Termologia Exercı cios Objetivos. (a) 0o B e 7o C (b) 0o B e 10o C (c) 10o B e 17o C

(1)

1. (06/2009) Um turista, ao descer no aeroporto de Londres, observa que o valor da tempera-tura indicada por um termômetro graduado na escala Fahrenheit supera em 40 o valor da in-dica¸cão de outro termômetro graduado na es-cala Celsius. A temperatura em Londres era de (a) 10o_C (b) 14o_C (c) 20o_C (d) 24o_C (e) 28o_C

2. (06/2009) A massa total da mistura de gelo em fusão e água no estado l´ıquido, à temperatura de 0o_{C, contida no interior de um calor´ımetro}

ideal de capacidade térmica desprez´ıvel, é de 200 g. Ao colocarmos, no interior desse ca-lor´ımetro, 400 g de água liquida à temperatura de 100o_{C, o equil´ıbrio t´}_{ermico se estabelece em}

30oC. A massa de gelo, na mistura inicial, era de

Dados: Calor espec´ıfico da ´agua l´ıquida = 1 cal/(g.oC)

Calor latente de fus˜ao da ´agua = 80 cal/g (a) 135 g

(b) 225 g (c) 275 g

(d) 295 g (e) 315 g

3. (12/2009) Um termômetro graduado na escala Celsius (oC) é colocado juntamente com dois outros, graduados nas escalas arbitrárias A (o_{A) e B (}o_{B), em uma vasilha contendo gelo}

(água no estado sólido) em ponto de fusão, ao n´ıvel do mar. Em seguida, ainda ao n´ıvel do mar, os mesmos termômetros são colocados em uma outra vasilha, contendo água em ebuli¸cão, até atingirem o equil´ıbrio térmico. As medi-das medi-das temperaturas, em cada uma medi-das ex-periências, estão indicadas nas figuras 1 e 2, respectivamente.

Para uma outra situa¸c˜ao, na qual o termˆometro graduado na escala A indica 17oA, o

termˆometro graduado na escala B e o graduado na escala Celsius indicar˜ao, respectivamente, (a) 0o_{B e 7}o_C

(b) 0o_{B e 10}o_C

(c) 10o_{B e 17}o_C

(d) 10o_{B e 27}o_C

(e) 17o_{B e 10}o_C

4. (12/2009) Paulo comprou um aquecedor elétrico, de especifica¸cões 5 000 W - 220 V, provido de um reservatório de volume 100 li-tros. Seu rendimento é 80 %. Estando comple-tamente cheio com água e ligado corretamente, o tempo necessário para se aquecer essa água de 20o_{C ´}_e

Dados: massa espec´ıfica da ´agua = 1g/cm3_;

calor espec´ıfico da ´agua = 1 cal/(g · o_{C) e}

1cal = 4, 2J (a) 15 minutos (b) 28 minutos (c) 35 minutos (d) 45 minutos (e) 90 minutos 5. (12/2009) Uma chapa met´alica de ´area 1m2_{, ao}

sofrer certo aquecimento, dilata de 0, 36mm2_.

Com a mesma varia¸c˜ao de temperatura, um cubo de mesmo material, com volume inicial de 1dm3_{, dilatar´}_a (a) 0, 72mm3 (b) 0, 54mm3 (c) 0, 36mm3 (d) 0, 27mm3 (e) 0, 18mm3

6. (06/2010) Uma placa de alum´ınio (coeficiente de dilata¸c˜ao linear do alum´ınio = 2·10−5oC−1), com 2, 4m2 _{de ´}_{area `}_{a temperatura de −20}o_C,

foi aquecido `a 176o_{F . O aumento de ´}_{area da}

placa foi de (a) 24cm2 (b) 48cm2 (c) 96cm2 (d) 120cm2 (e) 144cm2 7. (12/2010) A 20 o_{C, o comprimento de uma}

haste A é 99% do comprimento de outra haste B, à mesma temperatura. Os materiais das has-tes A e B têm alto ponto de fusão e coeficien-tes de dilata¸cão linear respectivamente iguais αA= 10 · 10−5oC−1 e αB = 9, 1 · 10−5oC−1.

A temperatura em que as hastes ter˜ao o mesmo comprimento ser´a

(2)

(a) 970o_C (b) 1120 oC (c) 1270oC (d) 1770o_C (e) 1830oC 8. (12/2010)

Calor espec´ıfico da ´agua l´ıquida = 1 cal/(go_C)

Densidade da ´agua l´ıquida = 1,0 g/cm3

Calor espec´ıfico da ´agua s´olida (gelo) = 0,50 cal/(go_C)

Calor latente de fusão da água = 80 cal/g Capacidade térmica do recipiente = 50 cal/o_C

Durante a realiza¸c˜ao de certo experimento, um pesquisador necessitou de ´agua l´ıquida a 0o_C.

Para obtê-la, pegou um recipiente contendo 400 cm3 de água, que estava no interior de um re-frigerador, à temperatura de 5oC. Em seguida, dispondo de “pedrinhas”de gelo (água sólida) a - 20oC, com 5,0 g de massa cada uma, mistu-rou algumas delas à água do recipiente e atin-giu o seu objetivo. Desprezando-se as poss´ıveis trocas de calor com o meio ambiente e conside-rando os dados da tabela acima, conclui-se que o número m´ınimo de “pedrinhas”de gelo mistu-radas à água do recipiente foi

(a) 3 (b) 5 (c) 15

(d) 36 (e) 45

9. (06/2011) Em uma experiência no laboratório de F´ısica, observa-se que um bloco metálico de 0,15 kg de massa, ao receber 1530 cal, varia sua temperatura de 68oF para 122oF. O calor es-pec´ıfico da substância que constitui esse corpo ´ e (a) 0,19 cal/(g.o_C) (b) 0,23 cal/(g.o_C) (c) 0,29 cal/(g.o_C) (d) 0,34 cal/(g.o_C) (e) 0,47 cal/(g.oC)

10. (12/2011) Certo estudante, em um laboratório de F´ısica, na Inglaterra, realizou uma ex-periência que envolvia trocas de calor. Durante uma parte do trabalho, teve de aquecer um corpo de massa 1,00 kg, constitu´ıdo de uma liga de alum´ınio, cujo calor espec´ıfico é c = 0,215 cal/(g.o_{C). A temperatura do corpo variou de}

212 o_{F at´}_{e 392} o_{F. Considerando que 1}

calo-ria = 4,2 J, a energia t´ermica recebida por esse corpo foi aproximadamente

(a) 160 kJ (b) 90 kJ (c) 40 kJ

(d) 16 kJ (e) 9 kJ

11. (12/2011) Um estudante, no laboratório de F´ısica de sua escola, forneceu calor a um corpo de massa 50 g, utilizando uma fonte térmica de potência constante. Com as medidas obti-das, construiu o gráfico ao lado, que representa a quantidade de calor ∆Q recebida pelo corpo em fun¸cão de sua temperatura t. Analisando o gráfico, pode-se afirmar que o calor espec´ıfico, no estado sólido e o calor latente de vaporiza¸cão da substância que constitui o corpo, valem, res-pectivamente,

(a) 0,6 cal/(g.o_{C) e 12 cal/g}

(b) 0,4 cal/(g.o_{C) e 12 cal/g}

(c) 0,4 cal/(g.o_{C) e 6 cal/g}

(d) 0,3 cal/(g.o_{C) e 12 cal/g}

(e) 0,3 cal/(g.o_{C) e 6 cal/g}

12. (06/2012) A diferen¸ca entre as temperaturas de ebuli¸cão do álcool et´ılico e do éter et´ılico, sob pressão de 1,0 atm, é 78,0o_{F. Sabendo-se que}

a temperatura de ebuli¸cão desse éter é 35,0o_C,

conclui-se que a temperatura de ebuli¸c˜ao desse ´ alcool ´e (a) 8,3o_C (b) 35,3oC (c) 43,3oC (d) 78,3o_C (e) 105,4oC

13. (12/2012) Um estudante no laborat´orio de f´ısica, por descuido, colocou 200 g de ´agua l´ıquida (calor espec´ıfico 1 cal/(g.o_{C)) a 100}o_C

(3)

no interior de um calor´ımetro de capacidade t´ermica 5 cal/o_{C, que cont´}_{em 100 g de ´}_{agua a}

20oC. A massa de água l´ıquida a 0oC, que esse aluno deverá adicionar no calor´ımetro, para que a temperatura de equil´ıbrio térmico volte a ser 20oC, é (a) 900 g (b) 800 g (c) 700 g (d) 600 g (e) 500 g

14. (12/2012) Uma das caracter´ısticas meteo-rológicas da cidade de São Paulo é a grande dife-ren¸ca de temperatura registrada em um mesmo instante entre diversos pontos do munic´ıpio. Se-gundo dados do Instituto Nacional de Meteo-rologia, a menor temperatura registrada nessa cidade foi - 2 o_{C, no dia 2 de agosto de 1955,}

embora haja algumas indica¸cões, não oficiais, de que, no dia 24 de agosto de 1898, registrou-se a temperatura de - 4oC. Em contrapartida, a maior temperatura teria sido 37 oC, medida em 20 de janeiro de 1999. Considerando-se 100 g de água, sob pressão atmosférica normal, inci-almente a - 4oC, para chegar a 37oC, a quanti-dade de Energia Térmica que esta massa deverá receber é

´ Agua

Calor latente de Calor espec´ıfico, no Calor espec´ıfico, no fus˜ao (Lf) estado s´olido (c) estado l´ıquido (c)

80 cal/g 0,50 cal/go_C _{1,0 cal/g}o_C

(a) 11,3 kcal (b) 11,5 kcal (c) 11,7 kcal

(d) 11,9 kcal (e) 12,1 kcal

15. (06/2013) Uma pequena placa de certa liga metálica de coeficiente de dilata¸cão linear médio igual a 20 · 10−6oC−1 possui um orif´ıcio de diâmetro 5,0 mm. Essa placa deve ser presa sobre uma superf´ıcie por meio de um pino de diâmetro 5,1 mm, inserido nesse orif´ıcio. Para que seja poss´ıvel prender essa placa com esse pino, nós a aquecemos sem que ocorra a mu-dan¸ca do estado de agrega¸cão de seu material. A varia¸cão de temperatura m´ınima, que deve sofrer essa placa, para conseguirmos fixá-la é de (a) 1 000o_C (b) 700o_C (c) 500o_C (d) 300o_C (e) 200o_C

16. (06/2013) Estima-se que somente 60% da ener-gia liberada, por efeito Joule, pela resistência elétrica de um fogão elétrico, é utilizada para aquecer a água contida em uma panela, quando colocada sobre ela. Se essa resistência aquece 880 g de água [calor espec´ıfico = 1 cal/(g.◦C)] de 20 ◦_{C para 80} ◦_{C, em 7 minutos, quando}

submetida à ddp de 220 V, a intensidade de corrente elétrica que passa por ela é

Adote 1 cal = 4,2 J (a) 3,5 A (b) 4,0 A (c) 4,5 A (d) 5,0 A (e) 5,5 A 17. (12/2013) Um internauta, comunicando-se em uma rede social, tem conhecimento de que na-quele instante a temperatura em Nova Iorque é θN I= 68oF , em Roma é θRO = 291K e em São

Paulo, θSP = 25oC. Comparando essas

tempe-raturas, estabelece-se que

(a) θN I < θRO < θSP

(b) θSP < θRO< θN I

(c) θRO < θN I < θSP

(d) θRO < θSP < θN I

(e) θN I< θSP < θRO

18. (12/2013) Uma panela de ferro de calor es-pec´ıfico = 0,1 cal/(g.oC) que está sobre um armário de 2,10 m de altura cai no piso da cozi-nha. Admitindo que toda a energia mecânica da panela tenha sido convertida em calor e que 80% dela foi absorvida pela panela, a sua eleva¸cão de temperatura será de

Adote g = 10m/s2_{e 1cal = 4, 2J} (a) 0,04oC (b) 0,08oC (c) 0,12oC (d) 0,16oC (e) 0,20 oC 19. (12/2014)

(4)

O diagrama acima mostra as transforma¸cões so-fridas por um gás ideal do estado A ao estado B. Se a temperatura no estado inicial A vale TA= 300K, então a temperatura no estado B

vale (a) 600 K (b) 800 K (c) 750 K (d) 650 K (e) 700 K

(5)

Gabarito (1) A (2) C (3) B (4) C (5) B (6) C (7) C (8) B (9) D (10) B (11) B (12) D (13) B (14) D (15) A (16) B (17) C (18) A (19) C