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Exercícios de Termologia TERMOMETRIA Questão 01 A falta de conscientização das pessoas vem intensificando o aquecimento global. Como consequência desse fenômeno, atividades humanas estão sendo impactadas. Em Ontário, no Canadá, por exemplo, um efeito aparentemente paradoxal desse fenômeno fez com que a temperatura despencasse para o extremo de –58º F. Em consequência, escolas e o comércio foram fechados temporariamente. Marque a alternativa que corresponde corretamente ao valor desse extremo de temperatura nas escalas Celsius e kelvin: a) –20º C e –250 K. b) –30º C e –227 K. c) –40º C e 246 K. d) –50º C e 223 K. Questão 02 A energia da radiação cósmica de fundo possui um equivalente em temperatura de 2,7 kelvins. Indique, entre as alternativas seguintes, qual é o valor dessa temperatura na escala Celsius: a) 275,3 ºC b) –275,3 ºC c) 270,3 ºC d) –270,3 ºC Questão 03 O Brasil é reconhecidamente um país de contrastes. Entre eles podemos apontar a variação de temperatura das capitais brasileiras. Palmas, por exemplo, atingiu em 1 de julho de 1998 a temperatura de 13ºC e em 19 de setembro de 2013 a temperatura de 42ºC (com sensação térmica de 50ºC). Na escala kelvin, a variação da temperatura na capital do Tocantins, entre os dois registros realizados corresponde a: a) 13 K. b) 29 K. c) 42 K. d) 50 K. Questão 04 A temperatura interna de um forno elétrico foi registrada em dois instantes consecutivos por termômetros distintos – o primeiro graduado na escala Celsius e o segundo na escala Kelvin. Os valores obtidos foram, respectivamente, iguais a 120°C e 438 K. Essa variação de temperatura expressa em Fahrenheit corresponde a a) 65°F. b) 72°F. c) 81°F. d) 94°F. Questão 05 A variação da temperatura corporal pode ser considerada um mecanismo de aviso de que algo no corpo está com problemas. A temperatura de 36,8ºC é considerada normal para o corpo humano e após 38ºC é considerado febre. De acordo com a Física, a alternativa correta sobre temperatura é: a) A temperatura é uma grandeza física vetorial. b) A escala de temperatura chamada Kelvin não apresenta valores negativos. c) O zero absoluto aparece apenas na escala Celsius. d) Quanto maior é a agitação das moléculas de um corpo menor será sua temperatura. Questão 06 Largamente utilizados na medicina, os termômetros clínicos de mercúrio relacionam o comprimento da coluna de mercúrio com a temperatura. Sabendo-se que quando a coluna de mercúrio atinge 2,0cm, a temperatura equivale a 34ºC e, quando atinge 14cm, a temperatura equivale a 46ºC. Ao medir a temperatura de um paciente com esse termômetro, a coluna de mercúrio atingiu 8,0cm. A alternativa correta que apresenta a temperatura do paciente, em ºC, nessa medição é: a) 36 b) 42 c) 38 d) 40 Questão 07 Considere o gráfico de Temperaturas Celsius relacionado com uma temperatura desconhecida E. Exercícios de Termologia Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas. a) A Temperatura de 0ºE, corresponde a 95ºC. b) A Temperatura de 0ºC, corresponde a 1,6ºE. c) As Temperaturas coincidirão em aproximadamente 2,35ºC. d) A temperatura de 10ºC corresponde a 4,8ºE. Questão 08 Em certo dia em Niterói, o serviço de meteorologia anunciou uma temperatura máxima de 40 ºC e a mínima de 18 ºC. a) A variação de temperatura poderá ser negativa ou positiva, dependendo qual temperatura ocorreu antes, a máxima ou a mínima. b) Se a temperatura mínima ocorreu antes da máxima seu valor é de – 22 ºC. c) Se a temperatura máxima ocorreu antes da mínima seu valor é 22 ºC. d) Em qualquer situação, se a temperatura mínima ocorreu antes ou depois da máxima, sua variação é sempre 22 ºC. Questão 09 Em um determinado aeroporto, a temperatura ambiente é exibida por um mostrador digital que indica, simultaneamente, a temperatura em 3 escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Se em um determinado instante a razão entre a temperatura exibida na escala Fahrenheit e na escala Celsius é igual a 3,4, então a temperatura registrada na escala Kelvin nesse mesmo instante é a) 272 K. b) 288 K. c) 293 K. d) 301 K. Questão 10 Um termômetro graduado na escala J de temperaturas, quando em equilíbrio térmico com um líquido contido num recipiente, cuja temperatura é de 20ºC, marca 7ºJ. Esse termômetro quando em equilíbrio térmico com o o líquido de outro recipiente, cuja temperatura é de 140ºF, o passa a marcar 11ºJ. Com base nessas informações, podemos afirmar que a equação termométrica que relaciona a escala Celsius de temperaturas (TCelsius) com a escala J de temperaturas (TJ) é a) b) 7 TCelsius = 20 TJ c) TCelsius = 10 (TJ – 5) d) TCelsius = TJ + 13 Questão 11 Uma escala termométrica arbitrária X atribui o valor 20oX para a temperatura de fusão do gelo e 120oX para a temperatura de ebulição da água, sob pressão normal. A temperatura em que a escala X dá a mesma indicação que a Celsius é: a) 80 b) 70 c) 50 d) 30 e) 10 DILATAÇÃO Questão 12 Brinquedo das “antigas”, o carrinho de rolimã é o nome dado a um carrinho, geralmente construído de madeira com um eixo móvel montado com rolamentos de aço (dispensados por mecânicas de automóveis), utilizado para controlar o carrinho enquanto este desce pela rua. Ao construir devemos encaixar firmemente os rolamentos no eixo cilíndrico de determinado metal com diâmetro um pouco maior que o diâmetro interno do rolamento de aço. Para esse procedimento aquecemos ambos para o encaixe e depois resfriamos. Sendo assim, o coeficiente de dilatação do metal utilizado em relação ao coeficiente de dilatação do aço deve ser: = 140 TT 20T CelsiusJCelsius Exercícios de Termologia a) igual ou maior b) maior c) igual d) menor Questão 13 Uma chapa de cobre, utilizada em circuitos eletrônicos, tem 60 centímetros de comprimento por 40 centímetros de largura a 16ºC. A área dessa chapa, quando exposta a uma temperatura de 66ºC, é de (Dado: coeficiente de dilatação linear do cobre = 16 10–6ºC–1): a) 3,84 cm2; b) 2396,16 cm2; c) 2403,84 cm2; d) 2581,32 cm2. Questão 14 Quando a temperatura de uma barra metálica aumenta de 0,0 °C para 50 °C, o comprimento aumenta 0,055%. De que material é feita a barra? a) Aço. b) Alumínio. c) Cobre. d) Latão. Questão 15 Considerando a unidade de medida de temperatura o grau Celsius, a unidade de medida do coeficiente de dilatação térmica no Sistema Internacional de Unidades é a) ºC–1. b) m ºC–1. c) (m ºC)–1. d) m–1 ºC. Questão 16 Consultando uma tabela da dilatação térmica dos sólidos verifica-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 13 10–6 ºC–1. Portanto, pode-se concluir que a) num dia de verão em que a temperatura variar 20 ºC o comprimento de uma barra de ferro de 10,0 m sofrerá uma variação de 2,6 cm. b) o coeficiente de dilatação superficial do ferro é 169 10–6 ºC–1. c) para cada 1 °C de variação de temperatura, o comprimento de uma barra de 1,0 m desse material varia 13 10–6m. d) o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é 39 10–18 ºC–1. Questão 17 A FIG. 1(a) mostra como duas barras de materiais diferentes estão fixas entre si e a um suporte e a FIG. 1(b) mostra essas mesmas barras, após terem sofrido uma variação de temperatura T. Sabendo-se que os coeficientes médios de expansão linear dessas barras são 1 e 2, é correto afirmar que a) Se 1 < 2, então T > 0. b) Se 1 > 2, então T < 0. c) Se 1 > 2, então T > 0. d) T < 0, independentemente de 1 e 2. e) T > 0, independentemente de 1 e 2. Questão 18 A tabela a seguir apresenta os coeficientes de dilatação linear de alguns metais: Uma placa de metal de área 1 m2 a 20°Cé aquecida até atingir 100°C apresentando uma variação de 35,2 cm2 em sua área. O metal que constitui essa placa é o a) ferro. b) cobre. c) zinco. d) alumínio. Questão 19 Em uma oficina mecânica, o mecânico recebeu um mancal “engripado”, isto é, o eixo de aço está colado à bucha de bronze, conforme mostra a figura abaixo. Nessa situação, como o eixo de aço está colado à bucha de bronze devido à falta de uso e à oxidação entre as peças, faz-se necessário separar essas peças com o Exercícios de Termologia mínimo de impacto de modo que elas possam voltar a funcionar normalmente. Existem dois procedimentos que podem ser usados para separar as peças: o aquecimento ou o resfriamento do mancal (conjunto eixo e bucha). Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica linear do aço é menor que o do bronze, para separar o eixo da bucha, o conjunto deve ser a) aquecido, uma vez que, nesse caso, o diâmetro do eixo aumenta mais que o da bucha. b) aquecido, uma vez que, nesse caso, o diâmetro da bucha aumenta mais que o do eixo. c) esfriado, uma vez que, nesse caso, o diâmetro da bucha diminui mais que o do eixo. d) esfriado, uma vez que, nesse caso, o diâmetro do eixo diminui mais que o da bucha . Questão 20 Considere dois tubos cilíndricos (1 e 2), verticais, idênticos e feitos do mesmo material, contendo um mesmo líquido em equilíbrio até a altura de 50,0 cm, conforme figura a seguir. As temperaturas nos dois tubos são inicialmente iguais e de valor 35 ºC. O tubo 1 é resfriado até 0 ºC, enquanto o tubo 2 é aquecido até 70 ºC, e a altura do líquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica dos tubos é desprezível quando comparado com o do líquido, o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido, considerado constante, é, em ºC–1, a) 1,2 10–3 b) 1,6 10–3 c) 2,4 10–3 d) 3,6 10–3 Questão 21 Em um laboratório de física é proposta uma experiência onde os alunos deverão construir um termômetro, o qual deverá ser constituído de um bulbo, um tubo muito fino e uniforme, ambos de vidro, além de álcool colorido, conforme a figura abaixo. O bulbo tem capacidade de 2,0 cm3, o tubo tem área de secção transversal de 1,0 10–2 cm2 e comprimento de 25 cm. No momento da experiência, a temperatura no laboratório é 30 ºC, e o bulbo é totalmente preenchido com álcool até a base do tubo. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação do álcool é 11 10–4 ºC–1 e que o coeficiente de dilatação do vidro utilizado é desprezível comparado ao do álcool, a altura h, em cm, atingida pelo líquido no tubo, quando o termômetro for utilizado em um experimento a 80 ºC, é a) 5,50 b) 11,0 c) 16,5 d) 22,0 Questão 22 No gráfico a seguir, está representado o comprimento L de duas barras A e B em função da temperatura . Sabendo-se que as retas que representam os comprimentos da barra A e da barra B são paralelas, Exercícios de Termologia pode-se afirmar que a razão entre o coeficiente de dilatação linear da barra A e o da barra B é a) 0,25. b) 0,50. c) 1,00. d) 2,00. Questão 23 Um recipiente tem capacidade de 3.000 cm3 a 20 ºC e está completamente cheio de um determinado líquido. Ao aquecer o conjunto até 120 ºC, transbordam 27 cm3. O coeficiente de dilatação aparente desse líquido, em relação ao material de que é feito o recipiente é, em ºC–1, igual a a) 3,0 10–5 b) 9,0 10–5 c) 2,7 10–4 d) 8,1 10–4 Questão 24 Um frasco de vidro, cujo volume é 2000 cm3 a 0 ºC, está completamente cheio de mercúrio a esta temperatura. Sabe-se que o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio é 1,8 10–4 ºC–1 e o coeficiente de dilatação linear do vidro de que é feito o frasco é 1,0 10–5 ºC–1. O volume de mercúrio que irá entornar, em cm3, quando o conjunto for aquecido até 100 ºC, será a) 6,0 b) 18 c) 30 d) 36 Questão 25 Um estudante de Física, desejando medir o coeficiente de dilatação volumétrico de uma substância líquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm3 de volume interno com a referida substância. O conjunto encontra-se inicialmente à temperatura de equilíbrio t1 = 10 ºC e é aquecido até a temperatura de equilíbrio t2 = 90 ºC. O coeficiente de dilatação volumétrica do recipiente é = 4,0 10–5 ºC–1 . Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm3 do líquido, o coeficiente de dilatação da substância líquida é de a) 2,25 10–4 ºC–1 b) 5,85 10–4 ºC–1 c) 6,25 10–4 ºC–1 d) 6,65 10–4 ºC–1 e) 1,03 10–3 ºC–1 CALORIMETRIA Questão 26 Dois blocos de materiais diferentes (ferro e concreto) e de mesma massa foram utilizados como amostras de um teste experimental. Os mesmos foram aquecidos, a partir da temperatura ambiente, por fontes térmicas idênticas, que transmitiram a mesma quantidade de calor aos blocos. Desconsiderando eventuais mudanças de estado, observou-se que o bloco de ferro sofreu maior variação de temperatura. Com relação às propriedades térmicas dos materiais em pauta, tal fenômeno é explicado pelo fato de o bloco de ferro apresentar a) maior calor específico comparado ao de concreto. b) maior capacidade térmica que o de concreto. c) a mesma capacidade térmica do bloco de concreto. d) menor calor específico comparado ao de concreto. Questão 27 Na depilação, o laser age no interior da pele, produzindo uma lesão térmica que queima a raiz do pelo. Considere uma raiz de pelo de massa m = 2,0 10–10 kg inicialmente a uma temperatura Ti = 36ºC que é aquecida pelo laser a uma temperatura final Tf = 46ºC. Se o calor específico da raiz é igual a c = 3000 J/(kg ºC), o calor absorvido pela raiz do pelo durante o aquecimento é igual a a) 6,0 10–6 J. b) 6,0 10–8 J. c) 1,3 10–12 J. d) 6,0 10–13 J. Questão 28 Para explicar o princípio das trocas de calor, um professor realiza uma experiência, misturando em um recipiente térmico 300 g de água a 80 ºC com 200 g de água a 10 ºC. Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e para o meio externo, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura, em ºC, é igual a: a) 52 c) 45 c) 35 d) 28 Questão 29 Exercícios de Termologia Um confeito de consistência esponjosa muito apreciado por crianças (e por alguns adultos) é o marshmallow. Uma massa de 10 gramas desse doce pode fornecer ao corpo de uma pessoa uma energia de 20 kcal. Se essa energia fosse integralmente absorvida por 500 gramas de água a 10ºC, a temperatura final da água seria de: Dado: calor específico da água = 1 cal/g.ºC a) 5°C; b) 30ºC; c) 50ºC; d) 70ºC. Questão 30 A variação de temperatura em uma região, ao longo do ano, é um fator determinante para a adaptação dos seres vivos a este ambiente. Sabe-se que essa variação é fortemente influenciada pela proximidade de grandes massas de água, de modo que na região litorânea ela é pequena e no interior do continente ela é grande. A propriedade física da água relacionada a esse fenômeno é o(a) a) alto calor específico. b) baixo calor latente de fusão. c) alta condutividade térmica. d) baixa capacidade térmica. Questão 31 Analise o gráfico a seguir, que indica a variação da capacidade térmica de um material (C) em função da temperatura A quantidade de calor absorvida pelo material até a temperatura de 50 ºC, em calorias, é igual a: a) 500 b) 1500 c) 2000 d) 2200 Questão 32 Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias. A variação de seu calor específico c, em função da temperatura , está indicada no gráfico. O valor de m, em gramas, equivale a: a) 50 b) 100 c) 150 d) 300 Questão 33 Uma pedra de gelo, inicialmente à –30ºC éaquecida, no nível do mar, até atingir 110ºC e para isso absorve 1480Kcal. Considere desprezível a capacidade térmica do recipiente. Sabe-se que os calores específicos da água nas fases sólida, líquida e gasosa são respectivamente 0,5cal/g.ºC, 1,0cal/g.ºC e 0,5cal/g.ºC e que os calores de fusão e vaporização dessa substância são respectivamente 80cal/g e 540cal/g. A massa de gelo envolvida nessa situação é de: a) 2,0kg. b) 0,020kg. c) 2,0g. d) 0,2g. Questão 34 Uma massa de água no estado sólido, inicialmente à temperatura de –10 ºC, é aquecida até atingir a temperatura final de 80 ºC. Considere que todo o processo tenha ocorrido à pressão constante de 1,0 atm e que essa massa de água tenha recebido um total de 16500 cal para o processo térmico. Sem levar em conta os efeitos de sublimação do gelo para temperaturas abaixo de 0 ºC, assuma que o valor para o calor específico do gelo seja de 0,5 cal/g ºC, que o calor específico da água seja 1,0 cal/g ºC e que o calor latente de fusão do gelo seja de 80,0 cal/g. ).( Exercícios de Termologia Nesse caso, a massa de água aquecida, em gramas, durante o processo é de a) 100 b) 200 c) 300 d) 400 Questão 35 O município de Rio Quente (Goiás) abriga um importante polo de preservação ambiental do país e possui o único rio de águas quentes do mundo. A título de experiência, um turista estadunidense coloca em um balde 1,5 litros da água desse rio e mede sua temperatura em 113 ºF. Passados 2 minutos, ele volta a medir a temperatura da água e constata ser de 77 ºF. Dados: densidade da água = 1000 kg/m3 e calor específico da água = 1 cal/g.ºC. Assinale a alternativa correta que indica a perda de energia da água para o ambiente, no intervalo de tempo considerado: a) –0,30 kcal. b) –0,54 kcal. c) –30 kcal. d) –54 kcal. Questão 36 Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, 300 g de água, inicialmente a 20 ºC, foram aquecidos. Após 2,0 minutos, quando a temperatura da água era 40 ºC, mais 300 g de água a 20 ºC foram adicionados ao recipiente. Considerando que não ocorreu perda de calor da água para o meio e que a fonte fornece calor a uma potência constante durante o processo, o tempo decorrido, após a adição da água, para que a temperatura da água atingisse 80 ºC foi de a) 5,0 min. b) 14,0 min. c) 10,0 min. d) 15,0 min. e) 8,0 min. Questão 37 Sabe-se que um líquido possui calor específico igual a 0,58 cal/g. ºC . Com o intuito de descobrir o valor de seu calor latente de vaporização, foi realizado um experimento onde o líquido foi aquecido por meio de uma fonte de potência uniforme, até sua total vaporização, obtendo-se o gráfico abaixo. O valor obtido para o calor latente de vaporização do líquido, em cal/g, está mais próximo de: a) 100 b) 200 c) 540 d) 780 Questão 38 Considere dois sistemas térmicos A e B constituídos de corpos perfeitamente esféricos, em condições normais de temperatura e pressão, conforme figura abaixo. No sistema A, as esferas 1, 2, 3 e 4 são pequenas gotas esféricas de água pura com massa respectivamente iguais a 1 g, 2 g, 4 g e 8 g. O sistema B é constituído das esferas maciças e homogêneas 5, 6, 7 e 8 de mesmo material, de calor específico constante igual a 0,2 cal/g ºC e massa específica igual a 2,5 g/cm3. Os volumes dessas esferas são conhecidos e valem, respectivamente, 4, 5, 7 e 16 cm3. Nessas condições, o número máximo de esferas do sistema A que podem ser permutadas simultaneamente com esferas do sistema B, de maneira que os sistemas A e B continuem com a mesma capacidade térmica inicial e com o mesmo número de esferas, é a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 Questão 39 Com a finalidade de manter a temperatura corporal, vários esportistas utilizam roupa térmica (também conhecida como segunda pele). Essa roupa é composta de um material capaz de conservar o corpo Exercícios de Termologia da pessoa aquecido em dias frios e ainda refrescar em dias quentes. A roupa térmica pode realizar tudo isso por que é um: a) isolante térmico, uma vez que a peça reflete as ondas eletromagnéticas do Sol, dificultando a propagação por radiação térmica; b) isolante térmico, ou seja, dificulta as trocas de calor por condução do meio externo para o corpo da pessoa e vice-versa; c) condutor de temperatura, pois possibilita os choques moleculares entre a malha e o corpo da pessoa; d) condutor de temperatura, pois facilita as trocar de ar por convecção. Questão 40 Em corridas de rua e maratonas, os atletas profissionais costumam utilizar roupas adequadas para evitar o aumento da temperatura corporal. A função desse tipo de roupa é a) facilitar a evaporação do suor. b) dificultar a transpiração do atleta. c) facilitar a absorção da irradiação pela pele. d) dificultar a convecção do ar em contato com a pele. Questão 41 Uma pessoa trocou sua geladeira por uma energeticamente mais econômica, com a expectativa de reduzir o valor da conta de energia elétrica. Para embelezar a nova geladeira, usou diversos materiais, que não usava na antiga: colocou ímãs decorativos na porta, forrou todas as prateleiras internas com plásticos e cobriu a parte superior externa com um guardanapo de tecido colorido, sobre o qual colocou sua coleção de pinguins de porcelana. No entanto, sua conta não diminuiu, porque um desses itens causou desperdício de energia. Esse desperdício pode ser evitado se a pessoa retirar a) os ímãs decorativos colocados na porta. b) os plásticos usados para forrar as prateleiras. c) a coleção de pinguins de porcelana colocada sobre o guardanapo. d) o guardanapo de tecido colorido usado para cobrir a parte superior externa. Questão 42 É muito comum observar a formação de pequenas gotas de água na superfície de garrafas retiradas da geladeira. Quando esse fenômeno ocorre, as pessoas costumam dizer que a garrafa está “suando”. De onde vem essa água? a) Da umidade do ar, que, em contato com a garrafa fria, passa para o estado líquido. b) Do líquido do interior da garrafa, que consegue atravessar para o lado de fora. c) Do vapor do interior da geladeira, que ficou aderido à garrafa. d) Do suor da mão da pessoa, que passou para a garrafa. Questão 43 Em câmaras frigoríficas é comum que a temperatura do ambiente chegue a –25 ºC. Para evitar problemas de saúde aos funcionários é necessário que eles se protejam usando tecidos com baixo coeficiente de condutibilidade térmica. O(s) principal(is) processo(s) de propagação do calor dificultado(s) pelo tecido será(ão): a) irradiação e condução. b) irradiação e convecção. c) somente condução. d) somente irradiação. Questão 44 Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível. Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido. I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por [...] II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por [...]. III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [....]. Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são: Exercícios de Termologia a) condução, convecção e radiação. b) condução, radiação e convecção. c) convecção, condução e radiação. d) convecção, radiação e condução. Questão 45 O uso de fontes alternativas de energia tem sido bastante difundido. Em 2012, o Brasil deu um importante passo ao aprovar legislaçãoespecífica para micro e mini geração de energia elétrica a partir da energia solar. Nessa modalidade de geração, a energia obtida a partir de painéis solares fotovoltaicos vem da conversão da energia de fótons em energia elétrica, sendo esses fótons primariamente oriundos da luz solar. Assim, é correto afirmar que essa energia é transportada do Sol à Terra por a) convecção. b) condução. c) indução. d) irradiação. Questão 46 Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T) em função da profundidade (d). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m2, a face superior está na superfície a uma temperatura constante TA e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante TB, como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d, de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo , por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por , em que é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado. Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d, é igual a a) 0,03 W. b) 0,05 W. c) 0,40 W. d) 1,20 W. Questão 47 Sempre que ia tomar água gelada, um garoto escolhia um copo de alumínio dizendo: – Nesse copo a água fica mais gelada! A sensação de gelado que o garoto sente ocorre porque, inusitadamente, a) a água se aquece, enquanto o copo recebe calor da mão. b) o copo se mantém gelado, enquanto perde calor para o ar. c) a água se esfria, pois o alumínio é um bom condutor térmico. d) o copo se mantém gelado, pois o alumínio é um bom isolante térmico. Questão 48 Uma sala de estúdio é mantida à temperatura de 20 ºC e se encontra separada de uma sala vizinha, à temperatura ambiente de 30 ºC, por uma janela retangular de vidro, de 8,0 mm de espessura, 1,0 m de altura por 1,5 m de largura. Sabendo que a condutividade térmica do vidro é 0,80 W/m.K, o total de calorias transmitidas pela janela, após 4,2 minutos é de, aproximadamente: a) 1,50 kcal. b) 37,8 kcal. c) 60,0 kcal. d) 90,0 kcal. e) 126 kcal. Questão 49 Uma das extremidades de uma barra metálica isolada é mantida a 100 ºC, e a outra extremidade é mantida a 0 ºC por uma mistura de gelo e água. A barra tem 60,0 cm de comprimento e uma seção reta com área igual a 1,5 cm2. O calor conduzido pela barra produz a fusão )( d TT kA BA − = Cºm W 6,0k = d TT BA − Exercícios de Termologia de 9,0 g de gelo em 10 minutos. A condutividade térmica do metal vale em W/mK: Dado: calor latente de fusão da água = 3,5105 J/kg a) 100 b) 180 c) 240 d) Zero e) 210 Questão 50 Um objeto de 160 g de massa repousa, durante um minuto, sobre a superfície de uma placa de 30 cm de espessura e, ao final deste experimento, percebe-se que o volume do objeto é 1% superior ao inicial. A base da placa é mantida em 195º C e nota-se que a sua superfície permanece em 175º C. A fração de energia, em percentagem, efetivamente utilizada para deformar a peça é Dados: • Condutividade térmica da placa: • Calor específico do objeto: • Coeficiente de dilatação linear: 1,610–5 ºC–1 • Área da placa: 0,6 m2 a) 4 b) 12 c) 18 d) 36 e) 60 GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: D 3) Gab: B 4) Gab: C 5) Gab: B 6) Gab: D 7) Gab: VFFF 8) Gab: VFFF 9) Gab: C 10) Gab: C 11) Gab: C 12) Gab: D 13) Gab: C 14) Gab: A 15) Gab: A 16) Gab: C 17) Gab: C 18) Gab: D 19) Gab: B 20) Gab: A 21) Gab: B 22) Gab: D 23) Gab: B 24) Gab: C 25) Gab: D 26) Gab: D 27) Gab: A 28) Gab: A 29) Gab: C 30) Gab: A 31) Gab: B 32) Gab: B 33) Gab: A 34) Gab: A 35) Gab: C 36) Gab: C 37) Gab: B 38) Gab: C 39) Gab: B 40) Gab: A 41) Gab: B 42) Gab: A 43) Gab: C 44) Gab: D 45) Gab: D 46) Gab: A 47) Gab: A 48) Gab: D 49) Gab: E 50) Gab: B Cºm W 50 Cºkg J 432
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