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CURSO TOP DE LINHA @cursotopdelinha PREPARATÓRIO PARA CONCURSOS PÚBLICOS E VESTIBULARES PROFESSOR: José Santos Curso top de linha 1 Curso Top de Linha – A sua aprovação é nossa força. 1. (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). Esses mecanismos são, respectivamente, a) irradiação e convecção. b) irradiação e irradiação. c) condução e irradiação. d) convecção e irradiação. e) convecção e convecção. 2. (Enem 2016) Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior. O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico. b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio. c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio. d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico. e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura. 3. (Unichristus - Medicina 2022) Um pescador percebe, ao meio-dia, no trajeto da barraca de praia até o mar, que a areia está muito quente e, ao entrar no mar, que a água está muito fria. De madrugada, o pescador faz o percurso contrário e percebe que a água do mar está morna e a areia da praia está fria. O fenômeno observado deve-se ao fato de que o(a) a) calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar. b) agitação da água do mar retarda seu resfriamento. c) densidade da água do mar é menor que a da areia. d) calor específico da areia é menor que o calor específico da água. e) coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia. 4. (Eam 2022) Para reparar um balaústre amassado (pedaço cilíndrico maciço de alumínio disposto no piso dos navios) de uma embarcação pertencente à Base Naval do Rio de Janeiro, um sargento especializado em metalurgia (MT) esquentou, usando um maçarico, uma das extremidades do balaústre. Um marinheiro encostou a mão na outra extremidade, enquanto o sargento esquentava a barra. Em um movimento de ato reflexo, devido à temperatura do material, o marinheiro retirou quase que instantaneamente a mão da barra. Assinale a opção que apresenta o processo de propagação de calor que fez com que o marinheiro retirasse a mão, por ato reflexo, do balaústre em reparo. a) Convecção térmica. b) Infiltração térmica. c) Irradiação térmica. d) Condução térmica. e) Difusão térmica. 2 Curso Top de Linha – A sua aprovação é nossa força. @cursotopdelinha 5. (Famerp 2022) Considere o trecho da música “De mais ninguém”, de Arnaldo Antunes e Marisa Monte. “... É o meu lençol, é o cobertor É o que me aquece sem me dar calor...” Do ponto de vista da termodinâmica e considerando que o termo “me aquece” corresponda a “manter aquecido”, pode-se dizer que esse trecho da música está a) correto, pois a utilização de cobertores e lençóis faz com que a capacidade térmica do corpo humano aumente, aumentando a temperatura do corpo. b) incorreto, pois a utilização de cobertores e lençóis faz com que a capacidade térmica do corpo humano diminua, diminuindo a temperatura do corpo. c) incorreto, pois a utilização de cobertores e lençóis faz com que o calor específico do corpo humano diminua, diminuindo a temperatura do corpo. d) correto, pois cobertores e lençóis são fontes de calor que podem aquecer o corpo humano. e) correto, pois cobertores e lençóis funcionam como isolantes térmicos que dificultam a perda de calor do corpo humano para o ambiente. 6. (Fmj 2022) Uma pessoa colocou 4 pedras de gelo, de 15 g cada uma e todas inicialmente a 0 °C, em um copo de suco de laranja e observou que todo o gelo derreteu em 20 minutos. Considerando o calor latente de fusão do gelo igual a 53,3 10 J kg e desprezando as perdas de calor, a quantidade de calor absorvido pelas pedras de gelo, por unidade de tempo, foi, em média e aproximadamente, de a) 22,5 10 J min. b) 31,0 10 J min. c) 42,0 10 J min. d) 42,5 10 J min. e) 51,0 10 J min. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Em um dia frio de inverno em uma cidade na região Sul do Brasil, a temperatura exterior a uma residência é de 8 C. Com base nessa informação, responda. 7. (Efomm 2022) Na sala dessa residência há uma janela de vidro de área 2100,0 cm e 1,0 cm de espessura. Então, para se manter constante a temperatura de 25 C no interior da sala, deve ser produzida por uma fonte de calor, a cada segundo, a quantidade de calor de: (considere a condutividade térmica do vidro como 32,0 10 cal s cm C)− a) 3,4 cal b) 3,9 cal c) 18,0 cal d) 34,0 cal e) 39,0 cal 8. (Famerp 2021) A exposição do corpo humano a baixas temperaturas pode causar danos à saúde. Por esse motivo, surfistas utilizam roupas especiais quando praticam seu esporte em águas muito frias. A função dessas roupas é a) transferir calor do meio ambiente para o corpo. b) armazenar calor e fornecê-lo de volta ao corpo. c) diminuir o fluxo de calor do corpo para o meio ambiente. d) estimular a produção de calor pelo corpo. e) facilitar a dissipação do calor produzido pelo corpo. 9. (Uerj 2021) Em uma experiência de calorimetria, os corpos A, B e C, que possuem massas, temperaturas e energias térmicas distintas, são colocados em um recipiente isolante térmico e de paredes rígidas, suspensos por fios ideais, conforme a ilustração abaixo. Em seguida, através da válvula V, retira-se grande parte do ar do interior do recipiente. A partir desse instante, predomina um processo de transferência de calor entre os corpos, o que altera os valores de determinada grandeza física. O referido processo de transferência de calor e a grandeza física em questão são, respectivamente: a) irradiação − massa b) convecção − massa c) irradiação− temperatura d) convecção − temperatura 10. (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 3 Curso Top de Linha – A sua aprovação é nossa força. @cursotopdelinha utilizados na produção desses recipientes. Condutividade térmica de materiais Material k (kcal/h m °C) I Cobre 332,0 II Alumínio 175,0 III Ferro 40,0 IV Vidro 0,65 V Cerâmica 0,40 Considerando recipientes de mesma espessura, qual o material recomendado para manter o alimento aquecido por um maior intervalo de tempo? a) I b) II c) III d) IV e) V 11. Um estudante de Física realizou experimentos de calorimetria com três líquidos diferentes. Cada um deles é aquecido lentamente por uma resistência elétrica dentro de um calorímetro ideal, e a temperatura é anotada em função da energia total fornecida. Após a realização dos experimentos, o estudante construiu o gráfico a seguir: Utilizando o gráfico, o estudante encontrou um calor específico sensível para a água de 4,18 kJ/(kg.K), para o metanol, 2,50 kJ/(kg.K), e para o óleo de soja, 1,97 kJ/(kg.K). No entanto, o estudante es queceuse de identificar os líquidos na legenda do gráfico. Nossa tarefa é corrigir esse erro. Sabendo-se que a quantidade de massa das amostras foi a mesma nos três casos, identifique corretamente os líquidos A, B e C, respectivamente: a) água, metanol, óleo de soja. b) metanol, água, óleo de soja. c) óleo de soja, metanol, água. d) óleo de soja, água, metanol. e) água, óleo de soja, metanol. 12. Em um recipiente termicamente isolado são misturados 400 g de água, inicialmente a temperatura de 20 C, com uma pequena barra de aço, de massa 500 g e inicialmente a 80 C. Considerando que ocorre trocas de energia, na forma de calor, apenas entre a água e o ferro e que o calor específico da água e do aço são respectivamente iguais a 1,0 cal g C e 0,12 cal g C, a temperatura de equilíbrio térmico é aproximadamente igual a a) 20 C. b) 28 C. c) 40 C. d) 60 C. 13. (Enem) Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 11cal g C ,− − e sua temperatura inicial era de 20 C. Quantidade por porção de 10 g (2 castanhas) Valor energético 70 kcal Carboidratos 0,8 g Proteínas 3,5 g Gorduras totais 3,5 g Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento? a) 25 b) 27 c) 45 d) 50 e) 70 14. (Enem ) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30°C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25°C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? 4 Curso Top de Linha – A sua aprovação é nossa força. @cursotopdelinha a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0,833. 15. A imagem mostra o satélite brasileiro CBERS–4 utilizado para monitoramento do nosso território e para desenvolvimento científico. Como a maioria dos objetos colocados no espaço, o CBERS–4 é completamente envolvido por uma manta térmica protetora (Isolamento de Múltiplas Camadas, sigla em inglês MLI). Esse material tem como função diminuir o fluxo de calor, que pode ser um grande problema para objetos colocados em órbita, uma vez que facilmente eles podem ser submetidos a temperaturas maiores que 100 C e menores que 100 C.− No CBERS–4, com respeito à absorção de energia térmica proveniente do Sol, o revestimento térmico feito com o MLI, tem como função inibir a absorção de energia apenas por _____I_____, tendo em vista que no espaço não existe ou é muito rarefeita a presença de matéria que poderia auxiliar no processo de troca de calor por _____II_____ com a transferência do calor de partícula para partícula ou mesmo por _____III_____, em que porções de matéria aquecida trocam de posição com porções de matéria contendo menos calor. Assinale a alternativa que completa correta e respectivamente as lacunas da frase. I II III a) condução convecção irradiação b) condução irradiação convecção c) convecção condução irradiação d) irradiação condução convecção e) irradiação convecção condução 16. (Fcmscsp 2023) O sistema de controle de temperatura da água de um aquário está regulado para, quando necessário, elevá-la em 2,0 °C, com um aquecedor de 42 W. Nesse aquário, há 36 litros de água, cuja densidade é 1,0 kg/L e cujo calor específico é 34,2 10 J (kg C). Considerando que todo calor gerado pelo aquecedor é transferido para a água e desprezando as perdas de calor, o intervalo de tempo que esse aquecedor deve permanecer ligado para aquecer, em 2,0 °C, a água desse aquário é de a) 30 min. b) 90 min. c) 60 min. d) 75 min. e) 120 min. 17. (Unifor - Medicina 2023) O ouro é normalmente encontrado misturado com outros minerais, sendo necessária a realização de diversos processos para a sua separação. Os garimpeiros usam o mercúrio para separar o ouro das principais impurezas, procedimento que é muito perigoso, causando contaminação nos garimpeiros e graves problemas ambientais. O mercúrio, que é um metal em estado líquido, é misturado com os sedimentos e se liga aos fragmentos de ouro, formando uma amálgama. Essa amálgama é exposta ao calor de um maçarico, que evapora o mercúrio e deixa apenas o ouro. Esse procedimento acontece porque o ponto de ebulição do mercúrio, que é de 357 °C, é muito menor que o do ouro, cujo valor é de 2966 °C. Disponível em <https://brasil.elpais.com/brasil/2021-07-20/explosao- do-garimpo-ilegal-na-amazonia-despeja-100-toneladasde-mercurio-na- regiao.html>. Acesso em: 15 out. 2022. Considerando o mercúrio à temperatura ambiente de 30 °C, qual a quantidade de calor, em cal, que deve ser fornecida para evaporar 750 gramas desse metal? Considere: calor específico do mercúrio c 0,03cal g C,= calor latente de vaporização do mercúrio L 70cal g.= a) 7357,5 b) 59857,5 c) 35000 d) 4905 e) 39905