questões Termologia e Termodinamica

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1. (Fuvest 2015) O desenvolvimento de teorias científicas, geralmente, tem forte relação com 
contextos políticos, econômicos, sociais e culturais mais amplos. A evolução dos conceitos 
básicos da Termodinâmica ocorre, principalmente, no contexto 
a) da Idade Média. 
b) das grandes navegações. 
c) da Revolução Industrial. 
d) do período entre as duas grandes guerras mundiais. 
e) da Segunda Guerra Mundial. 
 
2. (Fuvest 2015) O espelho principal de um dos maiores telescópios refletores do mundo, 
localizado nas Ilhas Canárias, tem 10 m de diâmetro e distância focal de 15 m. Supondo que, 
inadvertidamente, o espelho seja apontado diretamente para o Sol, determine:
a) o diâmetro D da imagem do Sol;
b) a densidade S de potência no plano da imagem, em 2W / m ;
c) a variação TΔ da temperatura de um disco de alumínio de massa 0,6 kg colocado no plano 
da imagem, considerando que ele tenha absorvido toda a energia incidente durante 4 s.
Note e adote:
3π 
O espelho deve ser considerado esférico.
11Distância Terra Sol 1,5 10 m.  
9Diâmetro do Sol 1,5 10 m. 
Calor específico do Al 1J / (g K). Calor específico do Al = 1 J/(g K).
Densidade de potência solar incidindo sobre o espelho principal do telescópio 21kW / m .
O diâmetro do disco de alumínio é igual ao da imagem do Sol.
Desconsidere perdas de calor pelo disco de alumínio. 
 
3. (Unicamp 2015) Alguns experimentos muito importantes em física, tais como os realizados 
em grandes aceleradores de partículas, necessitam de um ambiente com uma atmosfera 
extremamente rarefeita, comumente denominada de ultra-alto-vácuo. Em tais ambientes a 
pressão é menor ou igual a 610 Pa.
a) Supondo que as moléculas que compõem uma atmosfera de ultra-alto-vácuo estão 
distribuídas uniformemente no espaço e se comportam como um gás ideal, qual é o número 
de moléculas por unidade de volume em uma atmosfera cuja pressão seja 8P 3,2 10 Pa,  
à temperatura ambiente T 300K ? Se necessário, use: Número de Avogrado 23AN 6 10 
e a Constante universal dos gases ideais R 8J / molK.
b) Sabe-se que a pressão atmosférica diminui com a altitude, de tal forma que, a centenas de 
quilômetros de altitude, ela se aproxima do vácuo absoluto. Por outro lado, pressões acima 
da encontrada na superfície terrestre podem ser atingidas facilmente em uma submersão 
aquática. Calcule a razão sub naveP P entre as pressões que devem suportar a carcaça de 
uma nave espacial nave(P ) a centenas de quilômetros de altitude e a de um submarino
sub(P ) a 100m de profundidade, supondo que o interior de ambos os veículos se encontra à
pressão de 1atm. Considere a densidade da água como 31000kg / m .ρ 
 
4. (Unifesp 2015) Em um copo, de capacidade térmica 60cal / C e a 20 C, foram colocados
300mL de suco de laranja, também a 20 C, e, em seguida, dois cubos de gelo com 20g 
cada um, a 0 C.
Considere os dados da tabela:
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densidade da água líquida 31g / cm
densidade do suco 31g / cm
calor específico da água líquida 1cal / (g C)
calor específico do suco 1cal / (g C)
calor latente de fusão do gelo 80cal/ g
Sabendo que a pressão atmosférica local é igual a 1atm, desprezando perdas de calor para o 
ambiente e considerando que o suco não transbordou quando os cubos de gelo foram 
colocados, calcule:
a) o volume submerso de cada cubo de gelo, em 3cm , quando flutua em equilíbrio assim que é
colocado no copo.
b) a temperatura da bebida, em C, no instante em que o sistema entra em equilíbrio térmico. 
 
5. (Uerj 2015) No mapa abaixo, está representada a variação média da temperatura dos 
oceanos em um determinado mês do ano. Ao lado, encontra-se a escala, em graus Celsius, 
utilizada para a elaboração do mapa.
Determine, em graus kelvins, o módulo da variação entre a maior e a menor temperatura da 
escala apresentada. 
 
6. (Uel 2015) Analise o gráfico a seguir, que representa uma transformação cíclica ABCDA de
1mol de gás ideal.
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a) Calcule o trabalho realizado pelo gás durante o ciclo ABCDA.
b) Calcule o maior e o menor valor da temperatura absoluta do gás no ciclo (considere
J
R 8 ).
K mol
 Justifique sua resposta apresentando todos os cálculos realizados. 
 
7. (Pucpr 2015) O físico e engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832), em 
seu trabalho Reflexões sobre a potência motriz do fogo, concluiu que as máquinas térmicas 
ideais podem atingir um rendimento máximo por meio de uma sequência específica de 
transformações gasosas que resultam num ciclo – denominado de ciclo de Carnot, conforme 
ilustra a figura a seguir.
A partir das informações do ciclo de Carnot sobre uma massa de gás, conforme mostrado no 
gráfico p V, analise as alternativas a seguir.
I. Ao iniciar o ciclo (expansão isotérmica 1 2), a variação de energia interna do gás é igual a
QQ e o trabalho é positivo (W 0).
II. Na segunda etapa do ciclo (expansão adiabática 2 3) não há troca de calor, embora o 
gás sofra um resfriamento, pois U W.Δ  
III. Na compressão adiabática 4 1, última etapa do ciclo, o trabalho realizado sobre o gás 
corresponde à variação de energia interna dessa etapa e há um aquecimento, ou seja,
U W.Δ  
IV. O trabalho útil realizado pela máquina térmica no ciclo de Carnot é igual à área A ou, de 
outro modo, dado por : Q FQ Q .τ  
V. O rendimento da máquina térmica ideal pode atingir até 100 %, pois o calor FQ pode ser 
nulo – o que não contraria a segunda lei da termodinâmica.
Estão CORRETAS apenas as alternativas: 
a) I, II e IV. 
b) I, II e III. 
c) II, III e IV. 
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d) II, III e V. 
e) III, IV e V. 
 
8. (Fuvest 2015) Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, A B,
B C e C A, conforme o diagrama p V apresentado na figura abaixo.
A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte:
I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.
II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A.
III. Durante a transformação A B, o gás recebe calor e realiza trabalho.
Está correto o que se afirma em: 
a) I. 
b) II. 
c) III. 
d) I e II. 
e) II e III. 
 
9. (Uemg 2015) Um rio sempre corre de uma parte mais alta para uma mais baixa. Suas águas
perdem energia potencial gravitacional e ganham energia cinética. Parte dessa energia cinética
transforma-se em energia térmica. “Um dia escrevi que com as perdas só há um jeito: perdê-
las.” (LUFT, 2014, p. 72) 
Os processos de transformação de energia são estudados pelas leis da Termodinâmica. 
Sobre esses processos de transformação, são feitas três afirmações:
Situação 1: 100 J de energia cinética são transformados em 100 J de energia térmica. 
Situação 2: 100 J de energia potencial gravitacional são transformados em 80 J de energia 
cinética e 20 J de energia térmica. 
Situação 3: 100 J de energia térmica são transformados em 100 J de energia cinética. 
Das 3 situações, viola (violam) a Segunda Lei da Termodinâmica 
a) apenas a situação 1. 
b) apenas a situação 2. 
c) apenas a situação 3. 
d) as três situações. 
 
10. (Ufsm 2015) Uma das maneiras de se obter sal de cozinha é a sua extração a partir de 
sítios subterrâneos. Para a realização de muitas das tarefas de mineração, são utilizadas 
máquinas térmicas, que podem funcionar, por exemplo, como motores para locomotivas, 
bombas de água e ar e refrigeradores. A respeito das propriedades termodinâmicas das 
maquinas térmicas, qual das alternativas é INCORRETA? 
a) O rendimento de uma máquina térmica funcionando como motor será máximo quando a 
maior parte da energia retirada da fonte quente for rejeitada, transferindo-se para a fonte fria.
b) Uma máquina térmica funcionando como refrigerador transfere energia de uma fonte fria 
para uma fonte quente mediante realização de trabalho. 
c) Máquinas térmicas necessitam de duas fontes térmicas com temperaturas diferentes paraoperar. 
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d) Dentre as consequências da segunda lei da termodinâmica, está a impossibilidade de se 
construir uma máquina térmica com rendimento de 100%. 
e) Todas as etapas de uma máquina térmica operando no ciclo de Carnot são reversíveis. 
 
11. (Ufes 2015) A figura abaixo apresenta um conjunto de transformações termodinâmicas 
sofridas por um gás perfeito. Na transformação 1 2, são adicionados 200 J de calor ao gás, 
levando esse gás a atingir a temperatura de 60 C no ponto 2. A partir desses dados, 
determine
a) a variação da energia interna do gás no processo 1 2;
b) a temperatura do gás no ponto 5;
c) a variação da energia interna do gás em todo o processo termodinâmico 1 5. 
 
12. (Espcex (Aman) 2015) Em uma fábrica, uma máquina térmica realiza, com um gás ideal, o 
ciclo FGHIF no sentido horário, conforme o desenho abaixo. As transformações FG e HI são 
isobáricas, GH é isotérmica e IF é adiabática. Considere que, na transformação FG, 200 kJ 
de calor tenham sido fornecidos ao gás e que na transformação HI ele tenha perdido 220 kJ 
de calor para o meio externo.
A variação de energia interna sofrida pelo gás na transformação adiabática IF é 
a) 40 kJ 
b) 20 kJ 
c) 15 kJ 
d) 25 kJ 
e) 30 kJ 
 
13. (Fuvest 2015) Um recipiente hermeticamente fechado e termicamente isolado, com volume
de 750 ,l contém ar inicialmente à pressão atmosférica de 1atm 1 atm e à temperatura de
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27 C. No interior do recipiente, foi colocada uma pequena vela acesa, de 2,5 g. Sabendo‐se 
que a massa da vela é consumida a uma taxa de 0,1g / min e que a queima da vela produz 
energia à razão de 43,6 10 J / g, determine
a) a potência W da vela acesa;
b) a quantidade de energia E produzida pela queima completa da vela;
c) o aumento TΔ da temperatura do ar no interior do recipiente, durante a queima da vela;
d) a pressão P do ar no interior do recipiente, logo após a queima da vela.
Note e adote:
O ar deve ser tratado como gás ideal.
O volume de 1mol de gás ideal à pressão atmosférica de 1atm e à temperatura de 27 C é
25 .l
Calor molar do ar a volume constante:  vC 30 J / mol K .
Constante universal dos gases:  R 1,08 atm / mol K . l
0 C 273 K.  0 °C = 273 K.
Devem ser desconsideradas a capacidade térmica do recipiente e a variação da massa de gás 
no seu interior devido à queima da vela. 
 
14. (Uerj 2015) Um mergulhador precisa encher seu tanque de mergulho, cuja capacidade é 
de 2 31,42 10 m , a uma pressão de 140 atm e sob temperatura constante.
O volume de ar, em m3, necessário para essa operação, à pressão atmosférica de 1 atm, é 
aproximadamente igual a: 
a) 
1
4
 
b) 
1
2
 
c) 2 
d) 4 
 
15. (Uerj 2015) Para aquecer 1L de água contida em um recipiente de capacidade térmica 
desprezível, uma pessoa dispõe de um aquecedor elétrico portátil cuja potência é de 1273 W, 
quando submetido a uma tensão de 127V. Considere que toda a energia fornecida pelo 
aquecedor seja absorvida pela água.
Nessas condições, calcule a variação de temperatura da água após o aquecedor inserido no 
recipiente ficar ligado por 165 segundos. 
 
16. (Unesp 2015) A energia contida nos alimentos
Para determinar o valor energético de um alimento, podemos queimar certa quantidade desse 
produto e, com o calor liberado, aquecer determinada massa de água. Em seguida, mede-se a 
variação de temperatura sofrida pela água depois que todo o produto foi queimado, e 
determina-se a quantidade de energia liberada na queima do alimento. Essa é a energia que tal
alimento nos fornece se for ingerido.
No rótulo de um pacote de castanha de caju, está impressa a tabela a seguir, com informações 
nutricionais sobre o produto.
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INFORMAÇÃO NUTRICIONAL
Porção 15 g
Quantidade por porção
Valor energético 90 kcal
Carboidratos 4,2 g
Proteínas 3 g
Gorduras totais 7,3 g
Gorduras saturadas 1,5 g
Gordura trans 0 g
Fibra alimentar 1g
Sódio 45 g
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Considere que 150 g de castanha tenham sido queimados e que determinada massa m de 
água, submetida à chama dessa combustão, tenha sido aquecida de 15 C para 87 C. 
Sabendo que o calor específico da água líquida é igual a 1cal (g C)  e que apenas 60% da 
energia liberada na combustão tenha efetivamente sido utilizada para aquecer a água, é 
correto afirmar que a massa m, em gramas, de água aquecida era igual a 
a) 10000. 
b) 5000. 
c) 12500. 
d) 7500. 
e) 2500. 
 
17. (G1 - cps 2015) Um dos materiais que a artista Gilda Prieto utiliza em suas esculturas é o 
bronze. Esse material apresenta calor específico igual a 0,09cal / (g C),  ou seja, necessita-se
de 0,09 caloria para se elevar em 1 grau Celsius a temperatura de 1 grama de bronze.
Se a escultura apresentada tem uma massa de bronze igual a 300 g, para que essa massa 
aumente sua temperatura em 2 C, deve absorver uma quantidade de calor, em calorias, igual 
a 
a) 6. 
b) 18. 
c) 27. 
d) 36. 
e) 54. 
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18. (Ufsc 2015) Para determinar o equivalente mecânico do calor, faz-se um experimento que 
consiste em deixar cair um recipiente muito resistente com água de uma altura h em relação 
ao solo. O recipiente é termicamente isolado para impedir trocas de calor com o meio, mas 
contém um termômetro acoplado para medir as variações de temperatura T da água. As 
colisões com o solo são inelásticas e toda a energia é transferida para a água. O gráfico abaixo
foi obtido com dados do experimento realizado com 1,0 kg de água. Considere  2g 10m / s .
Sobre o assunto tratado e com base no gráfico acima, é CORRETO afirmar que: 
01) para a temperatura da água ser elevada em 1 C, a altura h deve ser de 800m. 
02) lançar o recipiente térmico com velocidades iniciais diferentes de zero levaria a maiores 
aumentos de temperatura da água do que os apresentados, para as mesmas alturas h do 
gráfico. 
04) a variação da temperatura da água é diretamente proporcional à massa da água. 
08) perdas na forma de energia sonora poderiam ser consideradas no experimento. 
16) o equivalente mecânico do calor obtido a partir do gráfico é 1,0 cal 4,0 J. 
 
19. (Uerj 2015) Um corpo de massa igual a 500g, aquecido por uma fonte térmica cuja 
potência é constante e igual a 100cal / min, absorve integralmente toda a energia fornecida por
essa fonte. Observe no gráfico a variação de temperatura do corpo em função do tempo.
Calcule o calor específico da substância da qual o corpo é composto, bem como a capacidade 
térmica desse corpo. 
 
20. (Pucpr 2015) Um gás é confinado dentro de um sistema formado por um pistão e um 
cilindro de paredes termicamente condutoras. O cilindro é imerso em um banho formado por 
uma mistura de água e gelo a 0 C. O gás é submetido a um processo cíclico de modo a 
produzir o diagrama PV mostrado na figura. Se a área delimitada pelo ciclo é equivalente ao 
trabalho de 600 J 600 J e considerando o calor latente de fusão do gelo igual a 53,0 10 J / kg,
qual a massa de gelo que derrete durante esse processo? Considere que as trocas de calor 
ocorrem somente entre o gás e a mistura.
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a) 2,0 g. 
b) 1,0 g. 
c) 10 g. 
d) 3,0 g. 
e) 5,0 g. 
 
21. (Ueg 2015) A mudança do estado físico de determinada substância pode ser avaliada em 
função da variação da temperatura em relação ao tempo, conforme o gráfico a seguir. 
Considere que a 0 C o composto encontra-se no estado sólido.
No gráfico, encontra-se a substância no estado líquido nos pontos 
a) I, II e IV 
b) III, IV e V 
c) II, III e IV 
d) I, III e V 
 
22. (G1 - cftmg 2015) Um aluno, ao colocar sua mão sobre o objeto 1, tem a sensação de que 
o objeto está “quente” e uma aluna, ao colocar sua mão sobre o objeto 2, tem a sensação de 
que o mesmo está “frio”. O professor analisou essasituação, apresentando as seguintes 
afirmativas:
I. A temperatura da mão do aluno é maior que a do objeto 1.
II. A temperatura do objeto 2 é menor que a da mão da aluna.
III. O objeto 1 transfere calor para a mão do aluno.
IV. O objeto 2 transfere frio para a mão da aluna.
Sobre as afirmativas do professor, são corretas apenas 
a) I e III. 
b) I e IV. 
c) II e III. 
d) II e IV. 
 
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23. (Ufsm 2015) Um dos métodos de obtenção de sal consiste em armazenar água do mar em 
grandes tanques abertos, de modo que a exposição ao sol promova a evaporação da água e o 
resíduo restante contendo sal possa ser, finalmente, processado. A respeito do processo de 
evaporação da água, analise as afirmações a seguir.
I. A água do tanque evapora porque sua temperatura alcança 100 C. 
II. Ao absorver radiação solar, a energia cinética de algumas moléculas de água aumenta, e 
parte delas escapa para a atmosfera.
III. Durante o processo, linhas de convecção se formam no tanque, garantindo a continuidade 
do processo até que toda a água seja evaporada.
Está(ão) correta(s) 
a) apenas I. 
b) apenas II. 
c) apenas III. 
d) apenas I e II. 
e) I, II e III. 
 
24. (Ufsm 2015) Em 2009, foi construído na Bolívia um hotel com a seguinte peculiaridade: 
todas as suas paredes são formadas por blocos de sal cristalino. Uma das características 
físicas desse material é sua condutividade térmica relativamente baixa, igual a 6 W / (m C).  A 
figura a seguir mostra como a temperatura varia através da parede do prédio.
Qual é o valor, em 2W / m , do módulo do fluxo de calor por unidade de área que atravessa a 
parede? 
a) 125. 
b) 800. 
c) 1200. 
d) 2400. 
e) 3000. 
 
25. (Ufsc 2015) Recentemente, a revista Popular Mechanics em conjunto com o canal History 
elaboraram uma lista com “101 invenções que mudaram o mundo”. Grandes invenções 
modificam o comportamento da sociedade, introduzindo praticidade e conforto, mas também 
novos problemas. Muitas delas envolvem fenômenos e princípios físicos que explicam seu 
funcionamento. Na tabela abaixo, são apresentadas as invenções eleitas como as vinte mais 
importantes.
01. Smartphone 08. Fonógrafo 15. Modem 
02. Rádio 09. Despertador 16. Rádio transistor 
03. Televisão 10. Lâmpada 17. GPS 
04. Seringa hipodérmica 11. Pilha 18. Aspirador de pó 
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05. Computador pessoal 12. Bicicleta 19. Câmera fotográfica compacta 
06. Aparelho de ar condicionado 13. Palito de fósforo 20. Controle remoto 
07. Telefone 14. Máquina de escrever
Sobre o assunto tratado acima, é CORRETO afirmar que: 
01) nas lâmpadas incandescentes ocorre o efeito Joule, que provoca o aquecimento do 
filamento de tungstênio (resistor). 
02) o controle remoto opera com a emissão de ondas mecânicas transversais. 
04) como transfere calor de uma fonte fria para uma fonte quente, o aparelho de ar 
condicionado viola a Segunda Lei da Termodinâmica. 
08) a velocidade de translação de uma bicicleta pode ser alterada pela modificação da razão 
Raio da coroa pelo Raio da catraca, que estão ligadas aos pedais e à roda. 
16) parte do funcionamento das televisões analógicas antigas é devido à deflexão (desvio) de 
um feixe de elétrons por um campo eletromagnético. 
32) quando você fala com alguém ao telefone, as ondas eletromagnéticas da sua voz se 
propagam através da rede telefônica. 
64) dentro de um aspirador de pó, a pressão do ar é menor do que na parte externa, fazendo 
com que as partículas de sujeira sejam sugadas para seu interior. 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões
comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o 
astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição 
cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra. 
26. (Unicamp 2015) Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa 
estrela é de iT 2.700 C.  Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa
24M 6,0 10 kg  constituída de um material com calor específico c 0,5 kJ / (kg C).  A 
quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final
de fT 700 C  é igual a 
a) 2724,0 10 kJ. 
b) 276,0 10 kJ. 
c) 278,1 10 kJ. 
d) 272,1 10 kJ. 
 
27. (G1 - ifsc 2015) Pedrinho estava com muita sede e encheu um copo com água bem 
gelada. Antes de beber observou que o copo ficou todo “suado” por fora, ou seja, cheio de 
pequenas gotículas de água na superfície externa do copo. É CORRETO afirmar que tal 
fenômeno é explicado: 
a) pela sublimação da água existente no copo. 
b) pela porosidade do copo que permitiu que parte da água gelada passasse para o lado de 
fora do copo. 
c) pela vaporização da água do copo para fora do copo. 
d) pelas correntes de convecção formada em função do aquecimento da água gelada pelo meio
ambiente. 
e) pela condensação dos vapores de água da atmosfera em contato com o copo gelado. 
 
28. (Ueg 2015) As propriedades físicas dos líquidos podem ser comparadas a partir de um 
gráfico de pressão de vapor em função da temperatura, como mostrado no gráfico hipotético a 
seguir para as substâncias A, B, C e D.
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Segundo o gráfico, o líquido mais volátil será a substância 
a) A 
b) B 
c) C 
d) D 
 
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Gabarito: 
Resposta da questão 1:
 [C]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]
Os conceitos básicos da Termodinâmica foram alavancados a partir de 1698 com a invenção 
da primeira térmica, uma bomba d'água que funcionava com vapor, criada por Thomas Severy 
para retirar água das minas de carvão, na Inglaterra. A partir daí, essa máquina foi sendo cada 
vez mais aprimorada com a contribuição de vários engenheiros, inventores e construtores de 
instrumentos, como James Watt. Por volta de 1760, a máquina térmica já era um sucesso, 
tendo importante contribuição na Revolução Industrial.
[Resposta do ponto de vista da disciplina de História]
A Primeira Revolução Industrial revolucionou a maneira como se produziam as mercadorias, 
em especial com a criação de maquinários movidos a vapor. Na Inglaterra da década de 1770, 
o mercado de tecidos, os transportes (como trens e navios) e as comunicações funcionavam a 
partir de máquina a vapor. Logo, a termodinâmica está relacionada à Revolução Industrial. 
Resposta da questão 2:
 Dados: 9 11f 15 m; D 1,5 10 m; L 1 ,5 10 m.    
a) O Sol comporta-se como objeto impróprio para o espelho, portanto a imagem forma-se no 
foco principal. Assim, p' = 15 m, conforme ilustra a figura.
Sendo D o diâmetro da imagem, por semelhança de triângulos:
9 11 2
Sol
D f D 15 15
 D 
D L 1,5 10 1,5 10 10
D 0,15 m.
     
 

b) Dados: 2E 1D 10 m; S 1 . kW/m 
A densidade de potência (S) é a razão entre a potência recebida e a área de captação (A). 
Pela conservação da energia:
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221 1 1 E
1
2 2
2
1E
2 2
6 2
P A S DDP
S P A S S S 
P A SA 4 4
D S 100 1.000
S 
D 0,15
S 4,44 10 W/m .
ππ       
  
 
c) Dados: m 0,6 kg 600 g; t 4 s; c 1 J / g K.Δ    
Como todo calor recebido é usado no aquecimento do disco de alumínio, temos:
1 1
1 1
2
A S t
Q P t m c T A S t T 
m c
10
3 1.000 4
4 T 
600 1
T 500 K.
Δ
Δ Δ Δ Δ
Δ
Δ
     
  
 


 
Resposta da questão 3:
 a) Dados: 23 8 AN 6 10 ; P 3,2 10 Pa; T 300 K; R 8 J/mol K.
      
Sendo n o número de mols, o número de partículas (N) é:
A
A
N
N n N n .
N
  
Aplicando a equação de Clapeyron:
23 8
A
A
12
3
N PN N 6 10 3,2 10
n RT P V R T P V 
N V R T 8 300
N moléculas8 10 .
V m
        

 
 
b) Dados: 3 3 2int 0p p 1 atm; 10 kg/m ; h 100 m; g 10 m/s .ρ    
A pressão suportada pelacarcaça é o módulo da diferença entre as pressões externa e 
interna. Assim:
  3sub ext int 0 0 sub
5
sub
5
nave int ext 0 nave nave
5
sub sub
5
nave nave
 P P P P g h P P g h 10 10 100 
 P 10 10 Pa.
 P P P P 0 P 1 atm P 10 Pa.
P P10 10
 10.
P P10
ρ ρ           
 
        
  
 
Resposta da questão 4:
 a) Teremos:
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Como se trata de uma situação de equilíbrio, o empuxo e o peso têm mesma intensidade.
3
suco i i i
suco
m 20
E P d V g m g V V 20 cm .
d 1
       
b) Como os sistema é termicamente isolado, o somatório dos calores trocados é nulo.
       
           
copo suco gelo água
f gelo águacopo suco
Q Q Q Q 0 
C m c m L m c 0 
60 20 300 1 20 40 80 40 1 0 0 20
3 60 15 300 160 2 20 200 
10 °C.
Δθ Δθ Δθ
θ θ θ
θ θ θ θ
θ
    
    
          
       

 
Resposta da questão 5:
 As variações de temperatura nas escalas Celsius ( )θ e Kelvin (T) são numericamente iguais.
 4,5 3,5 8 °C T 8 K.Δθ Δ      
Resposta da questão 6:
 a) O trabalho do ciclo ABCDA representado na figura corresponde à área da figura, 
considerando o sentido horário teremos um trabalho positivo. Os segmentos AB e CD em 
que temos uma transformação isocórica (volume constante) terão trabalho nulo. No 
seguimento BC teremos uma expansão volumétrica isobárica conduzindo a um trabalho 
positivo (gás realizando trabalho sobre o meio externo) e no seguimento DA teremos o gás 
recebendo trabalho do meio externo, ou seja, um trabalho negativo referente a uma 
contração de volume à pressão constante.
A expressão do trabalho isobárico fica
p Vτ Δ 
Onde
τ  trabalho realizado ( ) ou recebido pelo gás ( ) em joules (J)
p  pressão do gás em Pascal 2(Pa N m )
VΔ  variação de volume do gás 3(m )
3
BC 15Pa (6 2)m 60Jτ    
e
3
DA 5Pa (2 6)m 20Jτ     
O trabalho do ciclo é
ciclo 60 20 40Jτ   
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Ou ainda pela área do retângulo
3
ciclo (15 5)Pa (6 2)m 40Jτ     
b) Para calcularmos a maior e a menor temperatura do sistema devemos lembrar os gráficos 
de isotermas, através da Lei de Boyle-Mariotti
Observando o gráfico dado notamos que os pontos de maior e menor temperaturas 
absolutas são respectivamente C e A.
Para calcularmos estes valores de temperatura, lançamos mão da equação de estados dos 
Gases Ideais
pV nRT
Onde 
p  pressão do gás em Pascal 2(Pa N m )
V  volume do gás 3(m )
n  número de mols do gás (mol)
R  constante universal dos gases ideais (fornecido no problema)
T  temperatura absoluta (K)
Isolando T e calculando as temperaturas para os pontos C e A, temos:
A maior temperatura
3
C
15Pa 6m
T 11,25K
J
1mol 8
molK
 

E a menor temperatura
3
A
5Pa 2m
T 1,25K
J
1mol 8
molK
 

 
Resposta da questão 7:
 [C]
Analisando as afirmativas, temos:
[I] (Falsa) Em um processo isotérmico, a energia interna não varia, e, portanto sua variação é 
nula U 0;Δ 
[II] (Verdadeira) Não há troca de calor em um processo adiabático e como temos uma 
expansão o trabalho que o gás realiza se dá à custa da energia interna causando um 
resfriamento do sistema. U W;Δ  
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[III] (Verdadeira) Neste caso temos a situação inversa da afirmativa [II], uma compressão 
adiabática em que o calor é zero, logo haverá um aquecimento do gás graças ao trabalho 
exercido sobre o gás. U W;Δ  
[IV] (Verdadeira) O trabalho útil do ciclo τ corresponde à área sob as curvas A ou ainda pela 
diferença de calor entre a fonte quente e a fonte fria: Q FQ Q ;τ  
[V] (Falsa) A Segunda Lei da Termodinâmica diz que é impossível construir uma máquina que 
obedeça ao ciclo de Carnot com um rendimento de 100%, visto que é impossível converter 
o calor de forma integral em trabalho.
Sendo assim, a alternativa correta é [C]. 
Resposta da questão 8:
 [E]
[I] Incorreta. Como o ciclo é anti-horário, o trabalho é negativo e seu módulo é numericamente 
igual a área do ciclo.
[II] Correta. A energia interna (U) é diretamente proporcional ao produto pressão  volume. 
Assim: C C A A C Ap V p V U U .  
[III] Correta. Na transformação A B, ocorre expansão, indicando que o gás realiza trabalho
(W 0). Como há também aumento da energia interna ( U 0).Δ 
Pela 1ª Lei da Termodinâmica:
Q U W Q 0Δ     o gás recebe calor. 
Resposta da questão 9:
 Sem resposta.
Gabarito Oficial: [C]
Gabarito SuperPro®: Sem resposta.
Há problemas no enunciado desta questão. Da maneira como foi publicada nada se pode 
afirmar. Nenhuma das situações propostas cita tratar-se de um ciclo termodinâmico. Além disto,
não é possível determinar a origem da energia cinética de 100 J. 
Resposta da questão 10:
 [A]
O rendimento de uma máquina térmica é máximo quando a menor parte da energia térmica 
retirada da fonte quente for rejeitada para a fonte fria. 
Resposta da questão 11:
 a) Usaremos a 1ª Lei da Termodinâmica U Q WΔ   e como na transformação 1 2 não 
temos variação de volume ( V 0)Δ  não haverá realização de trabalho (W 0) e tivemos 
absorção de calor (Q 200J),  sendo assim U Q,Δ  ou seja, U 200J.Δ 
b) Neste caso, como dispomos da temperatura do ponto 2, usaremos a Lei dos gases ideais 
para os pontos 2 e 5. O sistema é fechado, logo não há perdas de massa para o exterior.
5 5 2 2
5 2
p V p V
T T
  retirando os valores do gráfico 0 0 0 0 5 2 5
5 2
p 2V 2p V
T T T 60 C.
T T
      o
c) Sabendo que a energia interna depende da somente da temperatura para a condição de gás 
ideal, para a transformação de 2 5 temos que a variação da energia interna é nula
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25( U 0),Δ  pois 5 2T T . Logo, a variação da energia interna de 1 5 é igual à 
transformação 1 2 já calculada anteriormente.
Portanto, 15 12 25 15 15U U U U 200J 0 U 200J.Δ Δ Δ Δ Δ       
Resposta da questão 12:
 [C]
Observação: Os dados sobre os calores trocados nas transformações FG e HI são 
incompatíveis com as equações dos gases ideais, seja ele monoatômico ou diatômico.
Para um gás ideal e monoatômico, os valores corretos são:
 
 
5 3
FG
5 3
HI
5
Q 2 10 0,50 0,15 175 10 175 kJ.
5 2Q p V
52
Q 1 10 0,25 1 187,5 10 187,5 kJ.
2
Δ
        
         
Usando a Primeira Lei da Termodinâmica, calculamos a variação da Energia Interna em cada 
uma das transformações:
 
 
3 5 3
FG FG FG FG
GH
3 5 3
HI HI HI FG
U Q W 200 10 2 10 0,50 0,15 130 10 U 130 kJ.
U 0 (isotérmica)
U Q W 220 10 1 10 0,25 1 145 10 U 145 kJ.
Δ Δ
Δ
Δ Δ
           
 

             
Num ciclo, a variação da Energia Interna é nula e igual ao somatório das variações de energia 
interna nas transformações parciais. Assim:
FG GH HI IJ ciclo
IJ IJ
IJ
U U U U U 
130 0 145 U 0 U 145 130 
U 15 kJ.
Δ Δ Δ Δ Δ
Δ Δ
Δ
    
       

 
Resposta da questão 13:
 a) Dados: 
4E 3,6 10 J/g;m
Δ   m 0,1g/min.tΔ 
Usando análise dimensional:
4 gE E m J J 3.600 JW P 3,6 10 0,1 3.600 
t m t g min min 60 s
W 60 W.
Δ Δ
Δ Δ
         

b) Dado: m = 2,5 g.
Usando os dados e resultados do item anterior e análise dimensional, vem:
43.600 J 2,5 gE E 9 10 J.
gmin 0,1
min
    
c) Dados: 
0 0 v
0
atmJ J
p 1 atm; V 750 ; C 30 ; R 0,08 8 ;
mol K mol K mol K
T 27 C 300 K; 1 mol 25 .
    
   
l
l
l
O excesso de dados com valores aproximados e inconsistentes permite duas resoluções que
chegam a diferentes resultados.
Calculando o número de mols:
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- Pela equação de Clapeyron:
0
0 0
p V 1 750
p V n R T n n 31,25 mol.
R T 0,08 300
     

- Por proporção direta:
25 1 mol 750
 n n 30 mol.
25750 n

   
l
l
Nota: por comodidade, será usado nos cálculos a seguir o segundo resultado: n = 30 mol.
- A energialiberada pela queima da vela é absorvida pelo ar na forma de calor, aquecendo o 
ar do recipiente.
4
v
v
Q 9 10
E Q n C T T T 100 K 100 C.
n C 30 30
Δ Δ Δ
        

- A queima da vela ocorre a volume constante, portanto toda a energia liberada é usada para
aumentar a energia interna do gás. Como o ar deve ser tratado como gás perfeito, usando 
a expressão da variação da energia interna para um gás diatômico, vem:
42 U5 9 10
E U n R T T T 75 K 75 C.
2 5 n R 5 30 8
Δ
Δ Δ Δ Δ
        
 
Nota: por comodidade, será usado nos cálculos a seguir o primeiro resultado: T 100K.Δ 
d) Aplicando a equação geral dos gases ideais: 
0
0 0
p V p V 1 p 4
 p atm p 1,33 atm.
T T T 300 300 100 3Δ
      
 
 
Resposta da questão 14:
 [C]
Considerando o processo isotérmico e comportamento de gás perfeito para o ar, da equação 
geral dos gases:
0 0 2 2 3
2 2
0
3
2
p Vp V
 140 1,42 10 1 V V 198 10 m 
T T
V 2 m . 
          

 
Resposta da questão 15:
 Dados: P 1.273 W; V 1 L m 1.000 g; t 165 s; c 4,2 J/g °C.Δ      
Q m c T
P t 1.273 165
 m c T P t T Q
m c 1.000 4,2P Q P t
t
T 50 °C.
Δ
Δ
Δ Δ Δ
Δ
Δ
Δ
 
         

 
Resposta da questão 16:
 [D]
Em 150 g de castanha temos 10 porções. Portanto, da tabela, a energia liberada nessa queima
é:
E 10 90 900 kcal E 900.000 cal.    
Como somente 60% dessa energia são usados no aquecimento da água, aplicando a equação 
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do calor sensível, temos:
 
0,6 E 0,6 900.000
Q m c 0,6 E m c m 
c 1 87 15
m 7.500 g.
Δθ Δθ
Δθ
      
 

 
Resposta da questão 17:
 [E]
   Q m c 300 0,09 2 Q 54 cal.Δθ    
Resposta da questão 18:
 02 + 08 = 10.
[01] (Falsa) Se a variação de temperatura foi de 0,3 graus para aproximadamente 100 m então 
para atingir 1 grau a altura deve ser próxima de 500 m.
[02] (Verdadeira) A energia cinética adicional se somaria à energia potencial gravitacional que 
se transfere integralmente para a água, elevando mais a temperatura.
[04] (Falsa) Na realidade a altura da queda é diretamente proporcional à variação de 
temperatura da água.
[08] (Verdadeira) A energia total se conserva e, portanto a energia sonora produzida no choque 
poderia dar mais precisão para o experimento, pois representa um fator de perda da 
energia mecânica inicial além do atrito com o ar e com o choque no solo.
[16] (Falsa) Calculando com a expressão do calor sensível, temos:
Q m c T
cal
Q 1000g 1 0,3 C 300cal
g C
Δ  
    
 
 
Resposta da questão 19:
 Dados: m 500 g; P 100 cal/min. 
 
 
 
Q m c T
100 30P t
 m c T P t c Q
m T 500 50 10P Q P t
t
c 0,15 cal/g °C.
C m c 500 0,15 C 75 cal/°C. 
Δ
Δ
Δ Δ
ΔΔ
Δ
 
         
 
   
 
Resposta da questão 20:
 [A]
O trabalho realizado pelo ciclo será convertido em calor que será transmitido para o banho por 
intermédio de sua superfície condutora provocando o derretimento de parte do gelo.
Este derretimento é calculado com o calor latente, dado pela expressão:
fQ m L  
Onde,
m  massa em quilogramas de gelo que sofre derretimento (kg);
fL  calor latente de fusão do gelo (J/kg)
Q  quantidade de calor (J)
Então a massa de gelo derretido será:
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5f
Q 600J
m 0,002kg 2g
JL 3 10
kg
   
 
Resposta da questão 21:
 [C]
Ao ser submetida ao aquecimento de uma substância pura que esteja no estado sólido, 
teremos dois pontos em que a temperatura permanece constante à pressão constante. 
Primeiramente há o aquecimento do sólido até o momento em que alcançado o ponto de fusão 
onde encontramos duas fases distintas (sólido e líquido) sem que haja alteração da 
temperatura (região II do gráfico). Ao derreter todo o sólido, resta apenas o líquido que ao 
absorver mais calor aumenta sua temperatura até que a pressão de vapor atinja a pressão 
atmosférica (região III), neste ponto estamos diante de mais uma mudança de fase (líquido 
para vapor) e a temperatura permanece constante até que todo o líquido vaporize (região IV). 
No gráfico temos líquido quando começa a fusão até o término da vaporização, ou seja, 
corresponde aos pontos II, III e IV. 
Resposta da questão 22:
 [C]
[I] Incorreta. A temperatura da mão do aluno é menor, pois se ele tem a sensação térmica de 
que o objeto 1 está quente é porque esse objeto transfere calor para suas mãos.
[II] Correta. Se ela teve a sensação térmica de que o objeto está frio é porque ela perde 
transfere calor para ele. Logo, a temperatura do objeto 2 é menor que a da mão dela.
[III] Correta. Já justificado em [I].
[IV] Incorreta. Não existe transferência de frio. 
Resposta da questão 23:
 [B]
Justificando as incorretas:
[I] Incorreta. A evaporação é um processo de vaporização que ocorre abaixo da temperatura 
de ebulição. 
[II] Correta.
[III] Incorreta. Não ocorre convecção porque a água quente, menos densa, está na superfície, 
não realizando movimento descendente. 
Resposta da questão 24:
 [D]
De acordo com a equação de Fourier, o fluxo  Φ por unidade de área (A) é:
 
 
26 60 20k T 240 2400 W/m .
A x 0,25 0,15 0,1 A
Φ Δ Φ
Δ

    

 
Resposta da questão 25:
 01 + 08 + 16 + 64 = 89.
[01] (Verdadeira) O efeito Joule refere-se ao aquecimento de um condutor pela passagem da 
corrente elétrica, isto é, há a transformação de energia elétrica em energia térmica. No 
caso da lâmpada incandescente além do calor produzido pela passagem da corrente 
elétrica temos a produção de luz.
[02] (Falsa) O controle remoto emite ondas eletromagnéticas transversais que são basicamente
ondas de rádio e não dependem de meio material para se propagarem como as ondas 
mecânicas.
[04] (Falsa) Violaria se esse processo fosse espontâneo como preconiza a Segunda Lei, porém
para que os aparelhos de ar condicionado funcionem dessa forma, é necessário um 
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fornecimento externo de energia que ocorre através de um compressor que realiza 
trabalho mecânico sobre uma substância refrigerante, tornando possível o sentido inverso 
da troca de calor.
[08] (Verdadeira) Este princípio está por trás do sistema de marchas utilizado nas bicicletas 
mais modernas em que se a relação entre os raios da coroa e da catraca for pequena 
estamos na condição em que precisamos subir uma elevação e a velocidade e o torque 
são menores (catraca maior) ao passo que para a relação entre coroa/catraca maior temos
velocidade maior e usamos a catraca menor, porém com maior torque. Em síntese, como a
roda traseira da bicicleta e a catraca tem a mesma velocidade angular (giram no mesmo 
tempo), quanto menor for a catraca maior será a velocidade para uma mesma frequência 
de pedalada.
[16] (Verdadeira) A imagem da maioria das televisões antigas se baseava em varrer a tela com 
emissão de elétrons formadores da imagem que eram desviados para todos os cantos da 
tela com um campo magnético direcionador.
[32] (Falsa) Na realidade a voz é uma onda mecânica, pois necessita de meio material para se 
propagar. O telefone transforma a voz em impulsos elétricos que é transmitida pelos fios 
no telefone fixo ou em ondas eletromagnéticas no caso do celular até o seu destino final 
onde um transdutor refaz a voz novamente.
[64] (Verdadeira) O aspirador de pó consegue sugar sujeiras e poeira através da diferença de 
pressão causada pelo seu funcionamento sendo o mesmo princípio do uso de canudos para 
beber refrigerantes. Em seu interior há um ventilador poderoso com hélices inclinadas puxando 
o ar externo com muita rapidez provocando na entrada de ar uma diferença de pressão 
suficiente para sugar para seu interior tudo o que for capaz de passar pelo orifício de entrada. 
O ar escapa na parte superior do filtro poroso e o pó fica retido na parte inferior. 
Resposta da questão 26:
 [B]
24 27Q M c 6 10 0,5 700 2.700 Q 6 10 kJ.Δθ         
Resposta da questão27:
 [E]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]
A água gelada presente no copo provoca uma diferença de temperatura entre a parte interna e 
externa do copo, as moléculas de água presente da atmosfera, ao encontrar a superfície mais 
fria do copo, fornece calor para ela, fazendo com que a água condense, ou seja, passe para o 
estado líquido, formando gotículas de água nas paredes do copo.
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]
A água gelada contida no copo resfria a parede externa do copo. O ar em contato com essa 
parede também se resfria, atingindo, para a pressão ambiente, temperatura menor que a do 
ponto de condensação dos vapores de água nele contido, que passam, então, para a fase 
líquida, conforme mostra o diagrama de fases da água, na figura a seguir.
 
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Resposta da questão 28:
 [A]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]
Um aumento na temperatura provoca um aumento na pressão de vapor para todos esses 
líquidos. Observamos que na linha pontilhada vertical, à mesma temperatura, cada um dos 
líquidos apresenta uma pressão de vapor diferente. Assim o líquido que volatiliza primeiro é a 
substância A e o que menos volatiliza é a substância D.
Observamos de acordo com o gráfico que à 760 mmHg (linha pontilhada horizontal) mostra que
para se atingir uma mesma pressão de vapor a substância menos volátil (D) irá necessitar de 
uma temperatura maior que a mais volátil (A).
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Física]
Comparando os quatro líquidos entre si através das curvas de vaporização apresentadas no 
gráfico acima, notamos que para uma dada temperatura fixa (coluna vertical) para os quatro 
líquidos, o líquido A apresenta maior pressão de vapor, sendo assim, de todos os componentes 
é o líquido que possui o mais baixo ponto de ebulição sendo o mais volátil de todos. A 
constatação também pode ser feita para uma mesma pressão (linha horizontal) em que ao 
cruzar pelas curvas de vaporização nos informam a temperatura de ebulição para esta pressão.
Por exemplo: Para a pressão de 760 mm Hg, a ordem crescente dos pontos de ebulição ( PE ) 
é: A B C DPE PE PE PE .   Sendo A o mais volátil. 
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