Lista de exercícios sobre termodinâmica - resolução (1)

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Lista de exercícios sobre termodinâmica – Biofísica
Aluno: ___________________________________________________________________
1. No texto de uma revista científica: “Em Plutão, o planeta mais afastado do Sol, a temperatura vai a 380° abaixo de zero”. O autor, embora não tenha declarado qual a escala termométrica utilizada, certamente se refere, para a temperatura mencionada, à escala:
a. Kelvin – Errado, pois 0K é uma temperatura teórica jamais alcançada. Logo, a temperatura registrada no planeta não poderia ser – 380 K.
b. Celsius – A temperatura do 0 K é -273°C. Logo, a temperatura de – 380°C é impossível.
c. Fahrenheit – A temperatura de -380°F é alcançável e equivale a aproximadamente – 228°C
d. Diferente das anteriores, pois o valor não é compatível com nenhuma das três escalas. 
2. Um estudante, no laboratório, deveria aquecer certa quantidade de água desde 25°C até 70°C. Depois de iniciada a experiência, ele quebrou o termômetro de escala Celsius e teve que continua-la com outro de escala Kelvin. Em que posição do novo termômetro ele deve ter parado o aquecimento?
T K = T°C + 273,15
T K = 70 + 273,15
TK = 343,15
3. Um pesquisador construiu uma escala termométrica P com base nas temperaturas de fusão e ebulição do álcool etílico, tomadas como pontos 0 e 100 dessa escala. Na escala Celsius, aqueles dois pontos extremos da escala do pesquisador têm valores -118°C e 78°C. Qual a temperatura na escala Celsius corresponde a 80 P?
Tp – 0/100-0 = TC – (-118)/78-(-118)
TP/100 = TC + 118/196
80/100 = TC + 118/196
4/5 = TC + 188/196
784 = 5TC + 590
TC = 38,8°C
4. Por que os aquecedores são colocados na parte inferior dos ambientes, e os aparelhos de ar-condicionado, na parte superior?
Para que através de correntes de convecção o ar possa fluir e a temperatura no ambiente se tornar uniforme. O ar frio, por ser mais denso que o ar quente, tende a ficar na parte inferior dos ambientes, próximo ao chão, e o ar quente, na parte superior. Colocando-se aquecedores na parte inferior, ele irá aquecer o ar frio que, por ficar mais quente que o ar da parte superior, deve subir e empurrar a massa de ar que lá está para baixo. Da mesma forma, o ar-condicionado, colocado na parte superior, resfria o ar quente que desce e, por sua vez, empurra o ar frio que está próximo ao chão para a parte superior do ambiente. 
5. Cobertor esquenta? Se você embrulhar uma pedra de gelo em um cobertor, ele vai derreter mais depressa do que desembrulhada? Explique.
Cobertor não esquenta. O calor que sentimos quando nos cobrimos é o calor do nosso próprio corpo. Os cobertores são maus condutores de calor e dificultam a perda de energia do corpo para o ambiente. Se embrulharmos uma pedra de gelo em um cobertor, ela vai derreter mais devagar do que desembrulhada porque o cobertor atuará de forma a evitar trocar de calor com o ambiente. 
6. Num dia quente de verão, sem vento, com a temperatura ambiente em 38°C, Honório teria de permanecer bastante tempo na cozinha de sua casa. Para não sentir tanto calor, resolveu deixar a porta do refrigerador aberta, no intuito de esfriara cozinha. A temperatura no interior da geladeira é de aproximadamente 0°C. A análise desta situação permite dizer que o objetivo de Honório:
a. Será alcançado, pois o refrigerador vai fazer o mesmo papel de um ar condicionado, diminuindo a temperatura da cozinha. 
b. Não será atingido, pois o refrigerador vai transferir calor da cozinha para a própria cozinha, e isso não constitui um processo de refrigeração. 
c. Será alcançado, pois atingindo o equilíbrio térmico, a cozinha terá a sua temperatura reduzida para 19°C.
d. Não será atingido, pois, com a porta do refrigerador aberta, tanto a cozinha como o próprio refrigerador terão suas temperaturas elevadas ao receber calor de Honório. 
e. Impossível prever o que ocorrerá.
7. Colocam-se em um mesmo recipiente três termômetros: um Celsius, um Fahrenheit e um Kelvin. Aquece-se o sistema até que a variação da leitura fornecida do termômetro Celsius seja de 45°C. Quais as variações de leitura obtidas pelos outros termômetros?
a. 81 F e 113 K
b. 81 F e 45 K
c. 113 F e 81 K
d. 113 F e 45 K
e. 45 F e 81 K
8. A temperatura de uma máquina na escala Fahrenheit é de 122 F. Qual é sua temperatura na escala Celsius?
a. 40°C
b. 46°C
c. 50°C
d. 60°C
e. 80°C
9. Uma porca está muito apertada no parafuso. O que você deve fazer para afrouxá-la
a. É indiferente aquecer ou esfriar a porca.
b. Esfriar a porca.
c. Esquentar a porca.
d. É indiferente aquecer ou esfriar o parafuso.
e. Esquentar o parafuso.
10. É comum um copo ficar preso dentro de outro. Como você poderia soltá-lo raciocinando termodinamicamente? Explique.
Aqueça o copo da parte de fora com água quente, ele se dilatará soltandoo outro.
11. O vidro do tipo “Pirex” apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque:
a. Possui alto coeficiente de rigidez
b. Tem baixo coeficiente de dilatação térmica
c. Tem alto coeficiente de dilatação térmica
d. Tem alto calor específico
e. É mais maleável que o vidro comum