mais baixa, por meio do choque entre as 
moléculas constituintes de ambos os corpos, até que a energia cinética média das 
moléculas em ambos os corpos se iguale. A esse processo damos o nome de 
equilíbrio térmico. II- Sempre que dois corpos entram em contato, eles 
invariavelmente começam a transferir energia cinética, até o momento em que os 
calores em cada um deles se equilibram. A esse fenômeno damos o nome de 
equilíbrio térmico. III- Um termômetro tem a função de calcular o fluxo de calor 
proveniente de um corpo A, em contato com um corpo B, ele faz isso ao mensurar a 
energia cinética média das partículas em cada corpo, identificando qualquer 
desequilíbrio. IV- A função dos termômetros é aquela de quantificar a temperatura 
de um corpo ou fluido, entretanto essa ação é comumente realizada de forma 
indireta. Um termômetro de mercúrio, por exemplo, mede a temperatura de um 
corpo a partir da dilatação térmica que a troca de calor entre o objeto cuja 
temperatura se deseja medir e o instrumento, durante os instantes de contato. 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A 
As sentenças I e IV estão corretas. 
B 
As sentenças II, III e IV estão corretas. 
C 
Somente a sentença I está correta. 
D 
Somente a sentença II está correta.