Colégio Planeta Prof.: Sostag Lista de Física Aluno(a): 01 - (FUVEST SP) Um laboratório químico descartou um frasco de éter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado líquido, parte no estado gasoso. Esse frasco, de 0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a temperatura de equilíbrio T = 37 ºC, valor acima da temperatura de ebulição do éter. Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a pressão dentro do frasco seria NOTE E ADOTE No interior do frasco descartado havia apenas éter. Massa molar do éter = 74 g K = ºC + 273 R (constante universal dos gases) = 0,08 atmL / (molK) A) B) C) D) E) 0,37 atm. 1,0 atm. 2,5 atm. 3,1 atm. 5,9 atm. Data: 08 / 05 / 2015 ENEMais Turma: Lista 07 Turno: Matutino 04 - (FAVIP PE) Gases reais, como o oxigênio e o hidrogênio, têm propriedades físicas distintas. No entanto, sob determinadas condições, eles tendem ao mesmo comportamento dito de um gás ideal, regido pela equação pV = nRT. Assinale a seguir a única condição que favorece a tendência ao comportamento do tipo gás ideal. A) B) C) D) E) Baixas temperaturas. Altas pressões. Baixas densidades. Volume grande. Volume pequeno. 05 - (FPS PE) Um balão contendo gás hélio está na temperatura ambiente (T = 20ºC 293K) e na pressão atmosférica (P = 1,0 atm 10+5 Pascal). O balão contém 2 mols deste gás nobre. Assuma que o gás hélio comporta-se como um gás ideal e que a constante universal dos gases perfeitos vale: R = 8,31 (J/molK). Determine o volume aproximado ocupado pelo gás no interior do balão. 0,50 m3 5,00 m3 2,50 m3 10,00 m3 0,05 m3 02 - (UERJ) A bola utilizada em uma partida de futebol é uma esfera de diâmetro interno igual a 20 cm. Quando cheia, a bola apresenta, em seu interior, ar sob pressão de 1,0 atm e temperatura de 27 ºC. Considere = 3, R = 0,080 atm.L.mol–1.k–1 e, para o ar, comportamento de gás ideal e massa molar igual a 30 g.mol–1. No interior da bola cheia, a massa de ar, em gramas, corresponde a: A) B) C) D) E) A) B) C) D) 06 - (UFG GO) O nitrogênio líquido é frequentemente utilizado em sistemas criogênicos, para trabalhar a baixas temperaturas. A figura a seguir ilustra um reservatório de 100 litros, com paredes adiabáticas, contendo 60 litros da substância em sua fase líquida a uma temperatura de 77 K. O restante do volume é ocupado por nitrogênio gasoso que se encontra em equilíbrio térmico com o líquido. Na parte superior do reservatório existe uma válvula de alívio para manter a pressão manométrica do gás em 1,4 atm. 2,5. 5,0. 7,5. 10,0. 03 - (ASCES PE) Uma panela de pressão, contendo líquido e gás, é colocada no fogo. Inicialmente (figura 1), gás e líquido estavam a uma temperatura de 27 ºC = 300 K. Quando a temperatura aumenta, metade das moléculas do gás deixa a panela através da sua válvula (figura 2). Quando a válvula é fechada (figura 3), a temperatura do gás e do líquido é de 87 °C = 360 K. O líquido não evapora e mantém o seu volume constante em todo o processo. Considere o gás como sendo ideal. Quanto vale a razão p 3/p1 entre as pressões do gás no interior da panela nas situações mostradas nas figuras 3 e 1? A) B) C) D) E) 0,5. 0,6. 2. 8. 12. Gab: E Quando o registro do tubo central é aberto, o gás sofre uma lenta expansão isotérmica empurrando o líquido. Considerandose que foram retirados 10% do volume do líquido durante esse processo e que o gás não escapa para o ambiente, calcule: A) B) O número de mols do gás evaporado durante o processo. O trabalho realizado pelo gás sobre o líquido. 07 - (UFRN) O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas cidades litorâneas do Brasil. Na sua prática, mergulhadores, que levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades da ordem de dezenas de metros. A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões em tais profundidades, mas os pulmões são muito comprimidos e, portanto, ficam sujeitos a fortes estresses. Assim, existe um limite máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador voltar rapidamente à superfície sem que o processo compressão-descompressão do seu pulmão leve ao colapso dos alvéolos pulmonares e até a hemorragias fatais. No dia seguinte e na hora do jogo, as cinco bolas foram levadas para o campo. Considerando que a temperatura ambiente na hora do jogo era de 13 ºC e supondo que o volume e a circunferência das bolas tenham se mantido constantes, assinale a alternativa que apresenta corretamente as bolas que atendem ao documento da FIFA para a realização do jogo. A) B) C) D) E) A e E apenas. B e D apenas. A, D e E apenas. B, C, D e E apenas. A, B, C, D e E. 09 - (FAMECA SP) Um gás perfeito, confinado em um recipiente de volume V, exerce sobre as paredes do mesmo uma pressão p, quando seus n mols se apresentam a uma temperatura T. A lei que rege a dependência entre essas variáveis de estado é conhecida como equação de Clapeyron: p ⋅ V = nRT, em que R é uma constante que depende do sistema de unidades. Se uma massa de gás passar por uma transformação adiabática, uma brusca compressão, por exemplo, o gráfico que melhor representa o comportamento de sua pressão em função de seu volume é A) DADOS: Lei fundamental da hidrostática P = Po + gh. Lei de Boyle, PoVo = P1V1. Aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2 Considere a densidade da água do mar, água = 1,0 x 103kg/m3. Pressão atmosférica ao nível do mar, Po = 1,0 atm = 1,0 x 105N/m2 Considerando Vo o volume do pulmão ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é Po, e supondo que os pulmões do mergulhador obedecem à lei geral dos gases a temperatura constante, A) B) determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele se encontra a uma profundidade de 30m. verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade de 30 m, sabendo que o limite máximo de contração do pulmão, sem que este sofra danos, é 25% do volume do pulmão na superfície. Justifique sua resposta. 08 - (UFPR) Segundo o documento atual da FIFA “Regras do Jogo”, no qual estão estabelecidos os parâmetros oficiais aos quais devem atender o campo, os equipamentos e os acessórios para a prática do futebol, a bola oficial deve ter pressão entre 0,6 e 1,1 atm ao nível do mar, peso entre 410 e 450 g e circunferência entre 68 e 70 cm. Um dia antes de uma partida oficial de futebol, quando a temperatura era de 32 ºC, cinco bolas, identificadas pelas letras A, B, C, D e E, de mesma marca e novas foram calibradas conforme mostrado na tabela ao lado: A B Pressão (atm) 0,60 0,70 C D 0,80 0,90 E 1,00 B ola B) C) D) E) 10 - (FGV) Certa massa gasosa ideal, confinada em um recipiente inicialmente a 300 K, sofre a compressão IF indicada no diagrama da pressão versus volume da figura. É correto afirmar que se trata de uma transformação A) B) C) D) E) isotérmica, sem alteração de temperatura. adiabática, com temperatura final do gás igual a 600 K. adiabática, com temperatura final do gás igual a 750 K. geral, com temperatura final do gás igual a 300 K. geral, com temperatura final do gás igual a 600 K. 11 - (UNIFOR CE) Em um sistema termodinâmico, um gás considerado perfeito encontra-se no estado A com pressão pA, volume VA e temperatura TA, conforme diagrama pressão x volume mostrado abaixo. É então levado para o estado indicado pelo ponto B (p B, VB, TB) e em seguida para o estado C (pC, VC, TC). 13 - (UCS RS) Os motores a combustão, como o dos automóveis movidos a gasolina ou a álcool, são classificados como máquinas térmicas que, operando em ciclos, entre fontes de calor quentes e frias, e recebendo e liberando fluídos operantes, produzem trabalho. Suponha um motor a combustão hipotético que possua um gás ideal como fluído operante e que nunca o troque. As transformações de estado desse gás ideal, durante um ciclo de operação do motor, estão representadas no gráfico pressão X Volume abaixo. Conclui-se que o gás ideal A) tem, durante todo o ciclo, a mesma temperatura. B) tem, durante todo o ciclo, o mesmo volume. C) gera quantidade de calor liberado mais trabalho executado maior do que a quantidade de calor recebido. D) tem, durante todo o ciclo, sua pressão variando. E) mantém o produto da sua pressão pelo seu volume constante durante todo o ciclo, de modo que sua temperatura sempre varie. Leia e analise os itens que se seguem: I. II. III. IV. A temperatura do gás no ponto B é 50% maior que a temperatura no ponto A. A temperatura do gás no ponto C é três vezes maior que a temperatura no ponto A. A temperatura do gás no ponto B é metade da temperatura do gás no ponto C. A temperatura do gás no ponto A é igual a temperatura no ponto B. 14 - (ACAFE SC) No estudo da termodinâmica é apresentado um gráfico do comportamento de certa massa de gás (considerado ideal) que é levada isotermicamente do estado A para o estado B. É verdadeiro o que se afirma em: A) B) C) D) E) I e II apenas. II e III apenas. I, II e IV. II, III e IV. I, II e III. 12 - (PUC RJ) Um sistema termodinâmico recebe certa quantidade de calor de uma fonte quente e sofre uma expansão isotérmica indo do estado 1 ao estado 2, indicados na figura. Imediatamente após a expansão inicial, o sistema sofre uma segunda expansão térmica, adiabática, indo de um estado 2 para o estado 3 com coeficiente de Poisson = 1,5. A pressão do gás, em atm, no estado B é: A) B) C) D) 1,0. 4,0. 2,5. 1,5. 15 - (FATEC SP) Uma das atrações de um parque de diversões é a barraca de tiro ao alvo, onde espingardas de ar comprimido lançam rolhas contra alvos, que podem ser derrubados. Ao carregar uma dessas espingardas, um êmbolo comprime 120 mL de ar atmosférico sob pressão de 1 atm, reduzindo seu volume para 15 mL. A pressão do ar após a compressão será, em atm, Admita que o ar se comporte como um gás ideal e que o processo seja isotérmico. A) B) C) D) E) A) B) Determine o volume ocupado pelo gás após a primeira expansão, indo do estado 1 ao estado 2. Determine a pressão no gás quando o estado 3 é atingido. 0,2. 0,4. 4,0. 6,0. 8,0. 16 - (UDESC) A Figura 2 apresenta um ciclo termodinâmico descrito por um gás. Assinale a alternativa que apresenta, para este ciclo, a variação de energia interna do gás e o trabalho por ele realizado, respectivamente. Analise as afirmativas. A) B) C) D) E) 0,0J e 1,5105 J. 1,0J e 2,0105 J. 0,0J e 0,0105 J. 0,0J e 1,0105 J. 0,5J e 0,5105 J. 17 - (UEPG PR) Certa massa de gás é confinada por um êmbolo no interior de um recipiente a uma temperatura , conforme é mostrado abaixo. Nesse contexto, assinale o que for correto. 01. Se os coeficientes de dilatação do êmbolo e do cilindro forem iguais e todo sistema receber uma quantidade de calor, o gás se expande e realizará trabalho sobre o êmbolo. 02. Sendo o êmbolo e o cilindro metálicos e seus coeficientes de dilatação o dobro um do outro, respectivamente, e estando perfeitamente ajustados, e ocorrendo o aquecimento de todo sistema, o gás não se dilata, porém haverá aumento da pressão. 04. O gás cedendo calor quando o sistema receber trabalho, sua energia interna diminui. 08. O estudo dos gases é realizado com base em três grandezas: o volume, a temperatura e a pressão. Na sua dilatação apresentam o mesmo valor para o coeficiente de dilatação. 16. Ao aplicar uma força no êmbolo, puxando-o para cima, o volume do gás aumenta permanecendo constante as demais variáveis. 18 - (FPS PE) Uma amostra de um gás ideal absorve uma quantidade de calor Q = 6000 Joules de uma fonte térmica e realiza um trabalho, expandindo-se a pressão constante (P = 1000 Pascal) de um volume inicial Vi = 1,0 m3 até um volume final Vf = 3,0 m3. A variação da energia interna Eint do gás no processo de expansão isobárica será dada por: A) B) C) D) E) 400 Joules. 100 Joules. 4000 Joules. 10 Joules. 1000 Joules. 19 - (IFGO) As máquinas térmicas são dispositivos que operam sempre em ciclos, isto é, retornam periodicamente às condições iniciais. Uma maneira de estudá-las é por meio de transformações que ocorrem dentro destes ciclos, representados por um gráfico do comportamento da pressão de um gás de trabalho em função do volume por ele ocupado. O gráfico a seguir representa um ciclo de uma máquina térmica realizado por um sistema gasoso: I. II. III. IV. De A para B ocorre uma expansão isobárica. De B para C o trabalho é motor, ou seja, realizado pelo sistema. A variação de energia interna no ciclo ABCDA é positiva. No ciclo fechado, ABCDA, não há variação de energia interna e o trabalho total é nulo. Está(ão) correta(s). A) B) C) D) E) Apenas a afirmativa I. Apenas as afirmativas I e II. Apenas as afirmativas I e IV. Apenas as afirmativas I, II e III. Apenas as afirmativas I, II e IV. 20 - (UFRN) A biomassa é uma das principais fontes de energia renovável e, portanto, máquinas que a utilizam como combustível para geração de energia são importantes do ponto de vista ambiental. Um exemplo bastante comum é o uso da biomassa com o objetivo de acionar uma turbina a vapor para gerar trabalho. A figura abaixo mostra, esquematicamente, uma usina termoelétrica simplificada. Nessa termoelétrica, a queima da biomassa na fornalha produz calor, que aquece a água da caldeira e gera vapor a alta pressão. O vapor, por sua vez, é conduzido por tubulações até a turbina que, sob a ação deste, passa a girar suas pás. Considere desprezíveis as perdas de calor devido às diferenças de temperatura entre as partes dessa máquina térmica e o ambiente. Nesse contexto, a variação da energia interna da água da caldeira A) é maior que a soma do calor a ela fornecido pela queima da biomassa com o trabalho realizado sobre a turbina. B) é igual à soma do calor a ela fornecido pela queima da biomassa com o trabalho realizado sobre a turbina. C) é igual à diferença entre o calor a ela fornecido pela queima da biomassa e o trabalho realizado sobre a turbina. D) é maior que a diferença entre calor a ela fornecido pela queima da biomassa e o trabalho realizado sobre a turbina. 21 - (UFRN) O Sol irradia energia para o espaço sideral. Essa energia tem origem na sua autocontração gravitacional. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no seu interior adquirem velocidades muito altas, o que os leva a atingirem temperaturas da ordem de milhões de graus. Com isso, têm início reações exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação, que é emitida para o espaço. Parte dessa radiação atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que utilizamos. Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a terra é 26 - (UCS RS) Um filme que no Brasil recebeu o nome de “O Curioso Caso de Benjamin Button”, protagonizado pelo ator Brad Pitt, conta a história curiosa de um personagem que nasce velho e, à medida que o tempo passa, vai rejuvenescendo. Térmica Potencial Gravitacional Energia de Massa Cinética Eletromagnética. B) Cinética Térmica Energia de Massa Potencial Gravitacional Eletromagnética. C) Energia de Massa Potencial Gravitacional Cinética Térmica Eletromagnética. D) Potencial Gravitacional Cinética Térmica Energia de Massa Eletromagnética. A) 22 - (IFSP) A Lei da Conservação da Energia assegura que não é possível criar energia nem a fazer desaparecer. No funcionamento de determinados aparelhos, a energia é conservada por meio da transformação de um tipo de energia em outro. Em se considerando um telefone celular com a bateria carregada e em funcionamento, durante uma conversa entre duas pessoas, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta das possíveis transformações de energias envolvidas no celular em uso. A) B) C) D) E) Térmica – cinética – sonora. Química – elétrica – sonora. Cinética – térmica – elétrica. Luminosa – elétrica – térmica. Química – sonora – cinética. 23 - (PUCCAMP SP) Na superfície de Marte, o gás predominante é o metano, CH4. Cada metro cúbico desse gás, nas condições ambientais do planeta Marte, contém 0,35 mol de moléculas, o que corresponde a um número de moléculas igual a Se pensarmos no envelhecimento humano como um processo energeticamente irreversível, qual título alternativo do filme ficaria coerente com as leis da Física? A) B) A Curiosa Obediência à Equação de Clapeyron O Extraordinário Caso da Violação da Segunda Lei de Newton C) O Estranho Caso de Violação da Segunda Lei da Termodinâmica D) O Incomum Caso de Confirmação da Primeira Lei da Termodinâmica E) O Intrigante Caso de Violação da Terceira Lei de Newton 27 - (UNEB) Dado: Constante de Avogadro = 6,0 1023 mol–1 A) B) C) D) E) 1,21023. 2,11023. 1,21024. 6,01024. 1,21025. 24 - (UEFS BA) Tomar chá preto, a 80°C, com uma quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. O valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit), que é o sistema utilizado na Inglaterra, é, aproximadamente, A) B) C) D) E) 165. 169. 172. 176. 180. 25 - (UNIFOR CE) A primeira lei da termodinâmica trata da conservação de energia; a segunda lei da termodinâmica trata da impossibilidade de transferência de calor de uma fonte mais fria para uma fonte mais quente sem a realização de trabalho. Podemos verificar a aplicação dessas leis, hoje em dia, na produção de energia por meio de fontes alternativas sem ocasionar danos ao meio ambiente. Esta busca por fontes alternativas de energia deve-se à escassez das fontes de energia não renováveis. São exemplos de energia não renováveis: A) B) C) D) E) petróleo, solar, carvão, nuclear e biogás. petróleo, gás natural, nuclear, biomassa e geotérmica. petróleo, carvão, nuclear, bicombustíveis e solar. petróleo, carvão, nuclear, gás natural e óleo de xisto. petróleo, carvão, geotérmica, óleo de xisto e biomassa. A figura representa o Ciclo de Otto, um ciclo termodinâmico que idealiza o funcionamento de motores de combustão interna de ignição por centelha. Considerando-se os gases resultantes da combustão como gases ideais e as etapas de transformação apresentadas no diagrama pressão-volume, é correto afirmar: 01. O Ciclo de Otto é constituído de duas etapas isotérmicas e duas isobáricas. 02. A substância operante utilizada no ciclo de Otto é a mesma utilizada no Ciclo de Carnot. 03. O Ciclo de Otto descreve o funcionamento de motores das máquinas reais, suscetíveis aos fenômenos irreversíveis. 04. O trabalho útil do motor de combustão interna é representado pela área da figura delimitada pelos pontos C, D, V2 e V1. 05. O trabalho, W, realizado nas transformações adiabáticas é igual a Cv (TC – TB) + Cv (TA – TD), sendo C a capacidade térmica do gás, a volume constante, e T, a temperatura termodinâmica. GABARITO: 24) Gab: D 1) Gab: D 25) Gab: D 2) Gab: B 26) Gab: C 3) Gab: B 27) Gab: 05 4) Gab: C PARTE - II 5) Gab: E 1) - (PUC SP-Adaptado) Leia a tirinha a seguir: 6) Gab: A) 1,3 mols B) 840 J 7) Gab: A) 4 atm. B) Uma vez que a Lei de Boyle relaciona as pressões e os volumes iniciais e finais de um gás à temperatura constante, conhecendo-se o valor da pressão inicial Po e a relação entre os volumes inicial Vo (volume do pulmão na superfície) e final V1 (volume do pulmão a uma profundidade de 30 m), e considerando-se que V1 poderá atingir uma contração máxima correspondente a 25% de Vo, pode-se escrever V1 = (25/100)x Vo = 0,25xV0. Substituindo os valores na expressão da Lei de Boyle (PoVo = P1V1), calcula-se a pressão capaz de comprimir em 25% o volume (Vo) do pulmão. E, a partir daí, verifica-se se o mergulhador pode ultrapassar o limite de 30m. P1V1 = P0V0 P1 = PoVo/V1 P1 = 1x105xVo/V1 P1 = 1x105xVo/0,25Vo P1 = 1x105/0,25 = (1/0,25)x105 P1 = 4x105 N/m2 Uma vez que 4x105 N/m2 é exatamente igual à pressão sobre o mergulhador a 30m de profundidade, então ele não poderá ultrapassar essa profundidade sem que o seu pulmão possa vir a sofrer danos. 8) Gab: D Bill Watterson (Calvin e Haroldo) 9) Gab: E 10) Gab: C O fato de Calvin e Haroldo sentirem as sensações de calor e de frio, acima, sugere que a situação se passa 11) Gab: E A) 12) Gab: A) V2 = 5 10–5 m3 B) P3 = 2,3 105 Pa 13) Gab: D 14) Gab: D 15) Gab: E 16) Gab: D 17) Gab: 15 18) Gab: C 19) Gab: A 20) Gab: C 21) Gab: D 22) Gab: B 23) Gab: B próximo ao meio dia e o calor específico da areia é maior do que o da água. B) próximo as 18horas e o calor específico da areia é maior do que o da água. C) próximo ao meio dia e o calor específico da areia é menor do que o da água. D) próximo as 18horas específico da areia é menor do que o da água. E) próximo ao meio dia e o calor específico da areia é igual ao da água. 2) (PUC MG) Quatro balas, feitas de chumbo, cobre, ferro e prata, respectivamente, e de mesma massa, são lançadas contra uma parede fabricada com um material que é um bom isolante térmico. Todas as balas estão em equilíbrio térmico com o ar e têm velocidades diferentes que serão consideradas horizontais no momento do impacto. Todas as balas apresentam a mesma temperatura no momento em que o movimento cessa dentro da parede. Isso significa que, antes do impacto, Dados Substância calor específico (cal / g °C) A) B) C) D) E) chumbo 0,03 cobre 0,09 ferro prata 0,11 0,05 a de chumbo tinha a maior velocidade. a de cobre tinha a maior velocidade. a de ferro tinha a maior velocidade. a de prata tinha a maior velocidade. todas tinham a mesma velocidade. 3) O calor transferido entre dois corpos pode ser medido na mesma unidade usada para medir: A) B) C) D) E) 4) No quadro estão caracterizados três blocos – I, II e III – segundo a substância que os constitui, a massa (m) e o calor específico (c). Substância vidro chumbo porcelana m(g) 500 400 200 o C) c (cal/g 0,19 0,031 0,26 Os blocos foram aquecidos, simultaneamente, durante um certo intervalo de tempo, por uma fonte térmica de potência constante, não tendo ocorrido mudança de estado físico. Indica-se por TI, TII e TIII a variação da temperatura dos blocos I, II e III, respectivamente, ao término do aquecimento. Assim sendo, pode-se afirmar que: A) B) C) D) E) TII > TIII > TI TI > TII > TIII TII > TI > TIII TIII > TI > TII TIII > TII > TI 18. 25. 32. 40. 56. 7) - (UNIMONTES MG) Foi observado que, pela manhã, em regiões litorâneas, o mar está mais frio que a areia. A água demora mais para se aquecer, pois precisa de maior quantidade de calor para sofrer a mesma variação de temperatura sofrida pela areia. Isso indica que a água pode ter um(a) calor específico maior que o da areia. calor específico menor que o da areia. estado de agregação. capacidade térmica menor que a de uma mesma massa de areia. 8) - (UERJ/2013) Uma pessoa, com temperatura corporal igual a 36,7 ºC, bebe 1 litro de água a 15 ºC. Admitindo que a temperatura do corpo 2 não se altere até que o sistema atinja o equilíbrio térmico, determine a quantidade de calor, em calorias, que a água ingerida absorve do corpo dessa pessoa. 09) - (Fac. Santa Marcelina SP/2013) O metabolismo basal é entendido como a potência mínima gasta para o organismo manter as funções vitais durante o repouso. No quadro estão representados valores aproximados do metabolismo basal médio de alguns animais. Para uma situação em que todos esses animais estão na fase adulta, a ordem crescente de perda de energia total em 1 hora de repouso é 5) (UERJ) Dois corpos A e B, de massas iguais, são aquecidos simultaneamente. O gráfico abaixo representa o comportamento térmico desses corpos durante o processo de aquecimento e caracteriza duas retas paralelas: Q (c a l) B A 4 0 0 2 0 0 00 A) B) C) D) E) A) B) C) D) temperatura Celsius. temperatura absoluta. trabalho. ponto de fusão. potência. Bloco I II III 6) - (UERJ) Um confeiteiro, preparando um certo tipo de massa, precisa de água a 40ºC para obter melhor fermentação. Seu ajudante pegou água da torneira a 25ºC e colocou-a para aquecer num recipiente graduado de capacidade térmica desprezível. Quando percebeu, a água fervia e atingia o nível 8 do recipiente Para obter a água na temperatura de que precisa, deve acrescentar, no recipiente, água da torneira até o seguinte nível: 2 0 4 0 A) B) C) D) E) boi, homem, cachorro, pombo. boi, pombo, homem, cachorro. pombo, boi, cachorro, homem. pombo, cachorro, homem, boi. boi, cachorro, homem, pombo. 10) - (UERJ/2012) Considere X e Y dois corpos homogêneos, constituídos por substâncias distintas, cujas massas correspondem, respectivamente, a 20 g e 10 g. O gráfico abaixo mostra as variações da temperatura desses corpos em função do calor absorvido por eles durante um processo de aquecimento. (C ) As relações corretas entre as capacidades térmicas C A e CB desses corpos e os calores específicos cA e cB das substâncias que os constituem são: A) B) C) D) E) CA = CB e cA = cB CA = 2CB e cA = 2cB CB = 2CA e cB = 2cA CB = 2CA e cB = cA CA = CB e cB = 2cA Determine as capacidades térmicas de X e Y e, também, os calores específicos das substâncias que os constituem. 11 - (UFSC/2013) Em uma aula experimental de física sobre calorimetria, o professor pede para que os alunos aqueçam duas substâncias diferentes, com 400 g cada, fazendo uso de um aquecedor elétrico. Desprezando eventuais perdas de calor para o meio ambiente, o professor considera a potência efetiva do aquecedor em 400 cal/min. O professor pede que os alunos registrem os dados experimentais em uma tabela e construam um gráfico. Abaixo é apresentado um dos gráficos construídos pelos alunos. A) B) C) D) E) 31 Sub. A Sub. B 30 29 28 27 18600 J. 34200 J. 36050 J. 42500 J. 63750 J. 14) - (UNICAMP SP/2013) Alguns tênis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usuário durante as corridas. O monitoramento pode ser feito através de relógios ou telefones celulares que recebem as informações do sensor durante os exercícios. Considere um atleta de massa m = 70 kg que usa um tênis com sensor durante uma série de três corridas. 26 25 o T( C) 13) (UFGD/2013) Sabe-se que a sacarose (C12H22O11) tem a temperatura de fusão de 186 ºC à pressão atmosférica, um calor específico sensível de 425 Jmol–1K–1, e que as massas molares dos elementos que a compõe são: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol e O = 16 g/mol. Considerando que o açúcar de mesa seja composto de sacarose, qual a quantidade de energia necessária para uma cozinheira começar a derreter 342 g de açúcar que inicialmente se encontrem na temperatura de 36 ºC? 24 23 22 21 20 19 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 Q(kcal) Considere o gráfico acima e responda às perguntas abaixo. A) O experimento realizado pelos alunos permite encontrar, através da inclinação da reta, uma grandeza física característica de cada substância. Qual é esta grandeza física? B) Com base em princípios físicos, explicitando o raciocínio físico e matemático, qual das substâncias possui o maior valor para a grandeza física apontada no item anterior? C) Admitindo que a substância A seja uma enzima e que ela possua temperatura inicial de 20º C, o que acontece com a enzima após 30 minutos de aquecimento pelo aquecedor elétrico mencionado? Justifique sua resposta com base nos princípios da física e da biologia. Apresente os cálculos necessários. É sabido que a partir dos 42ºC as enzimas começam a desnaturar. Então, depois de 30 minutos de aquecimento a enzima fica inativa, ou seja, não funciona mais A) O gráfico 1) abaixo mostra a distância percorrida pelo atleta e a duração em horas das três corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa série de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por E = CMET m t, onde m é a massa do corredor, t é a duração da corrida e CMET é uma constante que depende da velocidade do corredor e é expressa em kJ Usando o gráfico 2) abaixo, que unidade de kg h expressa CMET em função da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida. 12) (FGV/2013) Em um recipiente adiabático, contendo 2,0 L de água (densidade = 1,0 g/cm3, calor específico = 1,0 cal/(g. ºC)), há uma barra metálica imersa, de capacidade térmica 1 000 cal/ºC, que mede inicialmente 40,00 cm. O sistema recebe 150 kcal de uma fonte de calor e, ao fim do processo, a barra acusa uma dilatação linear de 0,01 cm. O coeficiente de dilatação linear do material da barra vale, em 10–6 ºC–1, A) B) C) D) E) 1,0. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. B) O sensor detecta o contato da sola do tênis com o solo pela variação da pressão. Estime a área de contato entre o tênis e o solo e calcule a pressão aplicada no solo quando o atleta está em repouso e apoiado sobre um único pé. 15 - (UFG GO/2013) Uma bomba calorimétrica, usada para determinar o poder calorífico de combustíveis, é composta de uma câmara de combustão imersa em um tanque de paredes adiabáticas contendo 800 litros de água, conforme ilustrado na figura a seguir. 19 - (UNIRG/2013) Um certo forno de micro-ondas promete entregar uma potência de 500 W no seu interior. Usando esse forno, um indivíduo deseja transformar 100 g de gelo a uma temperatura de –10 °C em água líquida a 20 °C. Supondo-se que as micro-ondas geradas no interior do forno sejam 100% absorvidas pelas moléculas de água, quantos segundos serão necessários para que a transformação ocorra? Dados: calor específico do gelo = 2,1 J/g·K calor específico da água = 4,2 J/g·K calor latente de fusão do gelo = 335 J/g A) B) C) D) No experimento de combustão de 4,6 kg de etanol (C 2H6O) são produzidos dióxido de carbono e água. Sabendo-se que a entalpia de combustão do etanol é de –1376 kJ/mol e que a água do tanque permanece líquida, a variação de temperatura da água do tanque em graus Celsius e a massa total dos produtos da combustão em kg são, respectivamente, Dados: cágua = 1,0 cal/gºC 1 cal 4,0 J A) B) C) D) E) 6,9 e 19,0. 43 e 14,2. 43 e 4,6. 172 e 4,6. 172 e 14,2. 2) Gab: C 3) Gab: C 4) Gab: A 7) Gab: A 8) Gab: Q = 10.850 cal 9) Gab: D 10) Gab: CX = 10 cal/K 0,0125. 0,25. 5,0. 2,5. 4,0. CY = 4 cal/K cX = 0,5 calg–1K–1 cY = 0,4 calg–1K–1 H2 = 1,5 105 kJ . kg–1 Querosene = 4,3 104 kJ . kg–1 Para obter a mesma quantidade energética da combustão de um quilograma de hidrogênio, é necessária uma massa, em kg, de querosene, da ordem de 1,2. 3,5. 4,6. 5,5. 7,1. 18 - (FPS PE/2013) Qual a quantidade de calor necessária para derreter totalmente uma barra de gelo de massa m = 0,8 Kg, inicialmente na temperatura –10º C, e manter o líquido resultante na temperatura final 0º C? Considere que o calor específico do gelo vale cgelo = 2220 J/KgK e que o calor latente de fusão do gelo é igual a LF = 333000 J/Kg. A) B) C) D) E) 1) Gab: C 6) Gab: D 17 - (PUCCAMP SP/2013) Um novo projeto para aviões supersônicos comerciais é usar o combustível de foguetes: hidrogênio + oxigênio. O poder calorífico desse combustível e do convencional, para esse tipo de aviação, são os seguintes: A) B) C) D) E) Gabarito: 5) Gab: A 16 - (PUC RJ/2013) Um líquido é aquecido através de uma fonte térmica que provê 50,0 cal por minuto. Observa-se que 200 g deste líquido se aquecem de 20,0 ºC em 20,0 min. Qual é o calor específico do líquido, medido em cal/(g ºC)? A) B) C) D) E) 67,0 71,2 83,8 88,0 284160 Joules 142080 Joules 568320 Joules 71040 Joules 852480 Joules 11) Gab: A) B) Calor Específico cA=1cal/g0C e cB=0,5cal/g0C c)T=500C, como é sabido que a partir dos 42ºC as enzimas começam a desnaturar. Então, depois de 30 minutos de aquecimento a enzima fica inativa, ou seja, não funciona mais 12) Gab: E 13) Gab: E 14) Gab: a)E = 2100 kJ b)P = 3,5 104 Pa 15) Gab: B 16) Gab: B 17) Gab: B 18) Gab: A 19) Gab: D