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SUPER – FÍSICA
Prof. Edson Osni Ramos
(aula 7)
EXERCÍCIOS
141. (MACK - SP)
Dados: como nos países de língua inglesa a escala usual é a Fahrenheit, então: t = 14° F ⇒ t C = ?
Fazendo:
C F − 32
=
⇒
5
9
C 14 − 32
=
⇒ C = -10ºC
5
9
RESPOSTA: b
142. (MACK - SP)
ºX
ºC
Ponto do Vapor
180
100
Ponto do Gelo
-20
0
Nome − P.G. = idem
P.V. − P.G.
X + 20 = C ⇒
200
100
⇒
X − ( −20)
= C−0
180 − ( −20) 100 − 0
5 + 20 = C
2
⇒ C = 12,5ºC
t = 5ºX ⇒ t = ? ºC
RESPOSTA: c
143. (BP - 96)
Dados: tF = x
tC = (x – 40)
C = F − 32 ⇒
5
9
(x − 40)
= x − 32 ⇒ 9 .(x – 40) = 5 . (x – 32) ⇒ x = 50
5
9
Assim: tF = x = 50ºF
tC = (x – 40) = 10ºC
RESPOSTA: b
144. (UEPG - 91)
01. Está correta. Quando sofre um aumento de temperatura, o pêndulo metálico do relógio se dilata,
aumentando seu período de oscilação, levando mais tempo para marcar o tempo. Lembre-se de que o
período do pêndulo é determinado por: T = 2.π. L .
g
02. Está errada. Os corpos ocos dilatam-se como se fossem maciços.
04. Está correta.
08. Está correta. Como: α = β , então: β = 2.α.
1
2
16. Está correta.
RESPOSTA: 29
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 1
145. (UEL - 96)
A
p
transf. isobárica
B
C
D
p
2p
?
?
5V
transf. isocórica
V
?
T
2T
p A .VA
TA
p.VB
p.V
=
T
2T
=
pB .VB
pB .VB
TB
TB
⇒ VB = 2V
transf. isotérmica
?
=
pC .VC
pC .VC
TC
TC
p.2V
2p.2V
=
⇒ TC = 4T
2T
TC
=
?
pD .VD
TD
p .5V
4p
2p.2V
= D
⇒ pD =
5
4T
4T
RESPOSTA: d
146. (BP - 2002)
Analisando os processos de transmissão de calor envolvidos na situação
descrita, podemos afirmar que a energia térmica que aquece a água da
piscina vem do Sol até o coletor por IRRADIAÇÃO, atravessa os canos de
cobre e vai até a água que está passando pelos mesmos por CONDUÇÃO e
vai dali até a piscina por CONVECÇÃO.
coletor solar
bomba d'água
RESPOSTA: b
147. (UNESC - 96)
p (atm)
Além dos pontos A e B, considere os pontos C, D e E.
p.V
Como: p.V = n.R.T ⇒ T =
n.R
p .V
5.1
5
Analisando o diagrama: TA = A A ⇒ TA =
⇒ TA =
n.R
n.R
n.R
p .V
1.5
5
⇒ TB =
TB = B B ⇒ TB =
n.R
n.R
n.R
p .V
4.2
8
TC = C C ⇒ TC =
⇒ TC =
n.R
n.R
n.R
pD .VD
3.3
9
⇒ TA =
⇒ TD =
TD =
n.R
n.R
n.R
pE .VE
2.4
8
⇒ TE =
⇒ TE =
TE =
n.R
n.R
n.R
6
5
A
C
4
D
3
E
2
1
V (litros)
B
0
1
2
3
4
5
6
RESPOSTA: b
148. (BP - 2008)
ÁGUA
m = 200 g
to = 20ºC
t= ?
água (20ºC) -------------------- água (t = ?)
Q = c.m.Δt
Q = 1.200.(t-20)
Q = 200.t - 4000
No final: tudo água
GELO
m = 800 g
to = 0ºC
t=?
gelo (0ºC) ------------ água (0ºC) -------------------- água (t = ?)
Q = m.L
Q = c.m.Δt
Q = 800.80
Q = 1.800.(t-0)
Q = 64000 cal
Q = 800.t
Como: ∑Q = 0 ⇒ 200.t – 4000 + 64000 + 800t = 0 ⇒ t = 60ºC
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 2
Como esse resultado é absurdo para uma mistura de gelo a 0º C e água a 20ºC, de onde partimos da premissa
que, ao final, teríamos tudo água, então, a outra possibilidade, é de que nem todo o gelo derreteu. Ou seja, ao
final teremos gelo e água. Nesse caso, a temperatura final deve ser 0ºC.
Assim:
ÁGUA
m = 200 g
to = 20ºC
t= 0ºC
água (20ºC) -------------------- água (0ºC)
Q = c.m.Δt
Q = 1.200.(0-20)
Q = - 4000 cal
No final: tudo água e gelo
GELO
m = 800 g
to = 0ºC
t = 0ºC
gelo (0ºC) ------------ água (0ºC)
Q = m.L
Q = m.80
Q = 80.m
Como: ∑Q = 0 ⇒ – 4000 + 80.m = 0 ⇒ m = 50 g.
Assim, apenas 50 g de gelo vão derreter, ou seja, ao final teremos 250 g de água e 750 g de gelo.
01. Está errada. A temperatura final da mistura será 0ºC.
02. Está correta. Após o equilíbrio térmico, desprezando eventuais vaporizações, a massa total de água no interior
do calorímetro será de 250 g.
04. Está correta. A temperatura final da mistura será de 0ºC.
08. Está errada. Após o equilíbrio térmico, desprezando eventuais vaporizações, apenas 50 g de gelo passará
para o estado líquido.
16. Está errada.
RESPOSTA: 14
149. (BP - 2001)
t (ºC)
Dados: m = 200 g
40
Estado sólido ⇒ Q = c.m.Δt
500 = c.200.20
c = 0,125 cal/g.ºC
30
20
10
0
Estado líquido ⇒ Q = c.m.Δt
1000 = c.200.20
c = 0,25 cal/g.ºC
1,0
2,0
estado sólido fusão
3,0
Q (kcal)
estado líquido
Fusão ⇒ Q = m.L
2000 = 200.L
L = 10 cal/g
01. Está errada, o calor específico dessa substância no estado sólido é 0,125 cal/g.ºC, no estado líquido é 0,25
cal/g.ºC.
02. Está correta. O calor latente de fusão da substância é 10 cal/g.
04. Está correta. A temperatura de fusão, na situação apresentada, é 20ºC.
08. Está correta, o calor específico dessa substância no estado líquido é 0,250 cal/g.ºC.
16. Está errada.
32. Está errada.
RESPOSTA: 14
150. (BP - 2004)
I . Está correta. Todos os corpos, seja qual for sua temperatura, transmitem calor por irradiação. Quanto maior
a temperatura do corpo, maior a quantidade de calor por ele irradiada.
II. Está errada. Nas estufas de plantas, cujo objetivo é manter a temperatura interna maior que a externa, o calor
chega principalmente por irradiação (do Sol até a estufa, que deve ter o teto transparente. E dela o calor sai
(pouco) por condução (através das paredes) e por convecção (através das aberturas).
III. Está correta, os raios infravermelhos, ao incidirem com os corpos, interagem com os mesmos provocando
aquecimento.
RESPOSTA: d
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 3
151. (BP - 2003)
calorímetro
C = 60 cal/ºC = c.m
to = 40ºC
t = 0ºC
água
m=?
to = 40ºC
t = 0ºC
calorímetro (40ºC) ---------------- calorímetro (0ºC)
Q =6.m.Δt
Q = 60 . (0 – 40)
Q = – 2400 cal
água (40ºC) ---------------- água (0ºC)
Q = c.m.Δt
Q = 1 . m . (0 – 40)
Q = – 40.m
Como no final apenas a metade do gelo derreteu, então teremos gelo e água a 0ºC
gelo
m = 100 g
to = -20ºC
t = 0ºC
gelo -------------gelo (0ºC) -----------água (0ºC)
Q = c.m.Δt
Q = 0,5.100.(0 – –20)
Q = 1000 cal
Q=m.L
Q = 50 . 80
Q = 4000 cal
Como: ΣQ = 0 ⇒ -2400 + -40.m + 1000 + 4000 = 0 ⇒ m = 65 g
RESPOSTA: 65
152. (UEL - 96)
I . Está correta.
Dados: Tf = 27ºC = 300 K Tq = 327ºC = 600 K máquina térmica ideal
T
300
Como: η = 1 − f ⇒ η = 1 −
⇒ η = 0,5 = 50%
600
Tq
II. Está correta. O calor é uma forma de energia “em trânsito” que flui espontaneamente do corpo de maior
temperatura para o de menor temperatura.
III. Está correta. Se dois corpos estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estarão em equilíbrio
térmico entre si (lei zero da termodinâmica).
RESPOSTA: e
153. (BP - 97)
5
2
p(10 N/m )
Dados: Qq (a cada ciclo) = 1000 J
Qf ? (em 5 ciclos)
4
Como: (p x V) ⇒ W ≅ área do ciclo
(B + b)
(4.10−3 + 2.10−3 )
W=
.h ⇒ W =
.3.105 ⇒ W = 900 J
2
2
Como: Qq = W + Qf ⇒ 100 = 900 + Qf
Qf = 100 J (a cada ciclo)
Em 5 ciclos: Qf = 500 J
3
2
1
V (litros)
0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
10-3 m3
RESPOSTA: b
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 4
154. (UFPR - 92)
Dados: mA ≠ mB
toA = toB
QA = QB
tA = ?
tB = ?
01. Está errada. Somente estaria correta se os dois corpos tivessem a mesma capacidade térmica.
02. Está errada.
04. Está correta. Seriam iguais se suas capacidades caloríficas fossem iguais.
08. Está errada.
16.Está correta. Seriam as mesmas se os corpos tivessem a mesma massa e o mesmo calor específico.
RESPOSTA: 20
155. (BP - 97)
Dados: Tf = 27ºC = 300 K
Tq = 227ºC = 500 K
máquina térmica ideal
Qq = 80 J
W=?
T
300
⇒ η = 0,4 = 40%
Como: η = 1 − f ⇒ η = 1 −
Tq
500
Como: η =
W
W
⇒ 0, 4 =
⇒
Qq
80
W = 32 J
RESPOSTA: 32
156. (BP - 2000)
01. Está errada. Nesse caso o indivíduo está perdendo calor para o meio.
02.Está correta. A bolinha de calor diminui de tamanho ao sublimar (passando do estado sólido para
o gasoso) porque recebe calor do meio.
04. Está correta. Em um copo onde se coloca refrigerante bastante gelado, em um dia de calor, as
gotículas de água que surgem ao seu redor são em decorrência do calor perdido pela massa
de vapor d’água existente no meio, que ao tocar no copo se condensam, ou seja, o sistema
copo-refrigerante recebe calor do meio.
08.Está correta. O álcool se evapora ao receber calor do meio.
16.Está errada, nesse caso o sistema está perdendo calor..
RESPOSTA: 14
157. (UEPG - 99)
01. Está errada. A capacidade térmica de um corpo depende de seu calor específico e de sua massa.
02.Está errada.
Cálculo do trabalho realizado para levantar 1 kg a 1 m: W = F. d
W = Peso . d = m.g.d = 1.10.1 ⇒ W = 10 J
Cálculo do calor necessário aumentar a temperatura de um litro de água (m = 1000 g) em 2,4 ºC:
Q = c.m.Δt ⇒ Q = 1.1000.2,4 ⇒ Q = 2400 cal
Como 1 cal = 4,2 J ⇒ 2400 cal = 10080 J
04. Está errada. Corpos que absorvem bem o calor são bons emissores de calor.
08. Está correta, o calor é uma forma de energia.
16.Está correta, o vapor, quando se condensa, libera calor.
RESPOSTA: 24
-3
3
V (10 m )
158. (BP - 97)
7
p (constante) = 2.105 N/m2.
3
Como a pressão é constante: W = p.ΔV ⇒ W = 2.10 . 4.10
W = 8.102 = 800 J
5
-3
T (K)
0
150
350
Como: Q = W + ΔE ⇒ 2500 = 800 + ΔE ⇒ ΔE = 2500 – 800 = 1700 J
RESPOSTA: b
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 5
159. (BP - 2003)
Dados: Q = (+) 200 cal = 840 J
(calor recebido)
W = (-) 120 J
ΔE = ?
(o meio realiza trabalho contra o sistema)
Como: Q = W + ΔE ⇒ 840 = -120 + ΔE ⇒ ΔE = 960 J
RESPOSTA: d
160. (UFRGS - 99)
I . Está errada.
volume aumenta ⇒ ΔV + ⇒ W +
Expansão adiabática ⇒ Q = 0
Como: Q = W + ΔE
0 = W + ΔE ⇒ Como W (+) ⇒ ΔE (-) ⇒ ΔT (-)
Assim, para cada unidade de trabalho realizado pelo sistema, a energia interna do sistema diminui de uma
unidade.
II . Está errada.
Expansão isotérmica ⇒ ΔT = 0 ⇒ ΔE = 0 volume aumenta ⇒ ΔV + ⇒ W +
Como: Q = W + ΔE
Q = W + 0 ⇒ Como W (+) ⇒ Q (+), ou seja, o gás recebe calor do meio.
Assim, a quantidade de calor recebida pelo sistema (o gás) é igual ao trabalho por ele realizado .
III. Está correta.
Transformação isovolumétrica ⇒ ΔV = 0 ⇒ W = 0
Como: Q = W + ΔE
Q = 0 + ΔE .
Assim, o aumento na energia interna do sistema é igual à quantidade de calor recebida pelo sistema.
RESPOSTA: c
161. (UEPG - 99)
01. Está errada.
02. Está correta..Se o volume de um gás é mantido constante e se sua temperatura aumenta, aumenta também
a pressão porque as suas moléculas movem-se com maior velocidade, chocando-se mais freqüentemente
com as paredes do volume.
04. Está correta.
Para que 100 g de água a 20º fiquem a 0ºC ⇒ Q = c.m.Δt ⇒ Q = 100.1.(0-20) ⇒ Q = -2000 cal, ou
seja, pode ceder 2000 cal.
Para que 100 g de gelo sejam convertidas em água, sem alterar a temperatura (0ºC) ⇒ Q = m.L
Q = 100.80 ⇒ Q = 8000 cal, ou seja, somente para derreter a massa de gelo precisa receber uma
quantidade de calor igual a 8000 cal.
Assim podemos afirmar que, após o equilíbrio térmico, teremos gelo e água a 0ºC.
08. Está errada (lembre-se da anomalia da água).
16. Está errada. Sabemos que eficiência ou rendimento pode ser calculado pela expressão: η = 1 −
Tf
.
Tq
Assim, quando menor a diferença entre as temperaturas absolutas das fontes fria e quente, menor a
eficiência da máquina.
RESPOSTA: 06
RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 6
162. (BP - 2001)
Dados (segundo o inventor): Energia total recebida = Qq = 10 000 J
Energia útil = trabalho (W) = 8 000 J
8000 ⇒
01. Está correta, η = W ⇒ η =
η = 0,2 = 20%
10000
Qq
02. Está errado.
04. Está correta, se ela recebe 10 000 J e aproveita, a cada ciclo de funcionamento, 8 000 J, então cede 2 000
ao meio externo (fonte fria).
08. Está correta. Como está no enunciado, a máquina possui funcionamento cíclico.
16. Está errada, existe energia liberada ao meio externo.
32. Está errada, é 20%.
RESPOSTA: 13
163. (BP - 2006)
01. Está correta, é impossível construir uma máquina que, operando em transformações cíclicas, tenha como
único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica recebida de uma fonte quente única.
02. Está errada, é o que ocorre nos aparelhos refrigeradores (processos não espontâneos).
04. Está errada, mesmo sendo chamadas de ideais, as máquinas que funcionam segundo o Ciclo de Carnot
possuem rendimento inferior a 100%.
T
08. Está correta. Sabemos que eficiência ou rendimento pode ser calculado pela expressão: η = 1 − f .
Tq
Assim, quando maior a diferença entre as temperaturas absolutas das fontes fria e quente, maior a eficiência
da máquina.
16. Está correta. É por isso que a máquina de Carnot é chamada de ideal.
RESPOSTA: 25
164. (UEPG - 99)
01. Está errada, é impossível que num motor todo o calor absorvido seja transformado em trabalho.
02. Está correta. Como o funcionamento é cíclico, a temperatura inicial é igual à temperatura final.
04. Está correta. Em um processo isotérmico não existe aumento da energia interna.
08. Está correta. Em um processo adiabático não existe troca de calor através das paredes do sistema, e todo
trabalho realizado pelo sistema é à custa da energia interna do sistema.
16. Está errada, ocorrem a volumes constantes.
RESPOSTA: 14
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RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS – PÁGINA 7