Um sistema termodinâmico pode passar do estado A ao estado B através de dois processos I e II mostrados no diagrama PV a seguir.
Se ΔUI,ΔUII são as variações de energia interna e ΔWI, ΔWII são os trabalhos realizados pelo sistema nos processos I e II, respectivamente,
Considere que duas substâncias, A e B, de massas respectivas m A e mB e calores específicos cA e cB, são colocadas em contato térmico sob condições em que a pressão é mantida constante. Considerando que, nesta pressão, os calores específicos e as massas das substâncias obedecem à relação mAcA = 3 mBcB e que antes do contato cada substância estava à temperatura TA e TB, respectivamente, pode-se afirmar que a temperatura final Tf após o equilíbrio térmico ser alcançado, é
Um pequeno aquecedor elétrico de imersão de 200 watts de potência foi usado para aquecer 240g de água durante 4 minutos. A variação da temperatura dessa quantidade de água, neste intervalo de tempo foi de:
(Dados: Calor específico da água igual a 1 cal/g°C, 1 cal = 4 J).
O gráfico abaixo representa a mudança de um gás, num processo reversível. É CORRETO afirmar:
A figura I mostra quatro fios condutores idênticos, de coeficiente de dilatação linear α, ligados na forma de um quadrado, e a figura II mostra uma chapa quadrada, de lado igual ao lado do quadrado da figura I, feito do mesmo material e homogêneo. Com base nessas informações, julgue o item a seguir.
O aumento da temperatura em qualquer um dos sistemas é fruto do aumento desordenado das velocidades de seus átomos.
Em meados do século XVIII o conceito de calor especifico e de calor latente não estavam ainda formulados, tarefa que foi resolvida entre 1761 e 1772 com trabalhos dos físicos Joseph Black e Johan Carl Wilcke. Por volta de 1749 predominava a expectativa de que a temperatura de equilíbrio térmico sempre estaria na proporção das massas ou dos volumes das substâncias, sem menção à essa característica intrínseca dos materiais.
Em experimentos de calorimetria são comuns desvios sensíveis entre valores observados e calculados com modelos ideais. Considerando o experimento de Black narrado por Bassalo segundo o modelo ideal em que há apenas trocas de calor entre a água, calor específico de 1 cal/g°C, e o gelo, calor latente de fusão de 80 cal/g, assinale a alternativa que representaria a expectativa teórica ideal.
O consumo energético primário da humanidade (energia extraída das fontes entre elas, por exemplo, petróleo, carvão, gás e fontes renováveis) é estimado hoje estar por volta de 500EJ por ano (E, exa, 1018). Por sua vez a energia solar total irradiada anualmente sobre o planeta terra é de cerca de 4x106 EJ.
Em caráter de comparação de escala, se utilizássemos cada uma dessas duas quantidades anuais de energia separadamente (consumo primário da humanidade e solar) para aquecer idealmente toda a água disponível na Terra, de cerca de 1 x 109 km3 (considerando que estivesse em estado líquido com calor específico de 4J/g°C, densidade d=1000kg/m3 ), a elevação da temperatura da água seria da ordem de:
James P. Joule em junho de 1849 publicou o trabalho sob o título On the mechanical equivalent of Heat (Sobre o equivalente mecânico do calor), encaminhando de maneira determinante o estabelecimento da Lei da Conservação da Energia em meados do século XIX. Em sua última conclusão após a série de experimentos Joule escreve:
Por definição a unidade caloria que foi inventada para medir calor tinha como referência o calor específico da água, c =1 cal/g°C. Ao passo que joule é a unidade derivada para energia na mecânica. A equivalência entre duas quantidades físicas só pode se dar se elas puderem ser convertidas uma na outra. Dados: pontos do gelo e do vapor na escala Farenheit, respectivamente: 32°F e 212°F, considere g=10m/s2 . A conclusão de Joule leva aproximadamente a:
Com referência ao gráfico precedente, julgue o item a seguir.
Durante toda a mudança de fase a substância absorveu 600 cal de calor.
Um estudante irá realizar um experimento de física e precisará de 500 g de água a 0º C. Acontece que ele tem disponível somente um bloco de gelo de massa igual a 500 g e terá que transformá-lo em água. Considerando o sistema isolado, a quantidade de calor, em cal, necessária para que o gelo derreta será:
Dados: calor de fusão do gelo = 80 cal/g. ºC
Um buffet foi contratado para servir 100 convidados em um evento. Dentre os itens do cardápio constava água a 10ºC. Sabendo que o buffet tinha em seu estoque 30 litros de água a 25ºC, determine a quantidade de gelo, em quilogramas, a 0ºC,
necessário para obter água à temperatura de 10º C. Considere que a água e o gelo estão em um sistema isolado.
Dados:
densidade da água = 1 g/cm3;
calor específico da água = 1 cal/g.ºC;
calor de fusão do gelo = 80 cal/g.ºC; e
calor específico do gelo = 0,5 cal/g.ºC
Em uma panela foi adicionada uma massa de água de 200 g a temperatura de 25°C. Para transformar essa massa de água
totalmente em vapor a 100°C, qual deve ser a quantidade total de calor fornecida, em calorias? (Considere calor específico da água c = 1cal/g°C).
Um fio de cobre de 40 cm de comprimento e área de
seção transversal desprezível, a uma temperatura inicial de 30 ºC
(ou 18 ºX, em que ºX é outra escala termométrica), foi aquecido até
atingir uma temperatura de 100 ºC (60 ºX).
Com base nessas informações, julgue os seguintes itens,
considerando o coeficiente de dilatação linear do cobre igual a
17 × 10-6 / ºC, e considerando também os princípios relacionados
a escalas termométricas, equilíbrio térmico e dilatação térmica.
0 ºC corresponde a 0 ºX.
A figura a seguir ilustra um diagrama T–S (temperatura (T )
versus entropia (S )) de um motor que obedece a um ciclo de Carnot
ideal, tendo como substância de trabalho um gás ideal.
Considerando que o trabalho realizado por esse sistema seja igual
a 3.000 J, julgue os próximos itens.
O trabalho realizado pelo gás entre os estados A e B
é igual a 1.000(SB - SA) J.
Um fio de cobre de 40 cm de comprimento e área de
seção transversal desprezível, a uma temperatura inicial de 30 ºC
(ou 18 ºX, em que ºX é outra escala termométrica), foi aquecido até
atingir uma temperatura de 100 ºC (60 ºX).
Com base nessas informações, julgue os seguintes itens,
considerando o coeficiente de dilatação linear do cobre igual a
17 × 10-6 / ºC, e considerando também os princípios relacionados
a escalas termométricas, equilíbrio térmico e dilatação térmica.
Após o aquecimento, o aumento sofrido pelo fio de cobre será
menor que 1 mm.
