Valores eternos.
TD
Recuperação
ALUNO(A)
MATÉRIA
ANO
SEMESTRE
DATA
Física II
1º
1º
Jul/2013
PROFESSOR(A)
TOTAL DE ESCORES
ESCORES OBTIDOS
Raphael
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Escalas Termométricas
As escalas termométricas são mecanismos utilizados para medir a
temperatura dos corpos. Temperatura é uma grandeza física que
mede o grau de agitação das moléculas de um corpo, indicando o seu
estado térmico, ou seja, quanto maior a agitação das partículas que
compõem o corpo, maior será a temperatura dele. As escalas surgiram
da necessidade de quantificar o quanto um corpo está quente ou frio, e
da necessidade de melhorar as medidas das temperaturas. Existem
vários tipos de escalas, das quais as mais conhecidas são a escala
Celsius, escala Kelvin e escala Fahrenheit.
Escala Celsius
A Escala Celsius é a mais comum entre todas, foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius. Ele
estabeleceu pontos fixos da sua escala como sendo os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água, ou seja, 0°
para o ponto de fusão de gelo e 100° para o ponto de ebulição da água
Escala Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit, o inventor do termômetro de mercúrio, foi o inventor dessa escala por volta dos anos de
1742. Ele em seus estudos obteve uma temperatura de 32°F para uma mistura de água e gelo, e uma temperatura de
212°F para a água fervente. Assim, na escala Fahrenheit a água vira gelo a uma temperatura de 32°F e ferve a uma
temperatura de 212°F. É a escala mais utilizada nos países de língua inglesa.
Escala Kelvin e o zero absoluto
Como já foi dito, a temperatura mede o grau de agitação das moléculas, sendo assim a menor temperatura
corresponde à situação na qual essa agitação cessa. Esse é denominado de zero absoluto. Na prática esse ponto é
impossível de se alcançar, contudo, esse valor foi alcançado teoricamente na escala Celsius e corresponde a um
valor igual a -273,15°C (aproximadamente -273)
1. Durante um passeio em outro país, um médico, percebendo que seu filho está “quente”, utiliza um termômetro com
escala Fahrenheit para medir a temperatura. O termômetro, após o equilíbrio térmico, registra 98,6 °F. O médico,
então:
(Não esqueça os cálculos).
a) deve correr urgente para o hospital mais próximo, o garoto está mal, 49,3 °C.
b) não se preocupa, ele está com 37 °C,manda o garoto brincar e mais tarde mede novamente sua temperatura.
c) fica preocupado, ele está com 40 °C, então lhe dá para ingerir uns quatro comprimidos de antitérmico.
d) faz os cálculos e descobre que o garoto está com 32,8 °C.
e) fica preocupado, ele está com 39 °C,dá um antitérmico ao garoto e o coloca na cama sob cobertores.
2. Um estudante construiu uma escala de temperatura E cuja
relação com a escala Celsius é expressa no gráfico
representado a seguir:
Qual a temperatura cujas leituras coincidem numericamente
nessas duas escalas?
3. No café-da-manhã, uma colher metálica é colocada no interior de uma caneca que contém leite bem quente. A
respeito desse acontecimento, são feitas três afirmativas.
I. Após atingirem o equilíbrio térmico, a colher e o leite estão a uma mesma temperatura.
II. Após o equilíbrio térmico, a colher e o leite passam a conter quantidades iguais de energia térmica.
III. Após o equilíbrio térmico, cessa o fluxo de calor que existia do leite (mais quente) para a colher (mais fria).
Podemos afirmar que:
a) somente a afirmativa I é correta;
b) somente a afirmativa II é correta;
c) somente a afirmativa III é correta;
d) as afirmativas I e III são corretas;
e) as afirmativas II e III são corretas.
4. Os trilhos de trem, normalmente de 20m de comprimento, são colocados de modo a
manter entre duas pontas consecutivas uma pequena folga chamada junta de
dilatação. Isso evita que eles se espremam, sofrendo deformações devido à ação do
calor nos dias quentes.Considere que uma variação de temperatura da noite para o
(meio)dia possa chegar a (aproximadamente) 25 °C, fazendo-os dilatar cerca de 5
mm. Neste caso, qual o valor do coeficiente de dilatação linear do material de que é
feito o trilho?
5. Em cada uma das situações descritas a seguir você deve reconhecer o processo de transmissão de calor envolvido.
Escreva para cada lacuna qual o tipo de transferência de calor.
I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas para facilitar a ida da energia térmica até o
congelador por ____________________________.
II. O único processo de transmissão de calor que pode ocorrer no vácuo é a ________________________________.
III. Numa garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por
________________________________.
2
2
6. Um disco de latão de 50,0cm de área é perfurado, ficando com um furo circular de 10,0cm na
posição indicada na figura.
–5
–1
O coeficiente de dilatação linear do latão é de 2 · 10 °C e essas áreas se referem à
temperatura ambiente. Se o disco for colocado em um forno e a temperatura elevada de 100°C,
a área do furo:
7. A água apresenta uma anomalia em relação aos demais líquidos. Assim, a temperatura de 4°C é:
a)
b)
c)
d)
e)
aquela para a qual a água tem maior densidade.
aquela para a qual a água assume maior volume.
a mais baixa que a água atinge no estado líquido.
a correspondente ao ponto triplo da água.
a de fusão do gelo.
8. O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (Al)
é,aproximadamente, duas vezes o coeficiente de dilatação
térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas peças em que um
anel feito de um desses metais envolve um disco feito do outro.
À temperatura ambiente,os discos estão presos aos anéis.Se
as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto
afirmar que:
a) apenas o disco de Al se soltará do anel de Fe.
b) apenas o disco de Fe se soltará do anel de Al.
c) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis.
d) os discos não se soltarão dos anéis.
e) nenhuma das alternativas anteriores.
9. Observe a imagem a seguir e complete o texto abaixo com o tipo de
propagação de calor correto justificando sua resposta.
Ao colocar a mão sob um ferro elétrico quente, sem tocar na sua
superfície, sentimos a mão “queimar”. Isso ocorre porque a transmissão
de calor entre o ferro elétrico e a mão se deu principalmente através de
_________________________________.
Justifique sua resposta.
10. O chamado leite longa vida é pasteurizado pelo processo UHT (Ultra High Temperature), que consiste em aquecer o
leite da temperatura ambiente (22 °C) até 137 °C em apenas 4,0 s, sendo em seguida envasado em embalagem
impermeável a luz e a micro-organismos. O calor específico do leite é praticamente igual ao da água, 1,0 cal/g°C.
Assim, no aquecimento descrito, que quantidade de calor cada litro(1 000 g) de leite precisou receber? Dê sua
resposta em quilocalorias (kcal).
11. Um posto recebeu 5.000L de gasolina em um dia muito frio, em que a temperatura era de 10 °C. No dia seguinte, a
temperatura aumentou para 30 °C, situação que durou alguns dias, o suficiente para que a gasolina fosse totalmente
–4
–1
vendida. Se o coeficiente de dilatação volumétrica da gasolina é igual a 11 · 10 °C , determine o lucro do
proprietário do posto, em litros.
12. Para avaliar a temperatura de 300 g de água, usou-se um termômetro de 100 g de massa e calor específico sensível
igual a0,15 cal/g °C. Inicialmente, esse termômetro indicava, à temperatura ambiente, 12 °C. Após algum tempo,
colocado em contato térmico com a água, o termômetro passa a indicar 72 °C. Supondo não ter havido perdas de
calor, determine a temperatura inicial da água.
Dado: calor específico da água = 1,0 cal/g °C
13. Diz um ditado popular: “A natureza é sábia!”. De fato! Ao observarmos os diversos fenômenos da natureza, ficamos
encantados com muitos pormenores, sem os quais não poderíamos ter vida na face da Terra, conforme a
conhecemos. Um desses pormenores, de extrema importância, é o comportamento anômalo da água, no estado
líquido, durante seu aquecimento ou resfriamento sob pressão normal. Se não existisse tal comportamento, a vida
subaquática nos lagos e rios, principalmente das regiões mais frias de nosso planeta, não seria possível. Dos gráficos
abaixo, o que melhor representa esse comportamento anômalo é:
14. Tia Anastácia é famosa por sua habilidade na cozinha. Um de seus pratos mais famosos é o risoto de camarão feito
em panela de pedra. Inácia, sobrinha de Tia Anastácia, ao tentar reproduzir o famoso prato, frustou-se, pois, apesar
de todos os cuidados e da bela aparência do prato, quando do momento da retirada do fogo, surpreendeu-se com o
fato de que, posto à mesa, o arroz acabou por queimar. Ao questionar, Tia Anastácia sobre o ocorrido, esta lhe
respondeu que o segredo do cozimento dos alimentos em panela de pedra, para que a comida não queime, está no
fato de se retirar a panela do fogo um pouco antes que o prato esteja totalmente cozido. Nas palavras de tia
Anastácia:
“— A quentura da panela acaba por cozer os alimentos mesmo que ela já não esteja mais no fogo.”
Dentre as afirmações abaixo, qual o ítem que explica corretamente a “quentura” da panela de pedra salientada por tia
Anastácia?
a) A capacidade térmica da panela de pedra é muito pequena, fazendo com que a temperatura se mantenha elevada
por muito tempo.
b) A capacidade térmica da panela é grande, permitindo que seu resfriamento se dê com rapidez, passando todo o
calor para o alimento,fazendo-o queimar.
c) A capacidade térmica da panela é grande, o que significa que, para uma pequena variação de temperatura no
resfriamento, a panela irradia grande quantidade de calor, podendo acarretar a queima do alimento.
d) A frase de Tia Anastácia é mais uma crendice popular. O fato de a comida ter queimado não está relacionado à
panela de pedra, e sim ao tempo excessivo à espera do prato na mesa.
e) A pedra, de que é feita a panela, tem a capacidade de reproduzir calor quando estimulada, acabando por queimar
o alimento se o estímulo for muito grande.
15. O gráfico mostra a variação de temperatura em função do tempo deu ma
massa de água que está sendo aquecida por uma fonte de calor cuja
potência é 35 cal/s. Supondo que todo o calor gerado pela fonte seja
absorvido pela água, calcule a massa da água, em gramas, que foi
aquecida.
Dado: calor específico da água: 1,0 cal/g °C.
16. Na tabela, é possível ler os valores do calor específico de cinco substâncias no estado líquido, e no gráfico é
representada a curva de aquecimento de 100 g de uma dessas substâncias.
A curva de aquecimento representada é a:
a)
b)
c)
d)
e)
da água.
do álcool etílico.
do ácido acético.
da acetona.
do benzeno.
Alquimia subterrânea transforma mina de carvão em mina de hidrogênio
Em uma área de mineração de carvão localizada no sul da Polônia, um grupo de cientistas está usando uma mina
de carvão para avaliar experimentalmente um método alternativo para a produção de energia limpa e, assim, oferecer
uma utilização para pequenos depósitos de carvão ou minas exauridas, que são tradicionalmente deixados de lado,
representando passivos ambientais.
Na teoria e no laboratório, a injeção de oxigênio e de vapor no carvão resulta na produção de hidrogênio. No
processo, oxigênio líquido é colocado em um reservatório especial, localizado nas galerias da mina de carvão, onde
se transforma em oxigênio gasoso, começando o processo denominado de gaseificação de carvão.
(www.inovacaotecnologica.com.br. Adaptado.)
17. A passagem do oxigênio líquido para oxigênio gasoso é uma transformação física:
a)
b)
c)
d)
e)
exotérmica, classificada como fusão.
exotérmica, classificada como ebulição.
endotérmica, classificada como liquefação.
endotérmica, classificada como evaporação.
espontânea, classificada como sublimação.
18. O calor de fusão do gelo é de 80cal/g. Qual o tempo mínimo necessário para fundir 500g de gelo a 0ºC, se o gelo
absorve em média 800cal/s?
19. Analise as afirmativas.
I. Calor Sensível é o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas variação de temperatura.
II. Calor latente
atente é o calor trocado por um sistema e que provoca nesse sistema apenas uma mudança de estado
físico.
III. A capacidade térmica de um corpo é a relação constante entre a quantidade de calor recebida e a correspondente
variação de temperatura, sendo a equação
eq
matemática escrita na forma Q = mc(Tf – Ti).
IV. O calor latente de uma mudança de estado de uma substância pura, mede numericamente a quantidade de calor
trocada por uma unidade de massa da substância durante aquela mudança de estado, enquanto sua temperatura
t
permanece constante.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente I é verdadeira.
b) Somente II e IV são verdadeiras.
c) Somente I, II e IV são verdadeiras.
d) Somente II e III são verdadeiras.
e) Somente I, II e III são verdadeiras.
20. Um cubo de gelo dentro de um copo com água resfria o seu conteúdo. Se o cubo tem 10g e o copo com água tem
200ml e suas respectivas temperaturas iniciais são 0Cº e 24Cº, quantos cubos de gelo devem ser colocados para
baixar a temperatura da água para 20Cº?
(Considere que o calor específico da água é ca = 1,0 cal/(g Cº), o calor latente de fusão do gelo L = 80cal/g, e
densidade da água d = 1 g/ml)
21. Considere estas informações:
• a temperaturas muito baixas, a água está sempre na fase sólida;
• aumentando-se
se a pressão, a temperatura de fusão da água diminui.
Assinale a alternativa em que o diagrama de fases pressão versus temperatura para a água está de acordo com
essas informações.
a)
c)
e)
b)
d)
22. Dois corpos idênticos são colocados em um calorímetro e mantidos em contato até atingirem o equilíbrio
termodinâmico a uma temperatura Tf. Sabendo que a temperatura de um dos corpos era 27ºC e que a temperatura
absoluta (em graus
raus K) do outro era o dobro daquela do primeiro, encontre Tf em graus K.
a)
b)
c)
d)
e)
200.
600.
300.
450.
900.
23. Ao nível do mar, a água ferve a 100ºC e congela a 0ºC. Assinale a alternativa que indica o ponto de congelamento e
o ponto de fervura da água,
a, em Guaramiranga, cidade localizada a cerca de 1000m de altitude.
a)
b)
c)
d)
e)
A água congela abaixo de 0ºC e ferve acima de 100ºC.
A água congela acima de 0ºC e ferve acima de 100ºC.
A água congela abaixo de 0ºC e ferve abaixo de 100ºC.
A água congela acima de 0ºC e ferve abaixo de 100ºC.
A água congela a 0ºC e ferve a 100ºC.
24. Pode-se
se atravessar uma barra de gelo usando-se
usando
um fio metálico em
cujas extremidades estão fixos corpos de pesos adequados, sem dividir a
barra em duas partes.
Determine qual o nome do fenômeno que está ocorrendo e explique tal
fato.
25. Certo estudante, em um laboratório de Física, na Inglaterra, realizou uma experiência que envolvia trocas de calor.
Durante uma parte do trabalho, teve de aquecer um corpo de
de massa 1,00kg, constituído de uma liga de alumínio, cujo
calor específico é c = 0,215 cal/(g.ºC). A temperatura do corpo variou de 212ºF até 392ºF.
Considerando que 1 caloria = 4,2 J, a energia térmica recebida por esse corpo foi aproximadamente:
aproximadamente
a)
b)
c)
d)
e)
160kJ
90kJ
40kJ
16kJ
9kJ
26. Um watt é a potência necessária para produzir a energia de um joule em um segundo. Uma caloria é a quantidade
aproximada de energia necessária para elevar em 1,0°C a temperatura de 1,0 grama de água. Um aquecedor elétrico
de potência 1500W e capacidade de 135 litros está totalmente cheio com água à temperatura ambiente (20°C).
Quanto tempo o aquecedor gasta para elevar a temperatura dessa água até 60°C?
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C;
densidade absoluta da água = 1,0 kg/L;
1 caloria = 4 joules.