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japizzirani@gmail.com física termofísica QUESTÕES DE VESTIBULARES 2016.1 (1o semestre) 2016.2 (2o semestre) sumário termômetros e escalas termométricas VESTIBULARES 2016.1 ..............................................................................................................................2 VESTIBULARES 2016.2 ..............................................................................................................................4 calor sensível VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................... 5 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................... 8 calor latente VESTIBULARES 2016.1 .............................................................................................................................10 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 15 sistema termicamente isolado VESTIBULARES 2016.1 .............................................................................................................................. 17 VESTIBULARES 2016.2 .............................................................................................................................. 19 transmissão de calor VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................. 20 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 23 dilatação térmica VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................. 25 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 27 transformações gasosas VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................. 29 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 32 trabalho da força de pressão VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................. 33 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 33 primeira lei da termodinâmica VESTIBULARES 2016.1 .............................................................................................................................. 34 VESTIBULARES 2016.2 .............................................................................................................................. 37 segunda lei da termodinâmica VESTIBULARES 2016.1 ............................................................................................................................. 39 VESTIBULARES 2016.2 ............................................................................................................................. 41 japizzirani@gmail.com 2 VESTIBULARES 2016.1 TERMOFÍSICA termômetros e escalas termométricas (UNICENTRO/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: D Sobre temperatura e calor, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) Temperatura é a medida da sensação de quente ou frio de uma substância. ( ) O calor do corpo humano é uma indicação de que o corpo está em equilíbrio térmico com o meio ambiente onde se encontra. ( ) O conceito de temperatura de um corpo está relacionado à ener- gia cinética média dos átomos ou moléculas que compõem esse corpo. ( ) Calor é a energia transferida de um corpo que está a uma tempe- ratura T para outro corpo de temperatura T’, tal que T > T’. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. a) V, V, F, F. b) V, F, V, F. c) F, V, F, V. *d) F, F, V, V. (UNITAU/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D Um estudante encontrou um termômetro graduado em uma desco- nhecida escala de temperatura. Quando o estudante usou o termô- metro para medir a temperatura do ponto de solidificação da água, ao nível do mar e sob a pressão atmosférica, obteve o valor de 20 ºQ. Quando o mesmo termômetro foi usado para medir o pon- to de ebulição da água, também ao nível do mar e sob a pressão atmosférica, obteve o valor de 140 ºQ. A partir dessas medidas, o estudante obteve uma equação para transformar valores medidos na escala Celsius (θC) para a escala Q (θQ). Assinale a alternativa que apresenta a equação CORRETA. a) θC = 1,2θQ + 20 *d) θQ = 1,2θC + 20 b) θQ = 1,4θC – 20 e) θQ = 1,4θC + 20 c) θC = 20θQ + 1,2 (VUNESP/UEAM-2016.1) - ALTERNATIVA: A Ao analisar por 32 anos as temperaturas da superfície global regis- tradas por satélites, os cientistas encontraram o ponto mais frio da Terra. Eles descobriram que, em agosto de 2010, em um cume no Planalto do Leste da Antártica, a temperatura atingiu –136 °F. (http://oglobo.globo.com. Adaptado.) Se registrada por um termômetro graduado na escala Celsius, essa temperatura corresponderia, aproximadamente, a *a) –93. d) –36. b) –70. e) –18. c) –57. (ACAFE/SC-2016.1) - QUESTÃO ANULADA A Conservação Seminal é utilizada na medicina com o objeftivo de garantir a fertilidade de homens que irão se submeter a procedimen- tos que possam prejudicar a sua capacidade fértil [,,,]. Existem tam- bém os bancos de sêmen de doadores, [...] que podem ser utilizados em técnicas de reprodução assistida. Um dos tipos de congelamento chamado rápido é realizado em três fases: (1ª) o sêmem é colocado em um freezer a uma temperatura de −20ºC , (2ª) as amostras são colocadas em suspensão em vapor de nitrogênio líquido onde são resfriadas até alcançar uma temperatura de −80ºC , (3ª) as amos- tras são colocadas diretamente em nitrogênio líquido onde ficarão armazenadas a −196ºC . Fonte: disponível em: http://www.medicinareprodutiva.com.br/congelamento-de-espermatozoides , acesso em: 26 de agosto de 2015. Utilize os dados expostos acima para assinalar a alternativa correta. a) Na fase 1 do congelamento as moléculas dos espermatozóides possuem maior calor do que na fase 3. b) A energia térmica das moléculas dos espermatozóides é menor na fase 1 do congelamento do que na fase 2. c) De acordo com o texto, os espermatozóides são congelados até o zero absoluto que ocorre na fase 3 do congelamento. d) As moléculas do espermatozóide estão em maior vibração na fase 3 do congelamento rápido do que na fase 1. OBS.: Não tem alternativa correta. Na alternativa B, se trocar “me- nor” por “maior” ela se torna correta. (UEG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: D Analise a figura a seguir. Os termômetros no Brasil usam a escala Celsius para a leitura de temperatura. Em um país que adota a escala Fahrenheit (°F), o mar- cador da chupeta-termômetro irá indicar aproximadamente a) 20,5 b) 52,5 c) 66,6 *d) 98,6 (UCS/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: B Uma sonda espacial está se aproximando do Sol para efetuar pes- quisas. A exatos 6.000.000 km do centro do Sol, a temperatura mé- dia da sonda é de 1.000 ºC. Suponha que tal temperatura média aumente 1 ºC a cada 1.500 km aproximados na direção ao centro do Sol. Qual a distância máxima que a sonda, cujo ponto de fusão (para a pressão nas condições que ela se encontra) é 1.773 K, poderia se aproximar do Sol, sem derreter? Considere 0 ºC = 273 K e, para fins de simplificação, que o material no ponto de fusão não derreta. a) 5.600.000 km *b) 5.250.000 km c) 4.873.000 km d) 4.357.000 km e) 4.000.000 km (PUC/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A O Slide, nome dado ao skate futurista, usa levitação magnética para se manter longe do chão e ainda ser capaz de carregar o peso de uma pessoa. É o mesmo princípioutilizado, por exemplo, pelos trens ultrarrápidos japoneses. Para operar, o Slide deve ter a sua estrutura metálica interna resfria- da a temperaturas baixíssimas, alcançadas com nitrogênio líquido. Daí a “fumaça” que se vê nas imagens, que, na verdade, é o nitrogê- nio vaporizando novamente devido à temperatura ambiente e que, para permanecer no estado líquido, deve ser mantido a aproxima- damente –200 graus Celsius. Então, quando o nitrogênio acaba, o skate para de “voar”. Fumaça que aparenta sair do skate, na verdade, é nitrogênio em gaseificação (Foto: Divulgação/Lexus) Fonte: www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2015/07/comofunciona-o-skate- voador-inspirado-no-filme-de-volta-para-o-futuro-2.html. Consultado em: 03/07/2015 Com relação ao texto, a temperatura do nitrogênio líquido, –200oC, que resfria a estrutura metálica interna do Slide, quando convertida para as escalas Fahrenheit e Kelvin, seria respectivamente: *a) –328 e 73 b) –392 e 73 c) –392 e –473 d) –328 e –73 japizzirani@gmail.com 3 (FEI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: B Ao sair de uma estação de metrô em Londres, uma turista brasileira leu a temperatura de 59,0 ºF (Fahrenheit). Desejando saber o valor correto dessa temperatura em graus Celsius, ela liga para você, que sabe que os pontos de congelamento e de ebulição da água na es- cala Fahrenheit são 32 ºF e 212 ºF, respectivamente. Sua resposta é: a) 48,6 ºC *b) 15,0 ºC c) 27,0 ºC d) 13,5 ºC e) 32,8 ºC (CEFET/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: C Para verificar se uma pessoa está febril, pode-se usar um termô- metro clínico de uso doméstico que consiste em um líquido como o mercúrio colocado dentro de um tubo de vidro graduado, fechado em uma das extremidades e com uma escala indicando os valores de temperatura. Em seguida, coloca-se o termômetro debaixo da axila e aguardam-se alguns minutos para fazer a leitura. As afirmativas a seguir referem-se ao funcionamento do termôme- tro. I- A temperatura marcada no termômetro coincidirá com a tempera- tura de ebulição do mercúrio do dispositivo. II- A temperatura marcada na escala do termômetro está relacionada com a dilatação térmica do mercúrio. III- O tempo de espera citado acima refere-se ao tempo necessário para que se atinja o equilíbrio térmico entre o paciente e o termô- metro. IV- Se a substância do mesmo termômetro for trocada por álcool, a temperatura indicada será a mesma. As afirmativas corretas são a) I e II. b) I e IV. *c) II e III. d) III e IV. (UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) Para se quantificarem fenômenos físicos que acontecem ao nosso redor, muitas vezes precisamos realizar medidas das grandezas en- volvidas nesses fenômenos. A medida do valor da temperatura, por exemplo, é feita por meio de um aparelho chamado termômetro. Na maioria dos termômetros as diferentes temperaturas são medidas por meio da variação do comprimento de uma coluna de mercúrio. Analise as proposições a seguir sobre os termômetros e as escalas de temperatura e assinale a(s) correta(s). Considere condições nor- mais de temperatura e pressão. 01) Um termômetro de mercúrio pode ser calibrado na escala Cel- sius de temperatura colocando-o em contato com gelo fundente e marcando-se a altura da coluna como sendo o zero da escala. Em seguida coloca-se este termômetro em contato com água em ebu- lição e marca-se a nova altura da coluna de mercúrio como sendo uma centena de graus. Por fim, divide-se a distância entre o ponto 0 ºC e o ponto 100 ºC em cem partes iguais. 02) A escala Reamur adota 0 ºR para a temperatura de gelo fun- dente e 80 ºR para a temperatura da água em ebulição. Portanto, a equação de conversão da escala Reamur para a escala Celsius é tR 4 = tC 5 , onde tR e tC são as temperaturas medidas em graus Rea- mur e em graus Celsius, respectivamente. 04) A maioria dos países de língua inglesa adota como escala de temperatura a escala Fahrenheit. Nesta escala a temperatura de 20 ºC corresponde a 36 ºF. 08) Num termômetro de mercúrio, graduado na escala Celsius, a coluna apresenta a altura de 0,4 cm, quando este está em contato com gelo fundente, e 20,4 cm, na presença de vapores de água em ebulição. A temperatura indicada por este termômetro quando sua coluna líquida apresenta 8,4 cm de altura é de 40 ºC. 16) Num determinado dia de verão a meteorologia anunciou que a temperatura da cidade de Maringá ficou entre 25 e 35 ºC. Se este anúncio fosse feito na escala Kelvin a amplitude térmica durante este mesmo dia seria de 18 K. japizzirani@gmail.com 4 (UTFPR-2016.2) - ALTERNATIVA: D Um pediatra brasileiro está fazendo especialização médica em Lon- dres. Ao medir a temperatura de uma criança com suspeita de infec- ção, obtém em seu termômetro clínico a indicação 101,84 ºF .Sobre esta temperatura é correto afirmar que: a) este valor é preocupante, pois equivale a uma febre de 39,6 ºC. b) o valor correspondente é 37,8 ºC, não sendo considerado como febre. c) este valor corresponde a 37 ºC, sendo a temperatura corpórea normal do ser humano. *d) a criança está com temperatura de 38,8 ºC, indicando estado febril. e) a indicação do termômetro traduz um quadro de hipotermia de 34,8 ºC. VESTIBULARES 2016.2 (UFT/TO-2016.2) - ALTERNATIVA: B Uma criança foi a um mercado, perto de sua casa, para comprar uma pequena barra de chocolate. Antes de abrir, ela resolver olhar com mais detalhes as informações contidas no produto e uma delas chamou a sua atenção, onde dizia: “Este produto deve ser conser- vado a temperatura de 68°F.” Na escala Celsius, essa temperatura corresponde a: a) 15°C d) 30°C *b) 20°C e) 35°C c) 25°C (UCB/DF-2016.2) - ALTERNATIVA: E Dois corpos estão em equilíbrio térmico e isolados (não há troca de calor com o meio externo). Um terceiro corpo, com o dobro da mas- sa do primeiro e metade da massa do segundo, é colocado entre os dois primeiros. Observa-se que, apesar de estarem em contato, não houve mudança de temperatura em nenhum dos corpos. Con- siderando essa situação hipotética, é correto afirmar que o terceiro corpo a) cedeu calor aos outros dois corpos. b) recebeu calor dos outros dois corpos. c) possuia temperatura menor que o primeiro e maior que o segun- do. d) possuia temperatura maior que o primeiro e menor que o segun- do. *e) possuia a mesma temperatura dos outros dois corpos. (UNINORTE/AC-2016.2) - ALTERNATIVA: B A procura pelo serviço de “congelamento” ou vitrificação de óvulos e embriões aumentou, significativamente, nas clínicas de reprodução humana assistida, desde que a microcefalia atingiu índices alarman- tes, modificando os planos de maternidade de mulheres no limite da idade fértil. Na fase de armazenamento, o óvulo é inserido em nitro- gênio líquido a uma temperatura absoluta de 77K. Essa temperatura medida na escala Celsius é igual a, aproximadamente, a) –273. d) –77. *b) –196. e) –32. c) –173. (VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: C Um estudante de nível médio do Colégio Termomecânica recebeu, em sua casa, durante o mês de abril passado, um amigo norte-ame- ricano. Foram dias de agradável convivência, apesar das altas tem- peraturas típicas do verão, na marca dos 35 ºC, embora o outono já estivesse vigorando. No termômetro desse seu amigo, graduado na escala Fahrenheit, tal temperatura deve ter sido de a) 85 ºF. d) 100 ºF. b) 90 ºF. e) 105 ºF. *c) 95 ºF. (USS/RJ-2016.2) - ALTERNATIVA: B Em um laboratório são utilizados dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala X. A relação entre essas duas escalas está indicada no gráfico abaixo. Considere que, ao se aferir a temperatura de uma substância com um dos termômetros, o valor encontrado foi 5 °C. Com o outro termômetro, essa temperatura, em graus na escala X, corresponde a: a) −25 *b) −10 c) 5 d) 15 japizzirani@gmail.com 5 VESTIBULARES 2016.1 TERMOFÍSICA calor sensível (CESGRANRIO-FMP/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: E Um ferro elétrico utilizado para passar roupas está ligado a uma fon- te de 110 V, e a corrente que o atravessa é de 8 A. O calor específicoda água vale 1 cal/(g.°C), e 1 caloria equivale a 4,18 J. A quantidade de calor gerada em 5 minutos de funcionamento desse ferro seria capaz de elevar a temperatura de 3 quilos de água a 20 °C de um valor ∆T. O valor aproximado, em graus Celsius, desse aumento de tempe- ratura, ∆T, é a) 168 b) 88 c) 0,3 d) 63 *e) 21 (UERJ-2016.1) - ALTERNATIVA: C Em um experimento que recebeu seu nome, James Joule determi- nou o equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4,2 J. Para isso, ele utilizou um dispositivo em que um conjunto de paletas giram imersas em água no interior de um recipiente. Considere um dispositivo igual a esse, no qual a energia cinética das paletas em movimento, totalmente convertida em calor, provoque uma variação de 2 ºC em 100 g de água. Essa quantidade de calor corresponde à variação da energia cinética de um corpo de massa igual a 10 kg ao cair em queda livre de uma determinada altura. Essa altura, em metros, corresponde a: Dados: calor específico da água = 1 cal.g−1.ºC−1 aceleração da gravidade = 10 m.s−2 a) 2,1 b) 4,2 *c) 8,4 d) 16,8 (UERJ-2016.1) - ALTERNATIVA: C Admita duas amostras de substâncias distintas com a mesma ca- pacidade térmica, ou seja, que sofrem a mesma variação de tem- peratura ao receberem a mesma quantidade de calor. A diferença entre suas massas é igual a 100 g, e a razão entre seus calores específicos é igual a 6/5. A massa da amostra mais leve, em gramas, corresponde a: a) 250 b) 300 *c) 500 d) 600 (PUC-CAMPINAS/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: E Um dispositivo mecânico usado para medir o equivalente mecânico do calor recebe 250 J de energia mecânica e agita, por meio de pás, 100 g de água que acabam por sofrer elevação de 0,50 °C de sua temperatura. Adote 1 cal = 4,2 J e cágua = 1,0 cal/g °C. O rendimento do dispositivo nesse processo de aquecimento é de a) 16%. d) 81%. b) 19%. *e) 84%. c) 67%. (FAC. ISRAELITA/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezem- bro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que passará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia de- senvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecno- logia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120 V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30cm x 50cm x 80cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamen- te, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36°F na água desse aquário. Adote: Pressão atmosférica = 1 atm Densidade da água = 1 g/cm3 Calor específico da água = 1 cal.g−1.C−1 1 cal = 4,2 J = resistor de 1 Ω A B a) 1,88 b) 2,00 *c) 2,33 d) 4,00 (VUNESP/UNIFACEF-2016.1) - ALTERNATIVA: E O gráfico representa a variação da temperatura em função do tempo de uma amostra de 1,0 kg de água, ao receber uma certa quantida- de de calor. Sendo 1,0 cal = 4 J e o calor específico da água 1,0 cal/(g∙ºC), des- prezando a perda de calor para o meio ambiente, a potência da fonte térmica que forneceu esta quantidade de calor a uma taxa constan- te, em quilowatts, é igual a a) 4,0. d) 2,5. b) 3,5. *e) 2,0. c) 3,0. (CEFET/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: C Analise as afirmações a seguir e assinale (V) para as verdadeiras ou (F) para as falsas. ( ) Ao segurar um corrimão de madeira e outro de metal, ambos à mesma temperatura, tem-se a sensação de que a madeira está mais quente porque ela conduz melhor o calor. ( ) Uma geladeira funcionando dentro de uma cozinha, sempre cau- sará o aquecimento do ambiente. ( ) Considere dois materiais diferentes, de mesma massa e à mes- ma temperatura. Para que eles sejam aquecidos até atingirem uma mesma temperatura final, a quantidade de calor necessária será a mesma. ( ) Considere dois materiais iguais, de volumes diferentes e à mes- ma temperatura. Para que eles sejam aquecidos até atingirem uma mesma temperatura final, a quantidade de calor necessária será a mesma. A sequência correta encontrada é a) F, F, V, V. b) V, V, F, F. *c) F, V, F, F. d) V, F, F, V. japizzirani@gmail.com 6 (UFLA/MG-2016.1) - ALTERNATIA: D Um calorímetro geralmente é utilizado no laboratório de física para medir o fator de conversão da unidade de energia joules para a unidade de medida de calor. Num dia de experimento, foi feita a conversão de 100 calorias. É CORRETO afirmar que 100 calorias equivalem a a) 418 gm2/s. b) 418 gm2/s2. c) 418 kgm2/s. *d) 418 kgm2/s2. (UCS/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: A Churros é uma composição que normalmente consiste em um tubo de massa de farinha de trigo recheado com um doce. Suponha que a mãe prepara para a filha, no forno, churros com recheio de doce de leite. O churros é servido no prato e a menina consegue pegar a parte da massa com a mão, mas ao abocanhar o churros, afasta-o rapidamente da boca porque sente que o recheio de doce de leite está bem mais quente que a massa. Assumindo que no instante da retirada de dentro do forno todas as partes do churros estavam na mesma temperatura, que a parte do doce de leite e a parte da mas- sa possuem a mesma quantidade de gramas, e que houve fluxo de calor para fora do churros desse instante até o momento que a menina é servida, a diferença de temperatura entre massa e recheio, quando a menina mordeu, ocorreu porque o *a) calor específico do doce de leite é maior do que o calor especí- fico da massa. b) calor latente de sublimação do doce de leite é maior do que o calor latente de sublimação da massa. c) coeficiente de dilatação térmica da massa é maior do que o coefi- ciente de dilatação térmica do doce de leite. d) calor latente de sublimação do doce de leite é menor do que o calor latente de sublimação da massa. e) o coeficiente de dilatação térmica do doce de leite é maior do que o coeficiente de dilatação térmica da massa. (IF/PE-2016.1) - ALTERNATIVA: A Um aluno do curso de Química do IFPE aquece certo material com o objetivo de obter sua capacidade térmica. Para isso utilizou uma fon- te térmica de potência constante de 80 cal/s, um cronômetro e um termômetro graduado na escala Celsius obtendo o gráfico abaixo. Após análise do gráfico obtido, o aluno concluiu que a capacidade térmica do material vale: *a) 40 cal/ºC. d) 10 cal/ºC. b) 20 cal/ºC. e) 50 cal/ºC. c) 30 cal/ºC. (FEI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D Com relação às afirmativas: I. Dois blocos de mesmo material, mas com massas diferentes, po- dem ter calores específicos diferentes. II. Para produzir o mesmo aumento de temperatura em 100 g e em 300 g de água, devemos fornecer 3 vezes mais calor a 300 g de água. III. Uma diferença de temperatura de 100 K equivale a uma diferença de 180 ºF. São corretas: a) I, II e III. b) Somente I e II. c) Somente I e III. *d) Somente II e III. e) Somente I. (UNITAU/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A Considere um aquecedor elétrico de imersão constituído por um re- sistor do tipo linear, tal que todo o calor gerado pelo aparelho seja absorvido pela água. Esse aparelho é usado para aquecer 30 kg de água em um intervalo de cinco minutos, sendo a temperatura inicial da água 15 ºC, ea final, 20 ºC. Sabendo-se que o calor específico da água é aproximadamente igual a 4×103 J/(kg.ºC), a potência desen- volvida pelo aquecedor é igual a *a) 2 × 103 watts. b) 4 × 103 watts. c) 6 × 105 watts. d) 8 × 105 watts. e) 12 × 104 watts. (UEL/PR-2016.1) - RESPOSTA: a) T0 = 25 ºC b) ∆T/∆t = 15ºC/min Em uma chaleira, são colocados 2 litros de água para ferver. A cha-leira, que tem um dispositivo que apita quando a água atinge o ponto de ebulição, começa a apitar após 5 minutos. Sabendo que o calor específico da água é 1 cal/g.ºC e que a den- sidade específica da água é 1 000 kg/m3, responda aos itens a se- guir. a) O fogo forneceu 150 000 cal para a água até a chaleira começar a apitar. Assumindo que todo o calor cedido pelo fogo foi absorvido pela água, calcule a temperatura inicial da água. b) Calcule a taxa de variação da temperatura da água no tempo (∆T/∆t) . (UNIGRANRIO/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: A Para aquecer 400 g de um metal desconhecido, aumentando sua temperatura de 20 ºC para 770 ºC, são utilizados 30% do calor libe- rado na queima de 10 g de um gás. A partir dessas informações e sabendo que este gás libera 1,1.104 calorias por grama queimado, determine o calor específico desse metal. *a) 0,11 cal/g.ºC d) 0,72 cal/g.ºC b) 0,22 cal/g.ºC e) 1,00 cal/g.ºC c) 0,50 cal/g.ºC (IF/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: C Calor é o termo associado à transferência de energia térmica de um sistema a outro, ou entre partes de um mesmo sistema, exclusiva- mente em virtude da diferença de temperatura entre os corpos. O fluxo de calor ocorre espontaneamente no sentido do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, até que os corpos atinjam o equilíbrio térmico. Num dia frio de temperatura ambiente igual a 6 ºC, um quarto vazio de dimensões 3,0 m x 4,0 m x 2,0 m deve ser aquecido utilizando-se um aparelho de ar condicionado de 12 mil BTU (equivalente a apro- ximadamente 3 500 W). O quarto contém apenas ar (densidade do ar = 1 kg/m3 e deseja-se aquecê-lo utilizando o aparelho de ar con- dicionado em máxima e constante potência. Sabendo que o calor específico do ar vale aproximadamente 1,0 J/gºC, e que até atingir 26 ºC as paredes de concreto absorvem 16 000 kJ, o tempo neces- sário para atingir a temperatura desejada no interior do quarto é de a) 37 min. d) 1h40min. b) 50 min. e) 2h16min. *c) 1h18min. (FATEC/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A Considere as especificações técnicas de um chuveiro elétrico. Chuveiro elétrico – Especificações Técnicas Tensão: 220 V – Vazão: 3 L/min Potência (W) Seletor de temperatura 2 700 Verão 5 400 Inverno Se toda a energia elétrica no chuveiro for transformada integralmen- te em energia térmica, quando o chuveiro for usado naposição inver- no, o aumento da temperatura da água na vazão especificada, em graus Celsius, será de *a) 25,7. b) 19,4. c) 12,9. d) 7,7. e) 6,5. Lembre-se de que: • calor específico da água: 4 200 J/kg°C • densidade da água: 1 kg/L • 1 W = 1 J/s japizzirani@gmail.com 7 (UECE-2016.1) - ALTERNATIVA: B Considere duas garrafas idênticas, uma contendo 1 kg de leite e outra contendo 1 kg de água, ambas inicialmente a 15 °C e ex- postas à temperatura ambiente de 21 °C. A capacidade térmica do leite integral é, aproximadamente, 3,93 kJ·K−1·kg−1 e da água é 4,19 kJ·K−1·kg−1. Considere que a condutividade e a emissividade térmica sejam as mesmas para os dois líquidos. Com base nessas informações, é correto afirmar que, ao atingir o equilíbrio térmico com o ambiente, a) o leite tem calor específico superior ao da água. *b) o leite atinge a temperatura ambiente antes da água. c) a água passa por uma transição de fase antes de atingir a tempe- ratura ambiente. d) o leite tem mais energia térmica armazenada que a água. (UECE-2016.1) - ALTERNATIVA: B Considere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que a) POTÊNCIAZ = 2 × POTÊNCIAY. *b) POTÊNCIAZ = POTÊNCIAY. c) POTÊNCIAZ = 5 × POTÊNCIAY. d) POTÊNCIAZ = 10 × POTÊNCIAY. (EBMSP/BA-2016.1) - RESPOSTA: Q = 19 500 cal A sopa instantânea de piranha desidratada é uma das novidades dos produtos apresentados no Salão de Projetos da Feira Interna- cional da Amazônia, Fiam, que deverá chegar ao mercado. Essa sopa é muito rica em proteínas, não usa nenhum tipo de conservan- te, aromatizante ou química, precisa apenas de água quente para seu preparo. Considerando-se que no preparo da sopa instantânea de piranha sejam necessários 300,0g de água com a temperatura próxima à da ebulição, ao nível do mar, sabendo-se que o calor específico da água é igual a 1,0 cal/(g.ºC) e desprezando-se a perda de calor para o ambiente, determine a quantidade de calor necessário para o aquecimento da água de 25 ºC até 90 ºC. (EBMSP/BA-2016.1) - ALTERNATIVA: B Considerando-se a densidade do ferro igual a 8,0 g/cm3 e a do alu- mínio igual a 3,0 g/cm3, o calor específico do ferro igual a 0,12 cal/ g.ºC e o do alumínio igual a 0,24 cal/g.ºC, e supondo-se que panelas de ferro e de alumínio têm o mesmo volume e que sofrem as mes- mas variações de temperatura, pode-se afirmar que a razão entre a quantidade de calor liberada pela panela de ferro e a quantidade de calor liberada pela panela de alumínio é de, aproximadamente, a) 1,0 *b) 1,3 c) 2,0 d) 2,5 e) 3,6 (UFES-2016.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Um estudante construiu um equipamento rudimentar, composto de um resistor de resistência R conectado a uma bateria ideal de f.e.m. U . A função do equipamento é aquecer certa quantidade de água. O resistor é isolado eletricamente, mas não termicamente, e então imerso em um recipiente com a massa de água desejada. As pare- des do recipiente são isoladas termicamente (ver figura abaixo). Quando a chave S é ligada, a temperatura T da água cresce uni- formemente com o tempo t (em minutos), de acordo com o gráfico apresentado abaixo. O calor específico da água à pressão atmosférica é c = 4,20×103 J∙kg∙ºC−1. Considere que o estudante encheu o recipiente com a massa m = 4,00 kg de água, à temperatura inicial To = 20,0 ºC, e que a resistência tenha o valor R = 3,50 Ω. Considerando, ainda, que todo o calor dissipado no resistor foi absorvido pela água, de- termine a) a potência dissipada no resistor; b) o valor da f.e.m. U ; c) o tempo que levará para a temperatura da água ir do valor inicial To = 20,0 ºC ao valor final T = 100,0 ºC. RESPOSTA UFES-2016.1: a) P = 1,40×103 W b) U = 70,0 V c) ∆t = 16,0 min (ITA/SP-2016.1) - RESPOSTA: ∆t = 800 minutos Considere uma garrafa térmica fechada contendo uma certa quanti- dade de água inicialmente a 20 °C. Elevando-se a garrafa a uma cer- ta 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 a energia cinética se trans- forme em calor a cada movimento, determine o tempo necessário para ferver toda a água. Dados: Aceleração da gravidade: 10 m/s2. 1,0 cal = 4,2 J. Calor es- pecífico da água: 1,0 cal/g.K. (IFSUL/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: C Um corpo de massa m está em movimento de translação em rela- ção a uma superfície horizontal animado com velocidade de módulo igual a 144,75 m/s. Considerando que toda a sua energia cinética seja utilizada para aquecer uma porção de mesma massa m de água inicialmente a 37,80°C, qual é, aproximadamente, a variação de temperatura, em Fahrenheit, que essa porção de água será sub- metida? (Utilize: Calor específico da água no estado líquido igual a 4190,00 J/kg.K). a) 1,39°F b) 2,50°F *c) 4,50°F d) 5,00°F (UNICAMP/SP-2016.1) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO O Parque Güell em Barcelona é um dos mais impressionantes par- ques públicos do mundo e representa uma das obras mais marcan- tes do arquiteto Antoni Gaudí. Em sua obra, Gaudí utilizou um núme- ro imenso de azulejos coloridos. a) Considere que, no Parque Güell, existe um número N = 2 × 106 de azulejos cujas faces estão perfeitamente perpendiculares à di- reção da radiação solar quando o sol está a pino na cidade de Bar- celona. Nessa situação, a intensidadeda radiação solar no local é I = 1200 W/m2. Estime a área de um azulejo tipicamente presente em casas e, a partir da área total dos N azulejos, calcule a energia solar que incide sobre esses azulejos durante um tempo t = 60 s. b) Uma das esculturas mais emblemáticas do parque Güell tem a forma de um réptil multicolorido conhecido como El Drac, que se converteu em um dos símbolos da cidade de Barcelona. Considere que a escultura absorva, em um dia ensolarado, uma quantidade de calor Q = 3500 kJ. Considerando que a massa da escultura é m = 500 kg e seu calor específico é c = 700 J/(kg.K), calcule a varia- ção de temperatura sofrida pela escultura, desprezando as perdas de calor para o ambiente. RESPOSTA UNICAMP/SP-2016.1: a) Estimando A = 10cm×10cm ⇒ E = 1,44×109 J b) ∆T = 10 K japizzirani@gmail.com 8 (FMABC/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C Considere um calorímetro ideal (capacidade térmica desprezível e de paredes adiabáticas) dotado de um resistor interno R e preenchi- do com 1 litro de água a 18 ºC. O resistor é ligado a uma tensão elétrica de 120V por 30 segundos, o que provoca uma variação de temperatura na água de 3,6 ºC. Considerando que toda a energia térmica dissi- pada pelo resistor foi absorvida pela água, deter- mine o valor de R, em ohms. a) 10 b) 20 *c) 30 d) 40 (UFRGS/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: E Considere dois motores, um refrigerado com água e outro com ar. No processo de resfriamento desses motores, os calores troca- dos com as respectivas substâncias refrigeradoras, Qag e Qar , são iguais. Considere ainda que os dois motores sofrem a mesma varia- ção de temperatura no processo de resfriamento, e que o quociente entre os calores específicos da água, cag, e do ar, car, são tais que cag/car = 4. Qual é o valor do quociente mar/mag entre as massas de ar, mar , e de água, mag , utilizadas no processo? a) 1/4. b) 1/2. c) 1. d) 2. *e) 4. VESTIBULARES 2016.2 (UFU/MG-2016.2) - RESPOSTA NO FINAL DA QUESTÃO Assim como uma lâmpada, o Sol também tem associado a ele um valor de potência. Um método usado para determinar a potência do Sol é calcular quanta energia a Terra recebe dele por unidade de tempo. Para tal, pode-se usar uma lata cilíndrica de alumínio, pin- tada na cor preta, que funcionará como um corpo negro. Em uma situação experimental, foi usada uma lata cuja face que recebe di- retamente os raios solares possui as dimensões da sombra proje- tada sobre o suporte, conforme esquema a seguir. O recipiente foi totalmente preenchido com 500 ml de água pura à temperatura de 25°C e exposto ao Sol durante 5 minutos. Após esse tempo, a água atingiu 26°C. Com base nas informações, faça o que se pede. a) Considerando que a massa de alumínio da lata é muito menor do que a da água nela contida, despreze o calor recebido pelo reci- piente e considere que a elevação de temperatura do líquido se deu unicamente pelo calor recebido do Sol. A partir dos dados indicados, calcule quantos joules de energia a água recebeu por segundo. Considere o calor específico da água: 1 cal/g.°C e que 1 cal = 4,2J b) Considerando a área da lateral da lata que os raios solares atingi- ram diretamente, calcule quantos joules de energia cada centímetro dessa área recebeu a cada segundo. c) A Terra pode ser considerada envolta em uma esfera imaginá- ria, cujo raio é a distância entre nosso planeta e o Sol, ou seja, 150.000.000 Km. Cada centímetro quadrado dessa esfera imaginá- ria recebe a mesma quantidade de joules de energia por segundo recebida por cada centímetro quadrado da lateral da lata. A partir de tais informações, calcule quantos joules de energia por segundo o Sol emite. Considere π = 3. RESPOSTA UFU/MG-2016.2: a) P = 7 J/s b) I = 0,125 J/s.cm2 c) P’ = 3,375×1026 J/s (UERJ-2016.2) - ALTERNATIVA: B Analise o gráfico a seguir, que indica a variação da capacidade tér- mica de um material (C) em função da temperatura (θ). C (c al /ºC ) θ (ºC) A quantidade de calor absorvida pelo material até a temperatura de 50 ºC, em calorias, é igual a: a) 500 *b) 1500 c) 2 000 d) 2 200 (PUC/PR-2016.2) - ALTERNATIVA: B Um corpo A, homogêneo, de massa 200 g, varia sua temperatura de 20ºC para 50ºC ao receber 1200 calorias de uma fonte térmica. Durante todo o aquecimento, o corpo A se mantém na fase sólida. Um outro corpo B, homogêneo, constituído da mesma substância do corpo A, tem o dobro da sua massa. Qual é, em cal/gºC, o calor específico da substância de B? a) 0,1 d) 0,8 *b) 0,2 e) 1,6 c) 0,6 japizzirani@gmail.com 9 (UEG/GO-2016.2) - ALTERNATIVA: E Uma pessoa consome diariamente 5 copos de 200 mL de água a uma temperatura de 16 °C por 30 dias e, por vias metabólicas, o organismo deve manter a temperatura corporal a aproximadamente 36 °C. Nesse período, supondo um caso ideal, para elevar a tempe- ratura da água até a temperatura corporal, o total de energia consu- mida pelo organismo, em kcal, será de aproximadamente a) 20 b) 80 c) 120 d) 350 *e) 600 Dados para a água: calor específico = 1cal/g°C; densidade = 1g/mL. (UNICEUB/DF-2016.2) - RESPOSTA: 59 E ; 60 C : 61 E A temperatura do ar é o elemento climático que reflete os estados térmicos de frio e calor do ar atmosférico. No que se refere aos fa- tores responsáveis por sua variação, julgue os itens subsecutivos como CERTO (C) ou ERRADO (E). 59) Quanto maior a altitude, maiores a pressão atmosférica e a re- tenção de calor. 60) As variações de temperatura do ar são mais acentuadas sobre os continentes do que sobre os oceanos. 61) No globo, a temperatura do ar diminui com a diminuição da la- titude. (UNINORTE/AC-2016.2) - ALTERNATIVA: A Para aquecer a água que será colocada em uma bolsa térmica, usa- da no tratamento de um paciente, utilizou-se um aquecedor elétrico de imersão mergulhado em um recipiente contendo 1,0 L de água a 20,0 ºC. Desprezando-se as perdas de calor, considerando-se o calor espe- cífico da água igual a 4,2 J/gºC , sabendo-se que a água – de den- sidade 1,0 g/cm3 – atingiu 60,0 ºC, no intervalo de 8,0min, pode-se afirmar que a potência elétrica desse aquecedor é igual, em watts, a *a) 350. d) 610. b) 400. e) 700. c) 540. (USS/2016.2) - ALTERNATIVA: D Em um laboratório, foi utilizada uma fonte térmica para aquecer 120 g de água até 60 °C, conforme ilustra a imagem. Considere os dados abaixo: • potência do ebulidor = 300 W; • temperatura inicial da água = 20 °C; • calor específico da água = 1,0 cal×g−1×°C−1; • 1 cal = 4 J. Nesse procedimento, toda a energia térmica fornecida pela fonte foi integralmente absorvida pela água, que atingiu a temperatura dese- jada no tempo t. O valor de t, em segundos, corresponde a: a) 34 b) 46 c) 58 *d) 64 (VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: D A afirmação comumente usada pelas pessoas ‘Estou com calor’ é, de acordo com a definição científica de calor, a) correta, pois calor é uma forma de energia potencial acumulada nos corpos. b) correta, pois sentir calor implica em não transferir energia térmica para o meio ambiente. c) correta, pois o conceito de calor se confunde com o de energia interna ou térmica. *d) incorreta, pois calor é uma forma de energia em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas. e) incorreta, pois calor é uma forma de energia térmica, ou interna, inerente aos seres vivos. (VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: B Dentre os diversos efeitos que uma corrente elétrica pode causar, um é o efeito térmico, que consiste em aquecer um meio material pelo qual a corrente elétrica transite. Experimentos levaram à con- clusão de que há uma proporção direta entre o quadrado da corrente através de um resistor ôhmico e a variação de temperatura sofrida pelo líquido em que esse resistor esteja imerso. Assim, para se obter uma variação ∆θ na temperatura de certa massa de um líquido, é necessário que uma corrente i percorra o resistor; para se atingir uma variação duas vezes maior (2.∆θ) na temperatura da mesma massa, do mesmo líquido, num mesmo intervalo de tempo, será ne- cessário que a corrente atravésdo resistor seja igual a a) i. *b) √2 i. c) 2 i. d) 4 i. e) 8 i. (VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: D Na aula prática de calorimetria, um aluno coloca em dois recipientes de vidro, idênticos, massas iguais de água e de etanol, à mesma temperatura. Em seguida, os recipientes são devidamente posicio- nados sobre uma chapa metálica aquecida. Após alguns instantes, o aluno verifica que o termômetro inserido no recipiente que contém etanol indica temperatura maior do que a do recipiente com água. Admitindo que as amostras de água e de etanol recebam a mesma quantidade de energia térmica da chapa, a amostra de etanol atinge uma temperatura superior porque a) a condutividade térmica da água é igual à do etanol. b) a condutividade térmica do etanol é maior do que a da água. c) o calor específico do etanol é igual ao da água. *d) o calor específico da água é maior do que o do etanol. e) o calor específico do etanol é maior do que o da água. (UNITAU/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: B Um aquecedor fornece, a uma massa de 20 kg de um líquido, uma potência de 8 W. Devido a essa energia transferida ao líquido, a temperatura do material sobe de 20 ºC para 80 ºC, sem nenhuma mudança de estado. Considerando o sistema líquido mais aquece- dor, perfeitamente isolado do universo, e sabendo que o calor es- pecífico do líquido é igual a 4 J/(kg.ºC), a ação do aquecedor tem duração de a) 5 minutos. *b) 10 minutos. c) 15 minutos. d) 20 minutos. e) 25 minutos. (UEPG/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Em relação ao conceito de calor, assinale o que for correto. 01) Quando uma substância recebe calor, sua temperatura neces- sariamente aumenta. 02) Para que, espontaneamente, ocorra troca de calor entre dois corpos, é necessário que eles estejam em temperaturas diferentes. 04) Calor é uma forma de energia. 08) Calor é uma substância que se incorpora aos corpos ou sistema na forma de calórico. japizzirani@gmail.com 10 VESTIBULARES 2016.1 TERMOFÍSICA calor latente (PUC/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: E Uma substância no estado sólido está em sua temperatura de lique- fação quando começa a ser aquecida por uma fonte de calor estável. Observa-se que o tempo que a substância leva para se liquefazer totalmente é o mesmo tempo que leva, a partir de então, para que sua temperatura se eleve em 45 ºC. Sabendo que seu calor latente é 25 cal/g, qual é o seu calor especí- fico, em cal/g.ºC ? a) 1,13 d) 0,45 b) 0,25 *e) 0,56 c) 1,8 (USS/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: C No gráfico está representada, em função da massa, a quantidade de calor recebida por uma substância na fase sólida para que ocorra mudança em seu estado físico. O calor latente de fusão da substância, em cal/g, é: a) 10 b) 15 *c) 20 d) 25 (PUC/PR-2016.1) - ALTERNATIVA: A Uma forma de gelo com água a 25°C é colocada num freezer de uma geladeira para formar gelo. O freezer está no nível de congela- mento mínimo, cuja temperatura corresponde a −18°C. As etapas do processo de trocas de calor e de mudança de estado da substância água podem ser identificadas num gráfico da tempe- ratura X quantidade de calor cedida. Qual dos gráficos a seguir mostra, corretamente (sem considerar a escala), as etapas de mudança de fase da água e de seu resfria- mento para uma atmosfera? *a) Temperatura Quantidade de calor 25ºC −18ºC 0ºC b) Temperatura Quantidade de calor 25ºC −18ºC 0ºC c) Temperatura Quantidade de calor 25ºC −18ºC 0ºC d) Temperatura Quantidade de calor 25ºC −18ºC 0ºC e) Temperatura Quantidade de calor 25ºC −18ºC 0ºC (CEFET/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: D O café solúvel é obtido a partir do café comum dissolvido em água. A solução é congelada e, a seguir, diminui-se bruscamente a pressão. Com isso, a água passa direta e rapidamente para o estado gasoso, sendo eliminada do sistema por sucção. Com a remoção da água do sistema, por esse meio, resta o café em pó e seco. Identifique as mudanças de estado físico ocorridas neste processo: a) solidificação e fusão. b) vaporização e liquefação. c) fusão e ebulição. *d) solidificação e sublimação. (PUC/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: D O Texto 3 cita o uso de lampiões na iluminação pública, técnica que foi substituída pela corrente elétrica, que também gera energia tér- mica. Considere um calorímetro (recipiente termicamente isolado) equipado com um aquecedor elétrico cuja resistência é percorrida por uma corrente de 5,1 A quando ligado a uma rede de 220 V. São colocados 1 800 gramas de gelo a −10°C no calorímetro, que é liga- do à tensão de 220 V. Considerando-se: • que existe troca de energia apenas entre gelo, água e a resistência do aquecedor; • que Tg = 0°C é o ponto de fusão da água; • que Lg = 3,3 × 105 J/kg é o calor latente de fusão do gelo; • que cg = 2,1 × 103 J/kg.K é o calor específico do gelo; • e que ca = 4,2 × 103 J/kg.K é o calor específico da água. Pode-se afirmar que, após 15 minutos de funcionamento, tem-se no interior do calorímetro (assinale a alternativa correta): a) Apenas gelo a uma temperatura de −2°C. b) Gelo e água a uma temperatura de 0°C. c) Apenas água a uma temperatura de 28°C. *d) Apenas água a uma temperatura de 50°C. japizzirani@gmail.com 11 (UNICEUB/DF-2016.1) - RESPOSTA: 83 C; 84 E; 85 C; 86 E; 87 E Ao contrário da ficção científica, a ficção climática está mais para advertência do que para descoberta, trazendo atenção aos riscos advindos das mudanças no clima. Não é sempre que histórias nes- sa linha se passam no futuro. Muitas vezes, elas acontecem aqui e agora, no presente. A narrativa clássica desse tipo de ficção é bem simples e plausível: o comportamento nocivo do homem em relação à Terra e a exploração desmedida dos recursos energéticos provo- cam mudanças no clima, e estas, por sua vez, podem trazer conse- quências violentas, tais como enchentes, secas e furacões. Fora da ficção, sabe-se que as mudanças climáticas antropogênicas estão associadas a queimadas, desmatamentos e à formação de ilhas de calor nas grandes cidades. Sabe-se também que, a partir do final do século XIX e início do século XX, houve um aumento da quantidade de poluentes na atmosfera, intensificando-se o efeito estufa. Com o aumento do efeito estufa, há também o aumento da temperatura média da Terra. O principal gás responsável pelo efeito estufa é o dióxido de carbono. Existem fortes indícios de que o clima esteja mudando: a última década de 90 foi a mais quente dos últimos mil anos. As previsões indicam que, nos próximos cem anos, haverá um aumento de temperatura que, em média, pode chegar a 5,8 ºC. Com um aquecimento dessa magnitude, pode haver o derretimento das geleiras localizadas em terra firme contribuindo para que o nível médio do mar suba até 77 cm. Internet: <www.planetasustentavel.abril.com.br> e <www.videoseducacionais.cptec.inpe.br> (com adaptações). Com referência às informações do texto acima, julgue os itens que se seguem como CERTO (C) ou ERRADO (E), considerando que o calor específico da água seja c = 1,0 cal/gºC e que o calor latente de fusão da água seja L = 80 cal/g. 83. O derretimento de geleiras que já se encontram flutuando no oceano não deve contribuir significativamente para a elevação do nível do mar, o que pode ser demonstrado na observação de uma pedra de gelo flutuante em um copo com água: ao derreter, ela não eleva o nível da água. 84. Uma geladeira em funcionamento, com a porta aberta, contribui, ainda que de maneira pouco expressiva, para a redução da tempe- ratura média do planeta. 85. É impossível criar uma máquina térmica que, operando em ci- clos, transforme integralmente calor em energia mecânica. 86. O efeito estufa não ocorria no planeta Terra antes da emissão de poluentes pelo homem. 87. Uma tonelada de gelo que, ao nível do mar, tenha sofrido um aumento de temperatura de 5,8 ºC adquiriu menos de 85 000 kcal de energia térmica nesse processo. (UEPG/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 11 (01+02+08) O processo de resfriamento à pressão constante de determinada massa de uma substânciaestá representa-da no gráfico da tem- peratura T (ºC) da substância, em função do tempo t (minutos) de resfriamento. Sobre a curva de resfriamento dessa substância, assinale o que for correto. 01) Os patamares A, C e E representam o resfriamento isobárico da substância. 02) A 70ºC, no intervalo de tempo de 8 minutos, ocorre a condensa- ção da substância. 04) O patamar D corresponde ao intervalo de tempo no qual ocorre a fusão. 08) No instante t = 50 minutos, a substância será sólida. (MACKENZIE/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: A Um recipiente de capacidade térmica desprezível contém 100 g de gelo à temperatura de –10,0 ºC. O conjunto é aquecido até a tempe- ratura de +10,0 ºC através de uma fonte térmica que fornece calor à razão constante de 1 000 cal/min. Dados: • calor específico do gelo: cg = 0,50 cal/g.ºC • calor específico da água: ca = 1,0 cal/g.ºC • calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g A temperatura do conjunto (θ) em função do tempo (t) de aqueci- mento é melhor representado por *a) b) c) d) e) Obs.: A alternativa A é a melhor representação mas ela possui im- precisões pois a temperatura da amostra atinge +10 ºC no instante 9,5 min. japizzirani@gmail.com 12 (FGV/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D Uma pedra de gelo, de 1,0 kg de massa, é retirada de um ambiente em que se encontrava em equilíbrio térmico a –100 ºC e recebe 150 kcal de uma fonte de calor. Considerando o calor específico do gelo 0,5 cal/(g.ºC), o da água 1,0 cal/(g.ºC), e o calor latente de fu- são do gelo 80 cal/g, o gráfico que representa corretamente a curva de aquecimento dessa amostra é: a) b) c) *d) e) (ACAFE/SC-2016.1) - ALTERNATIVA: A Em Criciúma (SC), uma mina de carvão tem 500 m de profundida- de. Coloca-se no fundo da mina um recipiente aberto com água a ferver. O que acontece com a água nessa situação? *a) Entra em ebulição a uma temperatura superior a 100ºC. b) Entra em ebulição a uma temperatura inferior a 100ºC. c) Entra em ebulição a 100ºC. d) Não consegue entrar em ebulição. (UERJ-2016.1) - RESPOSTA: x = 7,74 kg Um trem com massa de 100 toneladas e velocidade de 72 km/h, é freado até parar. O trabalho realizado pelo trem, até atingir o re- pouso, produz energia suficiente para evaporar completamente uma massa x de água. Sendo a temperatura inicial da água igual a 20 ºC, calcule, em kg, o valor de x. Dados: • Calor específico da água: 1 cal/g.ºC • Calor latente de vaporização da água: 540 cal/g • 1 J = 0,24 cal (UFU-ESTES/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: C Uma porção de parafina que, em temperatura ambiente, permanece em estado sólido, é aquecida até se fundir totalmente e atingir a temperatura de 90 ºC, sem ocorrer ebulição. Em seguida, a parafi- na líquida obtida é colocada em um ambiente com temperatura de 25 ºC com um termômetro em seu interior. A temperatura do sistema é monitorada durante o processo de resfriamento e solidificação, até que o sistema fique em equilíbrio térmico com o ambiente. Qual das figuras representa o gráfico de temperatura devido ao mó- dulo do calor trocado pela parafina que se obtém com este experi- mento? a) b) *c) d) (IFG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: C Um determinado aluno se depara com um problema que seu profes- sor coloca em sala de aula: durante a “mudança de estado físico de um corpo” o que ocorre? Intrigado com esse problema, o aluno vai em busca da resposta esperada. Ele procura a biblioteca de sua escola e com auxilio da bibliotecária ele tem a sua disposição algu- mas obras que tratam do assunto. Diante de sua pesquisa, assinale a alternativa correta. a) A temperatura sofre alteração. b) O corpo não recebe quantidade de calor. *c) A temperatura permanece constante. d) O corpo não muda o seu estado. e) O corpo cede quantidade de calor. japizzirani@gmail.com 13 (CEFET/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: B Observe os dois gráficos de variação da temperatura ao longo do tempo, disponibilizados abaixo: Um dos gráficos corresponde ao perfil de uma substância pura e o outro, ao perfil de uma mistura. O período de tempo que a substância pura permanece totalmente líquida e a temperatura de ebulição da mistura, respectivamente, são a) 5 s e 10°C. *b) 5 s e 100°C. c) 10 s e 50°C. d) 10 s e 60°C. (PUC/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: C Considere as informações e as afirmativas sobre o gráfico a seguir. O gráfico abaixo representa a temperatura (T) em função da quan- tidade de calor fornecido (Q) para uma substância pura de massa igual a 0,1 kg, inicialmente na fase sólida (trecho a). I. A temperatura de fusão da substância é 30ºC. II. O calor específico da substância na fase sólida é constante. III. Ao longo de todo o trecho b, a substância encontra-se integral- mente na fase líquida. Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) a) I. b) II. *c) I e II. d) I e III. e) II e III. (UFJF/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: A Um estudante de física, durante seu intervalo de aula, preparou um café. Durante o processo, ele utilizou uma vasilha com 1 litro de água cuja temperatura inicial era de 21,0 ºC. Ele lembrou ter ouvido, em suas aulas de Laboratório de Física II, que a água em Juiz de Fora entra em ebulição a 98,3 ºC. Sabendo que os processos ocorreram à pressão constante, o estudante chega às seguintes conclusões: I ) Levando-se em conta que o calor especifico da água é aproxi- madamente 1,0 cal/gºC, a energia gasta para aquecer a água até a ebulição foi de 77 300,0 cal; II ) Após a água entrar em ebulição, a temperatura da água aumen- tou até 118,3 ºC; III ) Durante o processo de aquecimento, o volume de água não se alterou; IV ) A quantidade de calor fornecida para água, após ela entrar em ebulição, é gasta na transformação de fase líquido/gás. Marque a alternativa CORRETA. *a) I e IV estão corretas. b) IV e II estão incorretas. c) II e III estão corretas. d) III e IV estão corretas. e) Todas as afirmativas estão corretas. (UFSM/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: E A água também é usada para fazer funcionar as usinas termelétricas e nucleares. São turbinas a vapor que movimentam os geradores indutivos de eletricidade dessas usinas. Para vaporizar a água, to- neladas de combustíveis fósseis, biomassa ou combustível nuclear são consumidas diariamente. Por outro lado, como a maior parte desta energia é dissipada termicamente, a água também é usada para refrigeração e condensação. Disponível em: <www.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par3_cap9.pdf>. Acesso em: 15 set. 2015. (Adaptado) Sabendo que o calor latente de vaporização da água é de 2,25×106 J/kg e que a densidade da água é de 1000 kg/m3, calcula-se que a energia que precisa ser obtida com a queima do carvão para vapori- zar 1 m3 de água (a 100ºC e 1 atm) é de a) 2 250 cal. d) 2 250 kJ. b) 2 250 kcal. *e) 2 250 MJ. c) 2 250 J. (IFSUL/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: A Coloca-se uma certa quantidade de água em um recipiente aberto. Sabe-se que essa quantidade de água vai evaporar por estar em contato com o ar livre. O processo que contribui para reduzir a quan- tidade de água evaporada por unidade de tempo, é *a) o aumento da pressão atmosférica. b) a diminuição da umidade relativa do ar. c) o aumento da velocidade do vento. d) a mudança da água para um recipiente de diâmetro maior. (SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: C Na natureza, a matéria é encontrada nas três fases – sólida, líquida ou gasosa – considerando-se que os átomos ou as moléculas que a compõem organizam-se de maneiras diferentes. Essas fases não são fixas e, em geral, é possível a migração de uma para outra, por mudanças nas condições de pressão ou de temperatura. A partir dessas informações, está correto concluir que um a) gás caracteriza-se como um sistema que apresenta partículas com grau de coesão superior ao de um sólido. b) líquido corresponde a uma substância na qual as partículas cons- tituintes têm grau máximo de repulsão. *c) gás tem o seu odor facilmente detectado porque nesse estado físico as partículas têm alto grau de liberdade. d) sólido, como o gelo, tem partículaspouco organizadas e esta é a razão para que funda se deixado fora do freezer. e) líquido tem partículas com grau mínimo de coesão e, por esta razão, diminui drasticamente de volume pelo aumento da pressão. japizzirani@gmail.com 14 (SENAC/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: B O gráfico abaixo representa o aquecimento de uma determinada massa de água, numa cidade ao nível do mar, por meio de uma fonte térmica de potência constante 42 W. θ (ºC) 100 0 1800800 Q (cal) Sabendo-se que 1cal = 4,2 J, o tempo necessário para esta massa de água atingir seu ponto de ebulição, a partir do instante em que se encerrou a fusão do gelo é, em segundos, a) 50. *b) 100. c) 420. d) 200. e) 150. (CESGRANRIO/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: E Joaquim pega 10 cubos de gelo no freezer e coloca-os dentro de uma jarra com água. Agita várias vezes a jarra, até que as pedras de gelo estejam pequenas, boiando na água sem derreter. Ao final dessa situação, a) a temperatura da água é de cerca de 5 ºC. b) a temperatura da água é de cerca de 10 ºC. c) a temperatura da água é de cerca de −10 ºC. d) não é possível estimar a temperatura da água, pois não são co- nhecidos os valores das massas envolvidas. *e) a temperatura da água é de cerca de 0 ºC. (SENAI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: E A evaporação é a mudança lenta de estado físico em que uma subs- tância líquida se transforma em vapor. Esse processo pode ser nota- do em peças de tecidos estendidas em varal onde a maior eficiência na secagem ocorre quando a) as roupas são dobradas ao serem dispostas em varais. b) todas as roupas são lavadas com produtos amaciantes. c) a lavagem manual é substituída por lavagem mecânica. d) as roupas ficam todas alinhadas e fechadas em uma estufa. *e) a área molhada está em máxima exposição. (IFNORTE/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: B Aninha realizou o experimento seguinte. Levou ao fogo um recipien- te cheio até a metade com água, inicialmente fechado. Depois que a água estava fervendo, retirou o recipiente do fogo e, assim que a água parou de ferver, destam- pou-o sob uma torneira de onde sai água fria, como ilustra a figura ao lado. Aninha observou que a água dentro do recipiente voltou a ferver. Curiosa, pesquisou em seu livro de Física uma possível explicação para o fenômeno observado. Dentre as opções se- guintes, assinale aquela que explica corretamente o experimento realizado por Aninha. a) A água fria esquenta, ao entrar em contato com o recipiente, au- mentando a temperatura em seu interior. *b) A água fria faz com que o vapor, dentro do recipiente, condense, reduzindo a pressão interna. c) A temperatura do recipiente diminui e ele se contrai levemente, o que aumenta a pressão em seu interior. d) A água fria reduz o valor do calor latente de vaporização da água que estava no recipiente e tal redução favorece a agitação térmica de suas moléculas. Disponível em: http://worldinsidepictures.com. Acesso: 12 nov. 2015. (IFNORTE/MG-2016.1) - ALTERNATIVA: B A professora Amélia perguntou a Pedro sobre o funcionamento dos aparelhos de refrigeração que mantém uma pista de patinação no gelo; em seguida, a Paulo, pediu que citasse a causa do derretimen- to do gelo na pista, com a passagem dos patinadores. Ao responde- rem, os alunos apresentaram as seguintes hipóteses: • Pedro: Os refrigeradores empregam energia elétrica para retirar calor da pista e transferir para o meio externo. • Paulo: A pressão adicional, exercida pelas lâminas dos patins na pista, diminui a temperatura de fusão do gelo. Quanto às hipóteses apresentadas pelos alunos, assinale a alterna- tiva correta. a) Somente a hipótese de Pedro é verdadeira. *b) As duas hipóteses são verdadeiras. c) Somente a hipótese de Paulo é verdadeira. d) As duas hipóteses são falsas. (UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA OFICIAL: SOMA = 11 (01+02+08) Um corpo de massa 200 gramas é constituído por uma substância de calor específico 0,8 cal/(g.ºC). Assinale o que for correto. 01) Para que esse corpo varie a temperatura de 8 ºC para 23 ºC é necessário que ele receba uma quantidade de calor de 2400 cal, assumindo que nenhuma transição de fases esteja envolvida no processo. 02) A capacidade térmica do corpo é de 160 cal/ºC. 04) O calor específico de um corpo depende de sua massa. 08) A capacidade térmica de um corpo mede a quantidade de calor cujo ganho (ou cuja perda) produz nele uma variação de tempera- tura. 16) Se um corpo receber calor, ele sofrerá uma variação de tempe- ratura. japizzirani@gmail.com 15 VESTIBULARES 2016.2 (SENAI/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: A Alpinistas sabem, por experiência própria, que o cozimento de ali- mentos é mais lento em altitudes elevadas. Isso acontece porque, nessas condições, a água entra em ebulição em temperaturas infe- riores a 100°C. Essa redução na temperatura de ebulição da água se deve, diretamente, à *a) menor pressão atmosférica. b) menor umidade relativa do ar. c) menor temperatura ambiente naquelas condições. d) maior quantidade de poluentes dispersos no ar. e) maior quantidade de gases atmosféricos. (IFNORTE/MG-2016.2) - ALTERNATIVA: A No laboratório de uma indústria metalúrgica, faz-se um teste com duas amostras de materiais diferentes (R e S), mas de mesma mas- sa, ambos, inicialmente, no estado sólido e à temperatura ambiente. Nesse teste, as duas amostras são aquecidas em um forno, tendo este potência constante. O gráfico da figura abaixo descreve a evo- lução da temperatura de R (linha pontilhada) e de S (linha cheia) em função do tempo. As engenheiras Ana e Flávia, após analisarem o referido gráfico, fizeram as deduções seguintes: ● Ana – O calor específico de R, no estado líquido, é menor que o de S. ● Flávia – O calor latente de fusão de R é maior que o de S. Nessas condições, assinale a alternativa correta quanto às dedu- ções de Ana e Flávia. *a) Somente a dedução de Ana é verdadeira. b) Somente a dedução de Flávia é verdadeira. c) As deduções de Ana e Flávia são verdadeiras. d) As deduções de Ana e Flávia são falsas. (IF/SC-2016.2) - ALTERNATIVA: A O calor pode ser definido como uma forma de energia em trânsito, motivada por uma diferença de temperatura. Um corpo pode receber ou ceder energia na forma de calor, mas nunca armazená-la. O ato de fornecer ou ceder calor para uma substância pode acar- retar consequências, como mudança de fase ou variação da tem- peratura. Com base nesses conhecimentos, o que acontecerá se fornecermos calor continuamente a um bloco de gelo que se encontra a 0ºC, na pressão de 1 atmosfera? Assinale a alternativa CORRETA. *a) Primeiro o bloco irá se fundir e, depois, aquecer-se. b) Primeiro o bloco irá se aquecer e, depois, fundir-se. c) Primeiro o bloco irá se fundir para, depois, solidificar-se. d) Não acontecerá nada. e) O bloco irá se aquecer. (PUC/RJ-2016.2) - ALTERNATIVA: A Uma quantidade de 750 ml de água a 90 ºC é paulatinamente res- friada até chegar ao equilíbrio térmico com o reservatório que a con- tém, cedendo um total de 130 kcal para esse reservatório. Sobre a água ao fim do processo, é correto afirmar que Considere: calor específico da água líquida cágua = 1,0 cal/gºC calor específico do gelo cgelo = 0,55 cal/gºC calor latente de solidificação da água CL = 80 cal/g densidade da água líquida ρágua = 1,0 g/ml *a) a água se encontra inteiramente em forma de gelo. b) a água se encontra a uma temperatura de 0 ºC. c) a água se encontra inteiramente em estado líquido. d) a temperatura final da água é de 4 ºC. e) há uma mistura de gelo e água líquida. (VUNESP/CEFSA-2016.2) - ALTERNATIVA: A Os gráficos (I) e (II) a seguir representam o comportamento da tem- peratura T da mesma amostra de uma substância inicialmente líqui- da, em função da quantidade de calor Q trocada por essa amostra. Da análise dos gráficos, conclui-se, corretamente, que essa amostra sofreu uma *a) solidificação em (I) e uma vaporização em (II). b) solidificação em (I) e uma condensação em (II). c) fusão em (I) e uma ebulição em (II). d) fusão em (I) e uma liquefação em (II). e) liquefaçãoem (I) e uma ebulição em (II). (UNITAU/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: D Um utensílio doméstico muito popular nas cozinhas brasileiras é a chamada “panela de pressão”. Esse instrumento é usado porque possibilita o cozimento de alimentos em intervalos de tempo me- nores do que os obtidos com as panelas convencionais. Assim, é possível economizar energia. Sobre o processo de cozimento de alimentos em “panelas de pressão” em fogões tradicionais a gás, é totalmente CORRETO afirmar que, no estágio final do cozimento, a) as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à pressão constante, possibilitando que sejam atingidas temperaturas mais altas do que em panelas convencionais. b) as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à temperatura constante, possibilitando que sejam atingidas tempera- turas mais altas do que em panelas convencionais. c) as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior a volume constante, possibilitando que sejam mantidas temperaturas mais baixas do que em panelas convencionais. *d) as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior a volume constante, possibilitando que sejam atingidas temperaturas mais altas do que em panelas convencionais. e) as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à pressão constante, possibilitando que sejam mantidas temperaturas mais baixas do que em panelas convencionais. (IFSUL/RS-2016.2) - ALTERNATIVA: D O gráfico (fora de escala) representa o que está acontecendo com uma massa de 200 g de certa substância num processo térmico. Uma análise do gráfico fornecido acima nos permite concluir que as temperaturas de a) condensação e de vaporização são respectivamente 444,6 ºC e 119,0 ºC. b) solidificação e de vaporização são respectivamente 444,6 ºC e 119,0 ºC. c) condensação e de solidificação são respectivamente 119,0 ºC e 444,6 ºC. *d) condensação e de solidificação são respectivamente 444,6 ºC e 119,0 ºC. japizzirani@gmail.com 16 (UEPG/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 06 (02+04) Em relação ao conceito de calor, assinale o que for correto. 01) Quando uma substância recebe calor, sua temperatura neces- sariamente aumenta. 02) Para que, espontaneamente, ocorra troca de calor entre dois corpos, é necessário que eles estejam em temperaturas diferentes. 04) Calor é uma forma de energia. 08) Calor é uma substância que se incorpora aos corpos ou sistema na forma de calórico. (UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 23 (01+02+04+16) Ao observar uma quantidade de água líquida sendo aquecida num recipiente fechado, à pressão atmosférica, é correto afirmar que: 01) O calor absorvido pela água até a transição de estados denomi- na-se calor sensível. 02) A água no estado líquido absorverá calor até uma determinada temperatura, e, a partir daí, ocorrerá uma mudança de estado com a temperatura constante. 04) Quando ocorrer a transição do estado líquido para o estado de vapor, a entropia irá aumentar. 08) A transição do estado líquido para o estado de vapor é uma tran- sição irreversível. 16) De toda a energia absorvida pela água, uma parte dela produzirá um aumento da sua temperatura até um determinado valor, e a outra parte será utilizada para a mudança do estado líquido para o estado de vapor. (UEM/PR-2016.2) - RESPOSTA: SOMA = 13 (01+04+08) Um pequeno aquecedor elétrico é usado para aquecer 100 g de água na temperatura inicial de 23 ºC. O aquecedor tem uma potên- cia de 200 W. Ignorando quaisquer perdas de calor e sabendo que o calor específico da água é de 4190 J/kg.K, é correto afirmar que: 01) A massa de água aquecerá até o ponto de ebulição em menos de 3 minutos. 02) Sabendo que o calor latente de vaporização à 100 ºC é de Lv = 2,26 MJ/kg, a energia absorvida pela água para somente mudar de estado é de 770 kJ. 04) A energia térmica decorrente da dissipação de calor por efeito Joule no aquecedor é responsável pelo aquecimento da água. 08) Assumindo que 1 cal = 4,19 J, o calor sensível necessário para aquecer a água até 100 ºC será de 7700 cal. 16) O calor sensível absorvido pela água fará com que ela mude do estado líquido para o estado de vapor. (SENAI/SP-2016.2) - ALTERNATIVA: D A matéria pode se apresentar no estado sólido, líquido ou gasoso. I. No estado sólido, as partículas encontram-se fortemente unidas. II. No estado líquido, as partículas se movimentam com maior liber- dade que no estado sólido. III. No estado gasoso, as partículas não se movimentam se estive- rem em recipiente fechado. As afirmativas que descrevem o comportamento da matéria nos res- pectivos estados físicos são a) I, apenas. *d) I e II, apenas. b) II, apenas. e) II e III, apenas. c) III, apenas. (UTFPR-2016.2) - ALTERNATIVA: B Recentemente a NASA, Agência Espacial Norte Americana, divul- gou imagens da superfície de Plutão, um planeta anão. Nessas imagens foi observada “uma névoa de baixa altitude em Plutão, evi- dência adicional da existência, no planeta-anão, de um fenômeno semelhante ao ciclo de água na Terra, mas envolvendo nitrogênio congelado” (disponível em www.notícias. terra.com.br, acessado em 18/09/2015). Considerando seus conhecimentos químicos sobre as transformações da matéria, assinale a alternativa correta. a) A existência dessa névoa indica a existência do fenômeno de li- quefação na passagem de estado líquido para o estado gasoso. *b) A existência de “gelo de nitrogênio” indica que Plutão deve ser um planeta muito mais frio do que a Terra. c) A informação alerta sobre a mudança de estado físico do nitrogê- nio que ocorreria à temperatura de 0 ºC em Plutão. d) A existência de nitrogênio em Plutão confirma a existência de água neste planeta. e) A atmosfera de Plutão sendo formada por nitrogênio indica condi- ções propícias para a existência de vida humana neste planeta. japizzirani@gmail.com 17 VESTIBULARES 2016.1 TERMOFÍSICA sistema termicamente isolado (PUC/RJ-2016.1) - ALTERNATIVA: D Uma quantidade de um líquido A, a uma temperatura de 40 ºC, é misturada a uma outra quantidade de um líquido B, a uma tempe- ratura de 20 ºC, em um calorímetro isolado termicamente de sua vizinhança e de capacidade térmica desprezível. A temperatura final de equilíbrio do sistema é de 30 ºC. Dado que o calor específico do líquido A é o dobro daquele do líquido B, calcule o valor aproximado da porcentagem de massa do líquido A na mistura. a) 100% b) 67% c) 50% *d) 33% e) 0% (ENEM-2015) - ALTERNATIVA: D Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor en- tre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualida- de, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decor- ridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação per- centual da temperatura. Tipo de selo Variação de temperatura A menor que 10% B entre 10% e 25% C entre 25% e 40% D entre 40% e 55% E maior que 55% Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10°C e outra a 40°C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obten- do-se 16°C. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada? a) A b) B c) C *d) D e) E (UNICENTRO/PR-2016.1) - ANULADA (RESPOSTA NO FINAL) Um ferreiro utiliza a água para “esfriar” a temperatura do ferro. Su- ponha que ele mergulhe um bloco de ferro de 1,0 kg a 200 ºC em um recipiente termicamente isolado com 10,0 kg de água a 20 ºC. Considerando que o calor específico da água é igual a 1,0 cal/gºC e que o calor específico do ferro é igual a 0,12cal/gºC , assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a temperatura final, T, de equilíbrio térmico do sistema. a) T = 20,2 ºC b) T = 24,2 ºC c) T = 30,2 ºC d) T = 34,2 ºC e) T = 54,2 ºC RESPOSTA CORRETA: T ≅ 22,1 ºC (UEG/GO-2016.1) - ALTERNATIVA: A Considere dois corpos completamente iguais, o primeiro está a 80 °C e o segundo a 30 °C. Após o equilíbrio térmico, a temperatura do conjunto *a) é a média aritmética das temperaturas do conjunto. b) se encontra na metade da temperatura de 80 °C. c) está próxima do valor da temperatura de 80° C. d) é o valor da diferença entre as temperaturas. (VUNESP/EMBRAER-2016.1) - ALTERNATIVA: C Um calorímetro (A) contendo água quente foi conectado, por meio de uma barra metálica, a outro calorímetro (B) contendo em seu inte- rior água fria. Em cada um desses calorímetros, foi colocado um ter- mômetro para que a temperatura fosse medida de minuto em minuto durante 10 minutos. A ilustração a seguir representa o experimento. ÁGUA QUENTE A ÁGUA FRIA B Considerando-se que o volume de água é igual nos dois caloríme- tros, a partir dos registros de temperatura, foi elaborado um gráfico que registra a temperatura dos dois calorímetros durante os 10 mi- nutos. O gráfico que representa corretamente o resultado do experimento é: a) *c) b) d) (IF/PE-2016.1) - ALTERNATIVA: A No preparo de uma xícara de café com leite, são utilizados 150 ml (150 g) de café, a 80 °C, e 50 ml (50 g) de leite, a 20 °C. Qual será a temperatura do café com leite? (Utilize o calor específico do café = calor específico do leite = 1,0 cal/g°C) *a) 65°C b) 50°C c) 75°C d) 80°C e) 90°C (FEI/SP-2016.1) - ALTERNATIVA: D Um calorímetro de capacidade térmica igual a 50,0 cal/ºC contém 250 g de água. Inicialmente a temperatura do conjunto calorímetro e água é de 40,0 ºC. Adicionando-se 500 g de gelo a 0 ºC à água do calorímetro, a massa de gelo derretida até o estabelecimento do equilíbrio térmico será: a) 250 g b) 500 g c) 300 g *d) 150 g e) 125 g Dados: calor de fusão do gelo = 80,0 cal/g; calor específico da água = 1,00 cal/(g.ºC). Considerar que somente haja trocas de calor entre água, gelo e calorímetro. japizzirani@gmail.com 18 (UFGD/MS-2016.1) - ALTERNATIVA: B Um grande bloco de gelo a 0 °C contém uma cavidade na qual são colocados 800 g de Mercúrio a 100 °C. Qual será a massa fundida de gelo? São dados o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) e o calor específico do Mercúrio (0,033 cal/g.°C). Considere um sistema isolado. a) 3 g *b) 33 g c) 80 g d) 100 g e) 800 g (UNIFESP-2016.1) - REPOSTA: a) Q = 6 600 cal b) m = 11 g Considere um copo de vidro de 100 g contendo 200 g de água lí- quida, ambos inicialmente em equilíbrio térmico a 20 ºC. O copo e a água líquida foram aquecidos até o equilíbrio térmico a 50 ºC, em um ambiente fechado por paredes adiabáticas, com vapor de água inicialmente a 120 ºC. A tabela apresenta valores de calores especí- ficos e latentes das substâncias envolvidas nesse processo. calor específico da água líquida 1,0 cal/(g·ºC) calor específico do vapor de água 0,5 cal/(g·ºC) calor específico do vidro 0,2 cal/(g·ºC) calor latente de liquefação do vapor de água –540 cal/g Considerando os dados da tabela, que todo o calor perdido pelo vapor tenha sido absorvido pelo copo com água líquida e que o pro- cesso tenha ocorrido ao nível do mar, calcule: a) a quantidade de calor, em cal, necessária para elevar a tempera- tura do copo com água líquida de 20 ºC para 50 ºC. b) a massa de vapor de água, em gramas, necessária para elevar a temperatura do copo com água líquida até atingir o equilíbrio térmico a 50 ºC. (UFPR-2016.1) - RESPOSTA: θ = 286 ºC Um ferreiro aquece uma ferradura de ferro (calor sensível igual a 0,12 cal/g.ºC) com massa de 0,2 kg e, em seguida, a resfria num recipiente com 1 litro de água (densidade da água igual a 1 g/cm3), inicialmente com temperatura igual a 30 ºC. Após a ferradura entrar em equilíbrio térmico com a água, verifica-se que o conjunto atinge 36 ºC. Desprezando-se as perdas de calor, qual era a temperatura da ferradura imediatamente antes de o ferreiro a colocar na água? (VUNESP/FAMERP-2016.1) - ALTERNATIVA: A Para realizar um experimento no litoral, um cientista precisa de 8 litros de água a 80 ºC. Como não dispõe de um termômetro, de- cide misturar uma porção de água a 0 ºC com outra a 100 ºC. Ele obtém água a 0 ºC a partir de uma mistura, em equilíbrio térmico, de água líquida com gelo fundente, e água a 100 ºC, a partir de água em ebulição. Considerando que haja troca de calor apenas entre as duas porções de água, os volumes, em litros, de água a 0 ºC e de água a 100 ºC que o cientista deve misturar para obter água a 80 ºC são iguais, respectivamente, a *a) 1,6 e 6,4. b) 3,2 e 4,8. c) 4,0 e 4,0. d) 2,4 e 5,6. e) 5,2 e 2,8. (IFSUL/RS-2016.1) - ALTERNATIVA: A Dentro de um calorímetro que contém 4 litros de água a 15 ºC, co- loca-se 600 g de gelo a 0 ºC e deixa-se atingir o equilíbrio térmico. Considerando que o calor específico da água é 1 cal/gºC, o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e a massa específica da água, 1 kg/L; a temperatura aproximada do equilíbrio térmico será *a) 2,6 ºC b) −2,6 ºC c) 3 ºC d) −3 ºC (VUNESP/FIEB-2016.1) - ALTERNATIVA: A O copo interno de um calorímetro é feito de alumínio e tem massa de 30 g. Em seu interior, onde há 150 g de água pura à temperatura de 20 ºC, são despejados 200 g de bolinhas de aço que se encontram inicialmente à temperatura de 60 ºC. Sabendo que o calor específico do alumínio é 0,2 cal/g∙ºC, o da água 1 cal/g∙ºC e a temperatura de equilíbrio térmico do conjunto igual a 25 ºC, o calor específico do aço e a quantidade de calor trocada pelas bolinhas de aço com o sistema têm valores, respectivos e aproximadamente, iguais a *a) 0,11 cal/g∙ºC e 780 cal, cedidas. b) 0,11 cal/g∙ºC e 780 cal, recebidas. c) 0,55 cal/g∙ºC e 890 cal, cedidas. d) 0,55 cal/g∙ºC e 890 cal, recebidas. e) 0,88 cal/g∙ºC e 780 cal, cedidas. (UEM/PR-2016.1) - RESPOSTA: SOMA = 05 (01+04) Uma massa de 1000 g de água é mantida em um calorímetro ideal de massa desprezível. Considere o calor específico da água como sendo 1,0 cal/g.ºC, o calor latente de fusão da água como sendo 80 cal/g, e assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) Calor é adicionado continuamente à razão de 100 cal/s. Se a temperatura inicial da água é de 20 ºC, após 4 minutos esta tempe- ratura será de 44 ºC. 02) Quando a água no interior do calorímetro está a 20 ºC, um cubo de alumínio de massa 100 g e de temperatura 71 ºC é submerso na mesma. Após atingir o equilíbrio térmico, a temperatura do sistema bloco + água é de 46 ºC. Considere o calor específico do alumínio como sendo 0,2 cal/g.ºC. 04) Para que toda a água no interior do calorímetro seja congelada a uma temperatura de 0 ºC deve-se retirar 90 kcal do sistema. Consi- dere que a água inicialmente estava a uma temperatura de 10 ºC. 08) A capacidade térmica é a quantidade de calor que se deve forne- cer a 1,0 g de uma determinada substância para que a sua tempera- tura se eleve em 1,0 ºC. 16) O calor específico é a quantidade de calor que um corpo necessi- ta receber ou ceder para que a sua temperatura varie uma unidade. japizzirani@gmail.com 19 VESTIBULARES 2016.2 (UCB/DF-2016.2) - ALTERNATIVA: E Dois corpos estão em equilíbrio térmico e isolados (não há troca de calor com o meio externo). Um terceiro corpo, com o dobro da mas- sa do primeiro e metade da massa do segundo, é colocado entre os dois primeiros. Observa-se que, apesar de estarem em contato, não houve mudança de temperatura em nenhum dos corpos. Con- siderando essa situação hipotética, é correto afirmar que o terceiro corpo a) cedeu calor aos outros dois corpos. b) recebeu calor dos outros dois corpos. c) possuia temperatura menor que o primeiro e maior que o segun- do. d) possuia temperatura maior que o primeiro e menor que o segun- do. *e) possuia a mesma temperatura dos outros dois corpos. (IFSUL/MG-2016.2) - ALTERNATIVA:
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