Prévia do material em texto

Verifique o seu desempenho e continue treinando! Você pode refazer
o exercício quantas vezes quiser.
1
�UEFS � 2017� Determinados aparelhos elétricos precisam ter seu
funcionamento interrompido quando a temperatura atinge certo valor,
chamada de Temperatura Crítica �TC�. 
Para fazer esse controle, alguns aparelhos utilizam um dispositivo
baseado na dilatação térmica desigual, sofrida por metais diferentes.
Ele interrompe a corrente elétrica (i) no aparelho quando a
temperatura atinge um valor igual a TC, conforme mostram as figuras
a seguir:
Questão
de
10
Corretas
Em branco
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Introdução À Física Térmica
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
1 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
Para que o dispositivo funcione como nas figuras 1 e 2, considerando
os valores dos coeficientes de dilatação linear da tabela, os metais A
e B da lâmina bimetálica representada podem ser, respectivamente:
Aço e alumínio.
Zinco e ferro.
Alumínio e ferro.
Zinco e alumínio.
Ferro e aço.
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A opção correta é: Aço e alumínio.
Vamos analisar a os coeficientes de dilatação dos candidatos,
para a situação de T�Tc aconteça, o αA deve ser menor que o αB
Aço e alumínio � 11/24 ¿ ok
Zinco e ferro � 64/12 ¿ não
Alumínio e ferro � 24/12 ¿ não
Zinco e alumínio � 64/24 ¿ não
Ferro e aço � 12/11 ¿ não
A única combinação válida é: Aço e alumínio
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
2 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
2
Existem três formas de propagação de calor: radiação, convecção e
condução. A forma de propagação por condução acontece por meio
do contato de corpos com:
Sólidos e fluidos.
Apenas sólidos.
Apenas líquidos.
Apenas gases.
Apenas fluidos.
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A alternativa correta é: Sólidos e fluidos.
A condução é um dos métodos de propagação de calor que
ocorre através do contato direto entre as partículas. Nesse
processo, as partículas transferem energia térmica entre si sem
se deslocarem para outros locais. A energia térmica é transmitida
de uma partícula para outra devido à sua agitação.
Em sólidos, a condução é particularmente eficiente porque as
partículas estão próximas umas das outras e possuem uma
ordem fixa. Quando uma parte de um sólido é aquecida, as
partículas nessa área começam a vibrar mais rapidamente. Essas
partículas, por sua vez, colidem com as partículas vizinhas,
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
3 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
transferindo energia e assim sucessivamente. Este processo
transmite calor através do sólido.
Em fluidos (líquidos e gases), a condução também ocorre, mas de
maneira menos eficiente do que em sólidos. Isso se deve ao fato
de que as partículas em fluidos estão mais distantes umas das
outras e podem se mover mais livremente. Quando uma parte de
um fluido é aquecida, as partículas nessa área recebem energia e
colidem com outras partículas, transferindo energia. No entanto,
os fluidos também apresentam o fenômeno da convecção, onde
o movimento do fluido auxilia na transferência de calor.
Em suma, a condução de calor ocorre tanto em sólidos quanto
em fluidos, sendo mais eficaz nos sólidos. Portanto, a resposta
correta é: Sólidos e fluidos.
3
Um objeto produzido com um metal X a 50 °C tem o mesmo volume
que outro objeto produzido com um metal Y a 30 °C. Ambos os
metais fundem em temperaturas altíssimas.
Dado: O coeficiente de dilatação linear do metal X é 5 vezes maior
que o coeficiente de dilatação linear do metal Y.
Se for possível que eles tenham o mesmo volume estando à mesma
temperatura, em qual temperatura isso ocorrerá?
55 °C.
30 °C.
42 °C.
60 °C.
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
4 of 15 10/05/2024, 17:39
E Eles nunca terão o mesmo volume.
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A alternativa correta é a letra A, que corresponde a 55°C.
Para entendermos o porquê, precisamos considerar o coeficiente
de dilatação linear (α), que está relacionado com a variação no
comprimento (ΔL� de um objeto devido a uma variação de
temperatura (ΔT�. A fórmula que expressa essa relação é:
onde L é o comprimento inicial do objeto.
Como ambos os objetos têm o mesmo volume quando estão à
mesma temperatura, podemos igualar suas variações de
comprimento:
Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do metal X é 5
vezes maior do que o coeficiente de dilatação linear do metal Y �
), podemos reescrever a equação como:
Podemos cancelar o termo \alpha_�Y� de ambos os lados e
também o termo e , uma vez que eles não importam na
relação entre as temperaturas:
Portanto, os dois objetos terão o mesmo volume quando
estiverem a uma temperatura de 55°C.
△ L = α × L0× △ T
0
αX × L0X× △ TX = αY × L0Y × △ TY
αX = 5αY
5αY × L0X× △ TX = αY × L0Y × △ TY
L0X L0Y
5× △ TX =△ TY
5 × (T − 50) = (T − 30)
5T − T = −30 + 250
4T = 220
T = 55°
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
5 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
4
No verão, é comum sentir um vento suave nas margens de um rio
calmo. Isso é causado devido à (às)
Correntes de convecção na região.
Diferença na condutividade térmica da água e do solo
próximo ao rio.
Condução térmica entre água, ar e solo.
Radiação térmica emitida pela água.
Diferença entre as radiações térmicas emitidas pela água e
solo.
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A alternativa correta é a letra A� "Correntes de convecção na
região".
Esse fenômeno ocorre porque, no verão, as margens de um rio
calmo e a água do rio se aquecem em ritmos diferentes. O solo
tende a aquecer (e esfriar) mais rapidamente que a água. Durante
o dia, com a incidência do sol, o solo ao longo das margens do rio
pode se aquecer mais rapidamente do que a água. Como
consequência, o ar acima do solo fica mais quente (e, portanto,
menos denso) do que o ar acima da água.
Quando o ar quente e menos denso começa a subir (devido à sua
menor densidade), o ar mais fresco e mais denso acima da água
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
6 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
se desloca para ocupar o espaço deixado, criando uma brisa.
Esse movimento do ar, causado pela diferença de temperatura e
densidade, é conhecido como corrente de convecção.
5
Uma janela de vidro, cuja condutividade térmica é de 0,8 W/m °C, tem
uma espessura de 12 mm e área de 1,5 m . Sabendo que a diferença
de temperatura entre os meios interno e externo é constante e igual a
20 °C, a quantidade de calor que flui através da janela, em uma hora,
é dada por:
2
7,2 MJ
3,6 MJ
18 MJ
36 MJ
72 MJ
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A quantidade de calor que flui através da janela pode ser
calculada utilizando a lei de Fourier da condução de calor, que é
expressa pela fórmula:
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
7 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
Nessa fórmula:
Q representa o calor conduzido em joules.
k é a condutividade térmica do material, que neste caso é dada
em W/m°C.
A é a área da seção transversal através da qual o calor é
conduzido, dada em m².
ΔT é a diferença de temperatura entre os dois lados da janela,
dada em °C.
d é a espessura da janela, que deve ser convertida para metros.
t é o tempo pelo qual o calor é conduzido, que deve ser
convertido para segundos.
Substituindo os valores dados na questão na fórmula, temos:
Portanto, a quantidade de calor que flui através da janela em uma
hora é de 7,2 MJ, o que corresponde à alternativa A.
Q = k⋅A⋅△T ⋅t
d
Q = = = 7200000J = 7, 2MJ
0,8⋅1,5⋅20⋅3600
0,012
86400
0,012
6
Em um dia de verão, a temperatura chega a um valorigual a 30 °C.
Um tanque de aço contém petróleo até a boca, e esse conjunto
estava sendo mantido a 15 °C. 
Dados:
� Coeficiente de dilatação linear do aço � 1,2 � 10 C ;
� Coeficiente de dilatação do petróleo � 1,0 � 10 C .
Quando o sistema atinge o equilíbrio térmico com o ambiente, qual a
fração volumétrica de petróleo terá sido transbordada?
�5 o �1
�4 o �1
0,396%.
0,350%.
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
8 of 15 10/05/2024, 17:39
C
D
E
0,430%.
0,315%.
0,460%.
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A opção correta é: 0,396%
Para determinar a fração volumétrica do petróleo que
transbordou, primeiro precisamos determinar a variação de
volume do tanque de aço e do petróleo e compará-las.
Variação de volume para o tanque de aço:
Variação de volume para o petróleo:
△ V = 3αaco × Vaco× △ T
= 3αaco× △ T
△V
Vaco
= 3(1, 2 × 10−5)(15) = 5, 4 × 10−4△V
Vaco
△ Vpetroleo = 3αpetroleo × Vpetroleo× △ T
= 3αpetroleo× △
△Vpetroleo
Vpetroleo
7
Deseja-se encaixar um cilindro de aço com diâmetro de 80 cm em um
orifício de 79,5 cm de diâmetro feito em uma placa de alumínio. 
Dados:
� Coeficiente de dilatação linear do aço � 1,2 � 10 °C ;
� Coeficiente de dilatação do alumínio � 2,4 � 10�5 °C .
�1
�1
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
9 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
A que temperatura devemos elevar esses dois elementos
aproximadamente, sabendo que, inicialmente, ambos se encontram a
20 °C?
550 Co
410 Co
430 Co
530 Co
620 Co
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A opção correta é: 550 C
Para encaixar o cilindro de aço no orifício da placa de alumínio, o
orifício deve se expandir o suficiente para superar o diâmetro do
cilindro. Isso significa que a diferença de diâmetro, que é de 0,5
cm, deve ser coberta pela expansão do orifício e/ou pela
contração do cilindro de aço.
Vamos denotar:
ΔT como a mudança na temperatura (em relação aos 20°C
iniciais).
α como o coeficiente de dilatação linear do aço.
α . como o coeficiente de dilatação linear do alumínio.
ΔL como a mudança no raio do cilindro de aço.
ΔL como a mudança no raio do orifício de alumínio.
°
aço
alum
aço
alum.
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
10 of 15 10/05/2024, 17:39
r o como o raio inicial do cilindro de aço � 40 cm.
r como o raio inicial do orifício de alumínio � 39,75 cm.
Dado que: 
Podemos escrever:
A mudança total no raio necessário para que o cilindro de aço
encaixe no orifício de alumínio é 0,25 cm (metade da diferença de
diâmetros). Isso pode ser expresso como:
Como a temperatura inicial é 20°C�
Temperatura final � 20°C � 527,43°C � 547,43°C, que é
aproximadamente 550°C.
Portanto, a resposta correta é 550°C.
aço
alum.
△ L = α × Linicial× △ T
△ Laco = αaco × raco× △ T
△ Lalum. = αalum. × ralum.× △ T
△ Lalum.− △ Laco. = 0, 25
αalum. × ralum.× △ T − αaco × raco× △ T = 0, 25
(2, 4 × 10−5 × 39, 75 − 1, 2 × 10−5 × 40)× △ T = 0, 25
(0, 000954 − 0, 000474)× △ T = 0, 25
△ T = 527, 43°C
8
Considere as afirmativas a seguir:
I. Calor é uma forma de energia que fica armazenada nos corpos e
depende de sua temperatura.
II. Quanto maior for a temperatura de um corpo, maior será o calor
que ele possui.
III. Quanto maior for o calor específico de um corpo, maior será o calor
necessário para aumentar sua temperatura.
IV. O calor pode variar a temperatura de uma substância ou mudar
seu estado de agregação.
Sendo �V� as afirmativas verdadeiras e �F� as falsas, podemos dizer
que:
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
11 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
I � F; II � F; III � V; IV � V
I � V; II � V; III � V; IV � V
I � F; II � V; III � F; IV � V
I � F; II � F; III � F; IV � V
I � V; II � F; III � V; IV � F
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A alternativa correta é: I � F; II � F; III � V; IV � V
A primeira afirmativa é falsa porque o calor é uma energia em
trânsito devido a uma diferença de temperatura, e não fica
armazenado nos corpos. A energia que fica armazenada em um
corpo devido à sua temperatura é a energia térmica.
A segunda afirmativa também é falsa. Um corpo pode ter uma
alta temperatura, mas isso não significa que ele possui "mais
calor". A quantidade de energia térmica que um corpo contém
depende de sua temperatura, massa e capacidade térmica, e não
do calor que ele "possui".
A terceira afirmativa é verdadeira. O calor específico é a
quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de
uma unidade de massa de uma substância em uma unidade de
temperatura. Portanto, se um corpo tem um alto calor específico,
mais calor é necessário para aumentar sua temperatura.
A quarta afirmativa é verdadeira. O calor pode ser usado para
mudar a temperatura de uma substância (como aquecer ou
esfriar água) ou para mudar seu estado de agregação (como
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
12 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
derreter gelo ou ferver água).
Portanto, a sequência correta é:
I � F; II � F; III � V; IV � V.
9
Um tijolo de área 100 cm transmite 100 calorias de calor a cada uma
hora por seu comprimento de 10 cm, quando a diferença de
temperatura entre seus extremos é de 50 °C.
Quando se coloca uma placa de mesmo material, porém com área
igual a 2,0 m e espessura bem pequena, de 2,0 cm, mantendo as
temperaturas entre os extremos, qual é a taxa de calor transmitida
por dia através da placa?
2
2
2400 kcal/dia
800 kcal/dia
3600 kcal/dia
5400 kcal/dia
6000 kcal/dia
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A questão envolve a aplicação da lei de Fourier para a condução,
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
13 of 15 10/05/2024, 17:39
que determina a taxa de transferência de calor. A fórmula é dada
por:
Para o tijolo, substituímos os valores conhecidos na fórmula e
encontramos o valor de k, a condutividade térmica do material:
Para a placa, temos:
Substituímos esses valores na fórmula:
Para encontrar a taxa de calor transmitida por dia, multiplicamos
esse valor por 24 (número de horas em um dia):
Portanto, a taxa de calor transmitida por dia através da placa é
de 2400 kcal/dia, o que corresponde à alternativa A.
= k ⋅ A ⋅Q
t
ΔT
L
= k ⋅ 100cm2 ⋅100cal
1h
50oC
10cm
k = 0, 2cal/cm2h°C
A = 2, 0m2 = 20000cm2
L = 2, 0cm
ΔT = 50°C
= k ⋅ A ⋅Q
t
ΔT
L
= 0, 2 ⋅ 20000 ⋅Q
t
50
2
= 100000cal/h
Q
t
100000cal/h × 24h/dia = 2400000cal/dia = 2400kcal/dia.
10
Em um dia de verão, a temperatura chega a um valor igual a 30 °C.
Um tanque de aço contém petróleo até a boca, e esse conjunto
estava sendo mantido a 15 °C. 
Dados:
� Coeficiente de dilatação linear do aço � 1,2 � 10 C ;
� Coeficiente de dilatação do petróleo � 1,0 � 10 C .
Quando o sistema atinge o equilíbrio térmico com o ambiente, qual a
fração volumétrica de petróleo terá sido transbordada?
�5 o �1
�4 o �1
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
14 of 15 10/05/2024, 17:39
A
B
C
D
E
0,096%
0,032%
0,048%
0,054%
0,064%
Parabéns, você selecionou a alternativa correta. Confira o
gabarito comentado!
A resposta correta é: Letra A
Firefox https://estacio.saladeavaliacoes.com.br/exercicio/663e8120139d33d914...
15 of 15 10/05/2024, 17:39