Colégio Ari de Sá
TC 1 – Revisão – UECE – 1a. fase – Física – Prof. João Paulo 1. (IFCE 2011) Um estudante de Física resolveu criar uma nova escala termométrica que se chamou Escala NOVA ou, simplesmente, Escala N. Para isso, o estudante usou os pontos fixos de referência da água: o ponto de fusão do gelo (0° C), correspondendo ao mínimo (25° N) e o ponto de ebulição da água (100° C), correspondendo ao máximo (175° N) de sua escala, que era dividida em cem partes iguais. Dessa forma, uma temperatura de 55°, na escala N, corresponde, na escala Celsius, a uma temperatura de a) 10° C. b) 20° C. c) 25° C. d) 30° C. e) 35° C. 2. (Udesc 2011) Um gás em uma câmara fechada passa pelo ciclo termodinâmico representado no diagrama p x V da Figura. O trabalho, em joules, realizado durante um ciclo é: a) + 30 J b) ­ 90 J c) + 90 J d) ­ 60 J e) ­ 30 J 3. (Ufsm 2011) A respeito dos gases que se encontram em condições nas quais seu comportamento pode ser considerado ideal, afirma­se que I. a grandeza que é chamada de temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas. II. a grandeza que é chamada de pressão é a energia que as moléculas do gás transferem às paredes do recipiente que contém esse gás. III. a energia interna do gás é igual à soma das energias cinéticas das moléculas desse gás. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) I, II e III. 4. (Upe 2011) Um recipiente cilíndrico, de área de secção reta de 0,100m 2 contém 20,0 g de gás hélio. Esse recipiente contém um êmbolo que pode se mover sem atrito. Uma fonte fornece calor ao recipiente a uma taxa constante. Num determinado instante, o gás sofre a transformação termodinâmica representada no diagrama PV abaixo, e o êmbolo se move com
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TC 1 – Revisão – UECE – 1a. fase – Física – Prof. João Paulo velocidade constante v = 8,31.10-3 m / s Considere que o gás hélio (calor específico molar a volume constante C v = 1,5 R )se comporta como um gás monoatômico ideal. Dados: MMHe = 4,00g / mol;R = 8,31 J/mol.K
Depois de decorrido um intervalo de tempo de 25 s, analise as proposições a seguir e conclua. ( ) A variação de temperatura do gás durante o processo foi Δ T = 50 K . ( ) O calor específico molar à pressão constante do hélio é Cp = 2,5 R . ( ) A energia adicionada ao hélio sob a forma de calor durante o processo foi Q = 375R. ( ) A variação na energia interna do hélio durante o processo foi Δ Eint = 125 R . ( ) O trabalho realizado pelo hélio durante a transformação foi W = 250R. 5. (Upe 2011) Um disco de alumínio, inicialmente a uma temperatura T0, possui um furo concêntrico de raio R0. O disco sofre uma dilatação térmica superficial, quando aquecido até uma temperatura T. Considerando que o coeficiente de dilatação linear do alumínio α é constante durante a variação de temperatura considerada e R é o raio do furo do disco após a dilatação térmica, é correto afirmar que a relação R/R0 é expressa por a) α (T - T0 ) b) α (T - T0 ) + 1 c) α (T - T0 ) + 1 d) 2α (T - T0 ) - 1 e) 2α (T - T0 ) + 1 6. (CEFET­MG/2011) Um recipiente cilíndrico, de vidro, de 500ml está completamente cheio de mercúrio, a temperatura de 22 ºC. Esse conjunto foi colocado em um freezer a ­ 18 ºC e, após atingir o equilíbrio térmico, verificou­se um Dados ­ Constantes físicas: Coeficiente de dilatação linear do vidro: α v = 1,0 × 10 -5 º C -1 . Coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio: γ Hg = 0, 20 × 10 -3 º C -1 . Constante da lei de Coulomb (para o vácuo): K 0 = 9,0 × 109 N × m2 / C2 . a) transbordamento de 3, 4ml de mercúrio. b) transbordamento de 3,8ml de mercúrio. c) espaço vazio de 3, 4ml no recipiente. d) espaço vazio de 3,8ml no recipiente.
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TC 1 – Revisão – UECE – 1a. fase – Física – Prof. João Paulo 7. (Ufu 2011) Para tentar descobrir com qual material sólido estava lidando, um cientista realizou a seguinte experiência: em um calorímetro de madeira de 5 kg e com paredes adiabáticas foram colocados 3 kg de água. Após certo tempo, a temperatura medida foi de 10° C, a qual se manteve estabilizada. Então, o cientista retirou de um forno a 540° C uma amostra desconhecida de 1,25 kg e a colocou dentro do calorímetro. Após um tempo suficientemente longo, o cientista percebeu que a temperatura do calorímetro marcava 30° C e não se alterava (ver figura abaixo). Material Água Alumínio Chumbo Ferro Madeira Vidro Calor específico (cal/g.ºC) 1,00 0,22 0,12 0,11 0,42 0,16 Sem considerar as imperfeições dos aparatos experimentais e do procedimento utilizado pelo cientista, assinale a alternativa que indica qual elemento da tabela acima o cientista introduziu no calorímetro. a) Chumbo b) Alumínio c) Ferro d) Vidro 8. (Uepg 2011) De um ponto de vista macroscópico pode­se considerar que a matéria pode se apresentar em três fases (ou estados): sólida, líquida e gasosa. A fase de uma determinada substância depende da sua temperatura e da pressão que é exercida sobre ela. Sobre as fases da matéria e as possíveis mudanças entre elas, assinale o que for correto. 01) Temperatura crítica de uma substância é aquela que determina o valor de temperatura acima do qual não mais se consegue liquefazer um vapor, por compressão isotérmica, por maior que seja a pressão aplicada. 02) O ponto triplo representa as únicas condições de temperatura e pressão para as quais as fases sólida, líquida e gasosa, de uma mesma substância, podem coexistir em equilíbrio. 04) A variação da energia interna de uma substância, ao passar da fase sólida para a líquida, é negativa. 08) A quantidade de calor por unidade de massa, requerida para que qualquer substância sofra uma mudança de fase, é denominada de calor latente. 16) A mudança da fase líquida para a gasosa pode ocorrer de três formas distintas: ebulição, evaporação ou condensação.
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TC 1 – Revisão – UECE – 1a. fase – Física – Prof. João Paulo Gabarito: Resposta da questão 1: [B] De acordo com o esquema acima: TC - 0
T C 55 - 25
30 =
Þ
=
100 - 0 175 - 25
100 150 30 TC =
Þ TC = 20 º C. 1,5
Þ
A quantidade de divisões que ele fez não altera as temperaturas. O fato de ter feito 100 divisões em sua escala somente indica que cada divisão representa 1,5° N. Se fizesse 150 divisões, cada divisão seria 1° N, ou se fizesse 15 divisões, cada divisão seria 10° N, mas 55° N continuam correspondendo a 20° C. Assim, por exemplo, se a temperatura subiu 0° C para 20° C, subiu 20 divisões na escala Celsius, tendo subido também 20 divisões na escala Nova, pois ambas as escalas têm 100 divisões. Como cada divisão representa 1,5° N, a temperatura subiu 20 ´ 1,5 = 30° N, indo, então, de 25° N para 55° N. Resposta da questão 2: [E] Em um ciclo fechado o trabalho é numericamente igual à área da figura. Seu valor é negativo devido ao sentido anti­horário. W=-
3 ´ 20 = -30J 2
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TC 1 – Revisão – UECE – 1a. fase – Física – Prof. João Paulo Resposta da questão 3: [D] I. Correta. A temperatura absoluta é diretamente proporcional a energia cinética média das partículas. II. Incorreta. Pressão não é energia. III. Correta. Resposta da questão 4: V V F F V. V) pΔV = nRΔT ® Δ T =
pΔV pAΔx pAv Δ t 105 x0,1x8,31x10-3 x25 =
=
=
nR
nR
nR
5x8,31 Δ T = 50K . (V) Como sabemos: CP - CV = R ® CP = CV + R = 2,5R
(F) Q = nCP Δ T = 5x2,5Rx50 = 625R (F) ΔU = Q - W = Q - nRΔ T = 625R - 5Tx50 = 375R (V) W = nRΔ T = 5.R.50 = 250R Resposta da questão 5: [B]
R R0 (1 + α ( T - T 0 ) )
=
= 1 + α (T - T0 ) R0
R 0 Resposta da questão 6: [C] ΔVap = V0 ( γHg - γ vidro ) Δθ ® Δ Vap = 500(0,2x10 -3 - 3x1x10 -5 )( -18 - 22) = -3, 4mL Resposta da questão 7: [D] å Q = 0 ® (mcΔθ)água + (mcΔθ)madeira + (mcΔθ )material = 0 3.1.(30 - 10) + 5.0,42(30 - 10) + 1,25c(30 - 540) = 0
637,5 c = 102 ® c = 0,16 cal / g0 C
Resposta da questão 8: 01 + 02 + 08 = 11 Justificando as incorretas: 04) Para mudar da fase sólida para a fase líquida o processo é endotérmico, ou seja, com absorção de energia, portanto a energia interna aumenta. 16) A mudança da fase líquida para a gasosa (vaporização) pode ocorrer de três formas distintas: Evaporação: quando a vaporização ocorre à temperatura menor que a de ebulição, como por exemplo, nas águas dos rios. Ebulição: líquido fervendo. Calefação: vaporização que ocorre acima da temperatura de ebulição, como, por exemplo, quando gotas de água que caem sobre um metal incandescente.
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