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Termodinâmica

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Em um recipiente termicamente isolado e com capacidade térmica desprezível, misturam-se 200g de água a 10 ºC com um bloco de ferro de 500g a 140 ºC.
Qual é a temperatura de equilíbrio térmico?
calor específico da água: 1,0 cal\g ºC
calor específico do ferro: 0,12 cal\g ºC
A) 40 ºC.
B) 35 ºC.
C) 50 ºC.
D) 60 ºC.
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Para encontrar a temperatura de equilíbrio térmico em um sistema isolado, podemos usar o princípio da conservação de energia, onde o calor perdido pelo ferro é igual ao calor ganho pela água. Vamos usar a fórmula: \( Q_{ferro} = Q_{água} \) onde: - \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) Para o ferro: - \( m_{ferro} = 500 \, g \) - \( c_{ferro} = 0,12 \, \text{cal/gºC} \) - \( T_{inicial,ferro} = 140 \, ºC \) - \( T_{final} = T_f \) Para a água: - \( m_{água} = 200 \, g \) - \( c_{água} = 1,0 \, \text{cal/gºC} \) - \( T_{inicial,água} = 10 \, ºC \) Agora, aplicando a fórmula: Calor perdido pelo ferro: \( Q_{ferro} = 500 \cdot 0,12 \cdot (140 - T_f) \) Calor ganho pela água: \( Q_{água} = 200 \cdot 1,0 \cdot (T_f - 10) \) Igualando os dois: \( 500 \cdot 0,12 \cdot (140 - T_f) = 200 \cdot 1,0 \cdot (T_f - 10) \) Resolvendo a equação: \( 60 \cdot (140 - T_f) = 200 \cdot (T_f - 10) \) \( 8400 - 60T_f = 200T_f - 2000 \) Juntando os termos: \( 8400 + 2000 = 200T_f + 60T_f \) \( 10400 = 260T_f \) \( T_f = \frac{10400}{260} \) \( T_f = 40 \, ºC \) Portanto, a temperatura de equilíbrio térmico é: A) 40 ºC.

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A dilatação térmica é um fenômeno que ocorre com materiais quando estão submetidos à variação de temperatura, que resulta em uma alteração do seu volume, devido à variação da agitação de suas moléculas.
De acordo com a prática realizada no laboratório virtual, denominada “Dilatômetro”, quais são as variáveis que influenciam na dilatação?
A Os corpos devem ser apenas metálicos.
B Comprimento e densidade do corpo.
C Material, temperatura e comprimento do corpo.
D Temperatura e massa do corpo.

Um jornalista, em visita aos Estados Unidos, passou pelo deserto de Mojave, onde são realizados os pousos dos ônibus espaciais da Nasa. Ao parar em um posto de gasolina, à beira da estrada, ele observou um grande painel eletrônico que indicava a temperatura local na escala Fahrenheit. Ao fazer a conversão para a escala Celsius, ele encontrou o valor de 45 ºC.
Que valor ele havia observado no painel?
A 185 ºF.
B 113 ºF.
C 110 ºF.
D 150 ºF.

As pessoas costumam dizer que, na cidade de São Paulo, podemos encontrar quatro estações do ano em um mesmo dia. Claro, que essa afirmação é um tanto exagerada. No entanto, não é difícil termos variações de até 15 ºC em um mesmo dia.
Na escala absoluta Kelvin, que valor representaria essa variação de temperatura?
A) 15 K.
B) 25 K.
C) 35 K.
D) 20 K.

A temperatura normal do corpo humano é de 36,7 °C. Qual a leitura que a escala Fahrenheit fornece para essa mesma temperatura?
A 0,98 °F.
B 0,098 °F.
C 9,8 °F.
D 98 °F.

O calor é o termo físico associado à transferência de energia de forma espontânea, entre dois corpos. Embora comumente confundida, essa grandeza não está diretamente relacionada com temperatura em si, mas, sim, com sua variação.
Com base na definição do conceito de calor, assinale a alternativa CORRETA:
A) O calor sempre flui da região de menor temperatura para a de maior temperatura.
B) Calor e energia térmica são a mesma coisa, podendo sempre ser usados tanto um termo como o outro, indiferentemente.
C) Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando possuem quantidades iguais de energia térmica.
D) Calor é energia térmica em trânsito, fluindo espontaneamente da região de maior temperatura para a de menor temperatura.

O coeficiente de dilatação linear, obtido através de um equipamento chamado dilatômetro, é uma constante de proporcionalidade que analisa o comportamento de um material quando ele é submetido a variações de temperatura.
De acordo com a prática realizada no laboratório virtual, denominada “Dilatômetro”, qual a relação entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais analisados (Cobre, Latão e Aço)?
A) αcobre > αaço > αlatão.
B) αlatão > αcobre > αaço.
C) αlatão < αcobre < αaço.
D) αlatão = αcobre > αaço.

A área da Física que lida com transferências de energia e seus efeitos nos mais variados sistemas é a Termodinâmica.
A respeito dela, assinale a alternativa INCORRETA:
A Lida com fenômenos que envolvem aquecimento e resfriamento.
B É uma grande área da Física que se concentra no estudo do movimento e repouso dos corpos, estejam estes ou não sob a ação de forças.
C É por meio dela que se pode entender conceitos como temperatura, entropia e mudanças de fase.
D Tenta explicar também a dilatação dos materiais e o comportamento dos gases.

É o grau de agitação das partículas. De que conceito estamos falando?
A Pressão.
B Calor.
C Frio.
D Temperatura.

Muitas escalas termométricas foram desenvolvidas ao longo dos últimos séculos. Atualmente, as mais utilizadas são Fahrenheit, Celsius e Kelvin.
Sobre a escala de temperatura Celsius, assinale a alternativa CORRETA:
A) Foi com base no conceito do zero absoluto que esta escala foi criada, ela tem como ponto zero a temperatura -273,15 °C.
B) Considerada a escala padrão no mundo, foi originalmente denominada de escala centígrada. Seu ponto zero é baseado no ponto de fusão do gelo, seu outro ponto de calibração é a temperatura de ebulição da água.
C) Uma das primeiras escalas termométricas a ser bastante difundida. Para determinar o zero nessa escala, foi utilizada uma mistura de água, gelo e cloreto de amônio e, seu segundo ponto de calibração era baseado na temperatura do corpo humano sadio.
D) Apesar de ter sido bastante utilizada no passado, especialmente em países de língua inglesa, essa escala ainda é a escala padrão utilizada em alguns países, como Belize, Bahamas e os Estados Unidos.

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