As especificações de um chuveiro elétrico são: potência de 4 000 W, consumo máximo mensal de 21 ,6 kWh e vazão máxima de 3 L/min. Em um mês, durante os banhos, esse chuveiro foi usado com vazão máxima, consumindo o valor máximo de energia especificado. O calor específico da água é de 4 200 J/(kg °C) e sua densidade é igual a 1 kg/L.
A variação da temperatura da água usada nesses banhos foi mais próxima de
Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após
algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas
bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a
bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre
cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.
O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá
O motor de combustão interna, utilizado no transporte
de pessoas e cargas, é uma máquina térmica cujo ciclo
consiste em quatro etapas: admissão, compressão,
explosão/expansão e escape. Essas etapas estão
representadas no diagrama da pressão em função do
volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível
entra em combustão por uma centelha elétrica.
Para o motor descrito, em qual ponto do ciclo é produzida
a centelha elétrica?
Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas,
cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais
motores a combustão, poderiam ter um funcionamento
ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de
uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre
duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter
100% de rendimento.
Tal limitação ocorre porque essas máquinas
Durante a primeira fase do projeto de uma usina de geração de energia elétrica, os engenheiros da equipe de avaliação de impactos
ambientais procuram saber se esse projeto está de acordo com as normas ambientais. A nova planta estará localizada à beira de um rio, cuja
temperatura média da água é de 25 °C, e usará a sua água somente para refrigeração. O projeto pretende que a usina opere com 1,0 MW de
potência elétrica e, em razão de restrições técnicas, o dobro dessa potência será dissipada por seu sistema de arrefecimento, na forma de
calor. Para atender a resolução número 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, com uma ampla margem de segurança,
os engenheiros determinaram que a água só poderá ser devolvida ao rio com um aumento de temperatura de, no máximo, 3 °(C ) em relação à
temperatura da água do rio captada pelo
sistema de arrefecimento. Considere o calorespecífico da
àgua igual a 4 kj/kgºC).
Para atender essa determinação, o valor mínimo do fluxo
de água, em kg/s, para a refrigeração da usina deve ser mais próximo de
Num dia em que a temperatura ambiente é de 37 °C, uma pessoa, com essa mesma temperatura corporal, repousa
à sombra. Para regular sua temperatura corporal e mantê-la constante, a pessoa libera calor através da evaporação
do suor. Considere que a potência necessária para manter seu metabolismo é 120 W e que, nessas condições, 20%
dessa energia é dissipada pelo suor, cujo calor de vaporização é igual ao da água (540 cal/g). Utilize 1 cal igual a 4 J.
Após duas horas nessa situação, que quantidade de água essa pessoa deve ingerir para repor a perda pela transpiração?
Nos dias frios, é comum ouvir expressões como:
“Esta roupa é quentinha" ou então “Feche a janela
para o frio não entrar". As expressões do senso comum
utilizadas estão em desacordo com o conceito de calor da
termodinâmica. A roupa não é “quentinha", muito menos
o frio “entra" pela janela.
A utilização das expressões “roupa é quentinha" e “para o
frio não entrar" é inadequada, pois o(a)
Uma garrafa térmica tem como função evitar a
troca de calor entre 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 qualidade,
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 decorridas 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 percentual da temperatura.
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,
obtendo-se 16°C.
Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?
As altas temperaturas de combustão e o atrito
entre suas peças móveis são alguns dos fatores que
provocam o aquecimento dos motores à combustão
interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes
danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais
sistemas de refrigeração, em que o fluido arrefecedor
com propriedades especiais circula pelo interior do motor,
absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, é
transferido para a atmosfera.
Qual a propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiencia
O ar atmosférico pode ser utilizado para
armazenar o excedente de energia gerada no
sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por
meio do seguinte processo: água e gás carbônico
são inicialmente removidos do ar atmosférico e
a massa de ar restante é resfriada até -198°C.
Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o
nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume
700 vezes menor. A energia excedente do sistema
elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente
recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à
temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande,
fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica
em energia elétrica.
MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br.
Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).
No processo descrito, o excedente de energia elétrica é
armazenado pela
Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que
há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira.
Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas
só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais
intensa do que a habitual.
A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)
porque o(a)
Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores rh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar
As maquinas térmicas foram aprimoradas durante a primeira Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra no século XVIII.
O trabalho do engenheiro Frances Nicolas Leonard Sadi Carnot, que notou a relação entre a eficiência da maquina a vapor e a diferença
de temperatura entre o vapor e o ambiente externo, foi fundamental para esse aprimoramento.
A solução desenvolvida por Carnot para aumentar a eficiência da maquina a vapor foi
O aquecimento de água em residências com o uso de energia solar é uma alternativa ao uso de outras fontes de energia. A radiação solar,
ao incidir nas placas, promove o aquecimento da água. O cobre e um dos materiais empregados na produção dos tubos que conduzem a água nos
coletores solares. Outros materiais poderiam também ser empregados.
A tabela a seguir apresenta algumas propriedades de metais que poderiam substituir o cobre:
De acordo com as propriedades dos metais listadas na tabela, o melhor metal para substituir o cobre seria o
Um engenheiro decidiu instalar um aquecedor solar em sua casa, conforme mostra o esquema.
De acordo com as instruções de montagem, para se ter um aproveitamento máximo da incidência solar, as placas do coletor solar devem ser instaladas com um ãngulo de inclinação determinado. O parãmetro que define o valor do ãngulo de inclinação dessas placas coletoras é a
