Tópicos de Física 2 - Caderno de Estudos-154-156

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152 CADERNO DE ESTUDOS152 CADERNO DE ESTUDOS
 76. (OPF) 
A Segunda Lei da Termodinâmica possui diver-
sos enunciados equivalentes. Um deles é: “É 
impossível construir uma máquina térmica que, 
operando em ciclos, possa ter como único efei-
to a transformação integral em trabalho do calor 
retirado de uma fonte”. Carlos, um aluno que 
estudava para participar da fase estadual da 
OPF, concluiu que a Segunda Lei da Termodinâ-
mica contradizia a Primeira Lei e, segundo ele, 
a revogava. Você concorda ou discorda dele? 
Enuncie a Primeira Lei e justifique sua resposta.
 77. (ITA-SP) 
Considere uma garrafa térmica fechada conten-
do uma certa quantidade de água inicialmente a 
20 8C. Elevando-se a garrafa a uma certa altura 
e baixando-a em seguida, suponha que toda a 
água sofra uma queda livre de 42 cm em seu 
interior. Este processo se repete 100 vezes por 
minuto. Supondo que toda energia cinética se 
transforme em calor a cada movimento, deter-
mine o tempo necessário para ferver toda a água.
Dado: calor específico da água 5 4 200J/kg ? 8C
 78. (PUC-SP) 
Um motor de potência 2,5 cv absorve 925 cal/s 
de uma fonte térmica quente, cuja temperatura 
é de 927 °C. Sendo a temperatura da fonte fria 
de 80,6 8F, determine a razão entre o rendimen-
to de um motor de Carnot que operasse entre 
essas mesmas fontes térmicas e o rendimento 
do referido motor.
Dados: 1 cal 5 4 J; 1 cv 5 735 W
a) 0,75 b) 1,00 c) 1,50 d) 2,00
 79. (IME-RJ) 
Dois corpos iguais deslizam na mesma direção 
e em sentidos opostos em um movimento retilí-
neo uniforme, ambos na mesma velocidade em 
módulo e à mesma temperatura. Em seguida, 
os corpos colidem. A colisão é perfeitamente 
inelástica, sendo toda energia liberada no cho-
que utilizada para aumentar a temperatura dos 
corpos em 2 K. Diante do exposto, o módulo da 
velocidade inicial do corpo, em m/s, é
Dado: 
• Calor específico dos corpos: 2 J
kg K?
 
a) 2 
b) 2 
c) 2 2 
d) 4 
e) 6
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 80. Numa transformação isotérmica ocorrida em 
uma amostra de gás perfeito, vale a relação
pV 5 constante
Em que p e V são, respectivamente, as variáveis 
de estado chamadas pressão e volume do gás.
Se a transformação for adiabática, essa relação 
passa a ser
p Vg 5 constante 
em que g é o expoente de Poisson-Laplace e é 
determinado pela razão entre o calor específico 
sensível do gás perfeito a pressão constante e a 
volume constante:
g 5 
c
c
p
V
 
Considere uma dada amostra de gás perfeito que 
se expande adiabaticamente e quase estatica-
mente, desde uma pressão inicial de 2,0 atm, 
volume de 3,0 L e na temperatura de 87 8C até 
atingir o dobro do seu volume. Sabendo-se que 
o expoente de Poisson para esse gás vale 2,0, 
pode-se afirmar que a pressão final e a tempe-
ratura final, respectivamente, valem
a) 2,0 atm e 180 8C
b) 1,0 atm e 293 8C
c) 0,5 atm e 293 8C
d) 0,5 atm e 93 8C
e) 2,0 atm e 2180 8C
 81. (UPE) 
Ao lavar pratos e copos, um cozinheiro verifica 
que dois copos estão encaixados firmemente, 
um dentro do outro. Sendo o copo externo feito 
de alumínio e o interno, de vidro, sobre as formas 
de separá-los, utilizando os princípios básicos 
de dilatação térmica, analise os itens a seguir:
 I. Aquecendo apenas um copo de vidro.
 II. Esfriando apenas o copo de alumínio.
 III. Aquecendo ambos.
 IV. Esfriando ambos.
Dados: os coeficientes de dilatação térmica do alu-
mínio e do vidro são iguais a a
A<
 5 24 ? 1026 8C21 e 
a
vidro
 5 0,5 ? 1026 8C21, respectivamente.
Está(ão) CORRETO(S) apenas
a) I e II.
b) I.
c) II.
d) III.
e) IV.
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 82. (Vunesp) 
Em locais onde o inverno é muito rigoroso, é 
muito comum ocorrer o congelamento dos lagos. 
Na realidade, apenas a camada superficial da 
água se congela, enquanto a parte mais profun-
da, embora muito fria, ainda permanece no es-
tado líquido. Dessa forma, os seres vivos desse 
local conseguem sobreviver a um período crítico, 
como mostra a ilustração a seguir.
Superfície congelada
Água mais profunda
Considerando que tanto a água profunda como 
a da superfície congelada são a mesma subs-
tância, porém em diferentes estados físicos, a 
razão pela qual a água no estado sólido perma-
nece na superfície é que
a) com a diminuição da temperatura, a água tem 
sua massa reduzida.
b) a água aumenta de volume ao passar do es-
tado líquido para o sólido.
c) a quantidade da água no estado líquido é mui-
to maior que a da água no estado sólido.
d) nos rios e lagos, a variação de temperatura 
altera a massa e volume da água.
 83. (UPM-SP) 
O gráfico mostra a variação de área lateral de 
um cilindro metálico em função da temperatura, 
quando submetido a uma fonte de calor cons-
tante. O coeficiente de dilatação volumétrica 
média do material que constitui o cilindro é
u (°C)
A (m2)
10 110
5,06
5,00
a) 60,0 ? 1026 8C21
b) 120 ? 1026 8C21
c) 180 ? 1026 8C21
d) 240 ? 1026 8C21
e) 300 ? 1026 8C21
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