Escalas Termométricas

Exercícios propostos:

1. (PUC-SP) – Na escala Fahrenheit, em condições normais de pressão, a água ferve na temperatura de:
a) 80°F
b) 100°F
c) 148°F
d) 212°F
e) 480°F

2. (UNIMEP-SP) – Numa das regiões mais frias do mundo, um termômetro indica –76°F. Qual será o valor dessa temperatura na escala Celsius?
a) –60°C
b) –76°C
c) –50,4°C
d) –103°C
e) +76°C

A temperatura equivalente a 25°C na escala Fahrenheit é dada por:
a) 73°F
b) 75°F
c) 77°F
d) 80°F
e) 85°F

4. (CESGRANRIO) – Recentemente foram desenvolvidos novos materiais cerâmicos que se tornam supercondutores a temperaturas relativamente elevadas, da ordem de 92 K. Na escala Celsius, essa temperatura equivale a:
a) –181°C
b) 29°C
c) 365°C
d) –92°C
e) 273°C


5. (MED.SANTOS) – A diferença de temperatura de 100°C equivale a:
a) 112°F
b) 132°F
c) 150°F
d) 180°F
e) 212°F


6. (FEI-SP) – Dois termômetros, um em escala Celsius e outro em escala Fahrenheit, medem a temperatura de um mesmo corpo. Ambos apresentam a mesma leitura.
A temperatura do corpo é:
a) –32
b) –40
c) zero
d) 80
e) 100


7. (MACKENZIE-SP) – A indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excede em 2 unidades o dobro da correspondente indicação na escala Celsius.
Esta temperatura é:
a) 50°C
b) 100°C
c) 150°C
d) 170°C
e) 1300°C


8. (MACKENZIE-SP) – Em dois termômetros distintos, a escala termométrica utilizada é a Celsius, porém um deles está com defeito. Enquanto o termômetro A assinala 74°C, o termômetro B assinala 70°C e quando o termômetro A assinala 22°C, o B assinala 20°C. Apesar disto, ambos possuem uma temperatura em que o valor medido é idêntico. Este valor corresponde, na escala Kelvin, a:
a) 293K
b) 273K
c) 253K
d) 243K
e) 223K


9. (MACKENZIE-SP) – Um turista brasileiro sente-se mal durante a viagem e é levado inconsciente a um hospital. Após recuperar os sentidos, sem saber em que local estava, é informado de que a temperatura de seu corpo atingira 104 graus, mas que já “caíra” de 5,4 graus. Passado o susto, percebeu que a escala termométrica utilizada era a Fahrenheit. Desta forma, na escala Celsius, a queda de temperatura de seu corpo foi de:
a) 1,8°C
b) 3,0°C
c) 5,4°C
d) 6,0°C
e) 10,8°C


Calor

Capacidade térmica

Calor específico sensível

Exercícios propostos:

1. (FATEC-SP)– Calor é a energia que se transfere de um corpo para outro em determinada condição. Para esta transferência de energia, é necessário que:
a) entre os corpos exista vácuo.
b) entre os corpos exista contato mecânico rígido.
c) entre os corpos exista ar ou um gás qualquer.
d) entre os corpos exista uma diferença de temperatura.
e) entre os corpos exista um meio material.


2. (FATEC-SP)– Um sistema, A, está em equilíbrio térmico com outro, B, e este não está em equilíbrio térmico com um terceiro, C.
Então podemos dizer que:
a) os sistemas A e B possuem a mesma quantidade de calor.
b) a temperatura de A é diferente da de B.
c) os sistemas A e B possuem a mesma temperatura.
d) a temperatura de B é diferente da de C, mas C pode ter temperatura igual à do sistema A.


3. (UNESP)– Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível. Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será:
a) a água.
b) o petróleo.
c) a glicerina.
d) o leite.
e) o mercúrio.
Líquido: Calor específico sensível: J/g°C
Água 4,19
Petróleo 2,09
Glicerina 2,43
Leite 3,93
Mercúrio 0,14

4. A quantidade de calor necessária para provocar a variação de temperatura de 10°C em um corpo de massa 100g e calor específico sensível igual a 1,2 cal/g°C, sem que ocorra mudança de estado, é igual a:
a) 1,2 . 103cal
b) 1,5 . 103cal
c) 1,8 . 103cal
d) 2,0 . 103cal
e) 2,2 . 103cal


6. (PUC) – Um bloco de metal tem uma capacidade térmica de 10cal/°C. Qual a quantidade de calor liberada por esse bloco, quando sofrer um abaixa mento de temperatura de 25°C para 20°C?
a) 2,0 cal
b) 50 cal
c) 200 cal
d) 225 cal
e) 250 cal


7. Um líquido cuja massa é igual a 250g é aquecido de –20°C a 40°C sem sofrer mudança de estado. Sabendo-se que seu calor específico sensível é igual a 0,30 cal/g°C, o tempo necessário para este aquecimento, através de uma fonte térmica de potência constante e igual a 90 calorias por minuto, será igual a:
a) 20min
b) 30min
c) 40min
d) 50min
e) 60min


8. (FUVEST-SP) – Um recipiente de vidro de 500g, de calor específico 0,20 cal/g°C, contém 500g de água cujo calor específico sensível é 1,0 cal/g°C. O sistema encontra-se isolado e em equilíbrio térmico. Quando recebe uma certa quantidade de calor, o sistema tem sua temperatura elevada.
Determine:
a) a razão entre a quantidade de calor absorvida pela água e a recebida pelo vidro;
b) a quantidade de calor absorvida pelo sistema para uma elevação de 1,0°C em sua temperatura.


9. (UERJ)– Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros de ar a 20°C, expelindo-os a 37°C. Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam, respectivamente, iguais a 0,24 cal . g-1 . °C-1 e 1,2 g / L-1.
Nessas condições, a energia mínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, durante 24 horas, é aproximadamente igual a:
a) 15,4
b) 35,6
c) 56,4
d) 75,5


10. (FCC-2010) – Uma estufa é iluminada por duas lâmpadas, incandescentes, de 75W cada uma, colocadas no seu interior. A porcentagem de energia convertida em calor é de 90%. Durante uma hora, a quantidade de calor transferido à estufa é, em joules:
a) 4,9 . 105
b) 3,6 . 105
c) 2,1 . 105
d) 7,2 . 105
e) 3,0 . 105


Balanço Energético

Exercícios propostos:

1. (FUVEST-SP) – Misturam-se 200g de água a 0°C com 250g de um determinado líquido a 40°C, obtendo-se o equilíbrio térmico a 20°C. Qual o calor específico sensível do líquido, em cal/g°C? (calor específico sensível da água: 1,0 cal/g°C; desprezam-se trocas de calor com outros sistemas).
a) 0,25
b) 0,50
c) 0,80
d) 1,00
e) 1,25


2. (FATEC-SP) – Em 200g de água a 20°C mergulha-se um bloco metálico de 400g, a 50°C. O equilíbrio térmico entre esses dois corpos ocorre a 30°C. O calor específico sensível do metal é, em cal/g°C:
a) 8,0
b) 4,0
c) 2,0
d) 0,50
e) 0,25
Obs.: adote o calor específico sensível da água como sendo igual a 1,0cal/g°C.

3. A tabela fornece os valores de massa, calor específico sensível e temperatura de três corpos, A, B e C, respectivamente. Supondo que estes corpos são colocados num sistema isolado, qual é a temperatura de equilíbrio?
Corpo massa(g) c (cal/g°C) q inicial (°C)
A 100,0 1,0 40
B 200,0 2,0 50
C 500,0 0,1 70


4. Dois recipientes, A e B, iguais, estão cheios com água. O recipiente A e seu conteúdo estão à mesma temperatura de 60°C, e o recipiente B e seu conteúdo estão à temperatura de 80°C.
Supondo que os conteúdos de A e B sejam misturados, sem que haja trocas de calor com o meio externo, a temperatura de equilíbrio será de:
a) 60°C
b) 70°C
c) 80°C
d) 100°C
e) 101°C


5. (MACKENZIE-SP) – Um cliente num restaurante solicita ao garçom dois refrigerantes idênticos, porém um “gelado” e outro “sem gelo”. O “gelado” estava a 5°C e o “sem gelo” a 35°C. Quando o cliente misturou 1/3 de copo do refrigerante “gelado” com refrigerante “sem gelo”, preenchendo-o todo, ele obteve refrigerante a:
(Despreze a capacidade térmica do copo e as perdas de calor)
a) 13,3°C
b) 17,5°C
c) 20°C
d) 25°C
e) 30°C


6. (UNESP) – Uma zelosa “mãe de primeira viagem” precisa preparar o banho do recém-nascido, mas não tem termômetro. Seu pediatra disse que a temperatura ideal para o banho é de 38°C. Ela mora à beira-mar e acabou de ouvir, pelo rádio, que a temperatura ambiente é 32°C.
Como boa estudante de Física, resolve misturar água fervente com água à temperatura ambiente para obter a temperatura desejada. a) Enuncie o princípio físico em que se baseia o seu procedimento.
b) Suponha que ela dispõe de uma banheira com 10 litros de água à temperatura ambiente. Calcule qual é, aproximadamente, o volume de água fervente que ela deve misturar à água da banheira para obter a temperatura ideal. Admita desprezível o calor absorvido pela banheira e que a água não transborde.
(Obs.: Suponha que o sistema seja adiabático)

Leis da mudança de estado da substância pura sob pressão constante

Calor específico latente da substância pura

Exercícios propostos:

1. (PUC) – Ao fornecermos calor continuamente a uma substância inicialmente no estado sólido, sob pressão constante, obtemos o gráfico representado a seguir.



Referente aos trechos assinalados, pode-se afirmar que:
a) AB representa o aquecimento da substância no es tado sólido.
b) BC representa o aquecimento da substância no estado líquido.
c) CD representa o aquecimento da substância no estado de vapor.
d) DE representa o ponto de fusão da substância.
e) EF representa o ponto de vaporização da substância.


2. (UFBA) – O aquecimento de uma amostra m de água da fase sólida a –20°C para a fase líquida a +20°C é demonstrado no gráfico abaixo:



Sendo o calor específico latente de fusão do gelo L = 80 cal/g, calcule m, em gramas.

3. (FUVEST-SP) – Aquecendo-se 30g de uma substância à razão constante de 30 cal/min, dentro de um recipiente bem isolado, sua temperatura varia com o tempo de acordo com a figura.



A 40°C ocorre uma transição entre duas fases distintas.
a) Qual o calor latente de mudança de estado?
b) Qual o calor específico entre 70°C e 80°C?


4. (UNIP)– O calor específico latente de fusão do gelo é de 80 cal/g. Para fundir uma massa de gelo de 80 g, sem variação de temperatura, a quantidade de calor latente necessária é de:
a) 1,0 cal
b) 6,4 cal
c) 1,0 kcal
d) 64 kcal
e) 6,4 . 103 cal


5. (UNISA-SP) – Têm-se 20 gramas de gelo a –20°C. A quantidade de calor que se deve fornecer ao gelo para que ele se transforme em 20 gramas de água a 40°C é:
Dados: calor específico sensível do gelo: 0,5 cal/g°C; calor específico sensível da água: 1 cal/g°C; calor específico latente de fusão do gelo: 80 cal/g.
a) 1200 cal.
b) 1000 cal.
c) 2600 cal.
d) 3000 cal.
e) 5000 cal.


6. (FUVEST-SP)– Dispondo-se de uma quantidade de calor de 6000 cal e observando-se os dados da tabela, podemos garantir que conseguiremos transformar 10g de gelo a –20°C em:
a) vapor de água.
b) uma mistura de vapor e água.
c) uma mistura de gelo e água.
d) água a 50°C.
e) água a 80°C.
Dados: calor específico sensível do gelo: 0,5 cal/g°C; calor específico sensível da água: 1,0 cal/g°C; calor específico latente de fusão do gelo: 80 cal/g; calor específico latente de vaporização da água: 540 cal/g.

Mudanças de Estado II

Exercícios propostos:

1. (MACKENZIE-SP) – A quantidade de calor necessária para que uma unidade de massa de uma substância mude de estado de agregação molecular é chamada Calor Latente de Transformação. No caso da fusão, temos o calor latente de fusão (Lf) e, no caso da solidificação, temos o calor latente de solidificação (Ls). Considerando uma certa substância, sempre num mesmo ambiente, podemos afirmar que:
a) Lf >Ls
b) Ls >Lf
c) Ls = Lf
d) Lf = 2.Ls
e) Ls = –Lf


2. (UFMA) – Temos 50g de gelo a 0°C. Que quantidade de calor devemos fornecer à massa de gelo para obter 50g de água a 10°C?
(Dados: Lf= 80 cal/g; calor específico sensível da água = 1 cal/g°C).
a) 40000 cal
b) 40500 cal
c) 4500 cal
d) 4000 cal


3. (MACKENZIE-SP)– Sob pressão normal, 100g de gelo a –20°C recebem 10 000 calorias. A temperatura da água obtida é:
(Dados: cgelo = 0,50 cal/g°C; cágua = 1,0 cal/g°C; Lfgelo = 80 cal/g)
a) 0°C
b) 10°C
c) 20°C
d) 50°C
e) 100°C


4. (UNISA-SP)– Num calorímetro de capacidade térmica desprezível, foram colocados 200g de água à temperatura de 60°C juntamente com certa quantidade de gelo a 0°C.
O equilíbrio térmico foi atingido a 20°C. Qual era a quantidade de gelo?

Transmissão de calor por condução

Fluxo de calor por condução

Convecção

Radiação

Efeito estufa

Garrafa térmica

Equação de Clapeyron

Transformação isocórica

Transformação isobárica

Transformação isotérmica

Exercícios propostos:

1. Num recipiente de volume igual a 41 litros, acham-se 5,0 mols de um gás perfeito à temperatura de 300K. Determine a pressão do gás nestas condições.



2. (CESGRANRIO)– No Sistema Internacional de Unidades (SI), a constante universal dos gases perfeitos (R) é expressa em:
b) cal(g.°C)
c) J/(kg . K)
d) J/(K . mol)
e) J/kg


3. Quatro mols de um gás ideal encontram-se aprisionados num recipiente de paredes indeformáveis. Qual o volume desse recipiente, sabendo-se que a –23°C a pressão exercida pelo gás é 8,2 atm?



4. (UNISA) – Um volume de 8,2 litros é ocupado por 64g de gás oxigênio, à temperatura de 27°C. Qual é a pressão no interior do recipiente? Considere o oxigênio um gás perfeito.



5. Num recipiente hermeticamente fechado, de volume igual a 41 litros, são aprisionados 5 mols de um gás perfeito.
Qual a temperatura Celsius desse gás, se a pressão exercida por ele é equivalente a 3 atm?



6. (PUC)– 5,0 mols de um gás perfeito estão contidos num recipiente de volume constante 8,0 . Se o gás se encontra numa temperatura de 127°C, podemos afirmar que a pressão a que o gás está submetido será aproximadamente:



a) 6,0 atm
b) 12 atm
c) 18 atm
d) 21 atm
e) 24 atm


7. (FUVEST-SP) – Um congelador doméstico (“freezer”) está regulado para manter a temperatura de seu interior a –18°C. Sendo a temperatura ambiente igual a 27°C (ou seja, 300 K), o congelador é aberto e, pouco depois, fechado novamente. Suponha que o “freezer” tenha boa vedação e que tenha ficado aberto o tempo necessário para o ar em seu interior ser trocado por ar ambiente.
Quando a temperatura do ar no “freezer” voltar a atingir –18°C, a pressão em seu interior será:
a) cerca de 150% da pressão atmosférica.
b) cerca de 118% da pressão atmosférica.
c) igual à pressão atmosférica.
d) cerca de 85% da pressão atmosférica.
e) cerca de 67% da pressão atmosférica.


8. (FUVEST-SP) – Uma bola de futebol impermeável e murcha é colocada sob uma campânula, num ambiente hermeticamente fechado. A seguir, extrai-se lentamente o ar da campânula até que a bola acabe por readquirir sua forma esférica. Ao longo do processo, a temperatura é mantida constante. Ao final do processo, tratando-se o ar como um gás perfeito, podemos afirmar que:
a) a pressão do ar dentro da bola diminuiu.
b) a pressão do ar dentro da bola aumentou.
c) a pressão do ar dentro da bola não mudou.
d) o peso do ar dentro da bola diminuiu.
e) a densidade do ar dentro da bola aumentou.


9. (MACKENZIE-SP) – Certa massa de um gás ideal sofre uma transformação na qual a sua temperatura em graus celsius é duplicada, a sua pressão é triplicada e seu volume é reduzido à metade. A temperatura do gás no seu estado inicial era de:
a) 127 K
b) 227 K
c) 273 K
d) 546 K
e) 818 K


10. (MACKENZIE-SP) – Um gás perfeito no estado A tem pressão de 2,0 atm, volume de 3,0 litros e temperatura de 27°C. Esse gás sofre uma transformação isobárica, indo para o estado B, e, após sofrer uma transformação isotérmica, atinge o estado C, no qual sua pressão é 4,0 atm, seu volume é 2,0 litros e sua temperatura é 127°C.
O volume do gás no estado B é:
a) 2,0 litros
b) 3,0 litros
c) 4,0 litros
d) 5,0 litros
e) 6,0 litros


11. (MACKENZIE-SP) – Um gás perfeito a 27°C e a certa pressão ocupa o volume de 600cm3.
Duplicando a pressão e a temperatura em °C, o volume dessa massa gasosa passa a ser:
a) 600cm3
b) 427cm3
c) 372cm3
d) 327cm3
e) 173cm3


12. (FUVEST-SP) – O cilindro da figura abaixo é fechado por um êmbolo que pode deslizar sem atrito e está preenchido por uma certa quantidade de gás que pode ser considerado como ideal. À temperatura de 30°C, a altura h na qual o êmbolo se encontra em equilíbrio vale 20cm (ver figura; h se refere à superfície inferior do êmbolo).



Se, mantidas as demais características do sistema, a temperatura passar a ser 60°C, o valor de h variará de, aproximadamente:
a) 5%
b) 10%
c) 20%
d) 50%
e) 100%


13. (UCSAL-BA)– Uma dada massa de gás perfeito ocupa um volume de 18,0 cm3, sob pressão de 2,00 atm e temperatura de 27,0°C.
Após sofrer uma transformação isométrica, sua pressão passa a 6,00 atm, enquanto sua temperatura, em °C, passa a:
a) 54,0
b) 81,0
c) 108
d) 162
e) 627


14. Uma amostra de gás perfeito ocupa um recipiente de 10,0 litros à pressão de 1,5 atm. Essa amostra foi transferida para outro recipiente de 15,0 litros, mantendo a mesma temperatura. A nova pressão dessa amostra de gás, em atmosferas, é igual a:
a) 0,60
b) 1,0
c) 1,5
d) 10,0
e) 22,5


16. (UNICAMP-SP)– Um cilindro de 2,0 litros é dividido em duas partes por uma parede móvel fina, conforme o esquema abaixo. O lado esquerdo do cilindro contém 1,0 mol de um gás ideal. O outro lado contém 2,0 mols do mesmo gás. O conjunto está à temperatura de 300K.
Adote R = 0,080atm . /mol.K.



a) Qual será o volume do lado esquerdo quando a parede móvel estiver equilibrada?
b) Qual é a pressão nos dois lados, na situação de equilíbrio?

Trabalho mecânico em uma transformação gasosa

Energia interna do gás ideal

Transformação isobárica

Transformação isovolumétrica

Transformação isotérmica

Transformação adiabática

Transformação cíclica

Exercícios propostos:

1. (FATEC) – Haverá trabalho realizado sempre que uma massa gasosa:
a) sofrer variação em sua pressão.
b) sofrer variação em seu volume.
c) sofrer variação em sua temperatura.
d) receber calor de fonte externa.
e) sofrer variação de energia interna.


2. (FUVEST-SP)– A figura a seguir é o gráfico da expansão de um gás perfeito à temperatura constante.
Qual das afirmações é verdadeira?
a) A curva do gráfico é uma isobárica.
b) A área sombreada do gráfico representa o trabalho realizado pelo gás ao se expandir.
c) A área sombreada do gráfico representa o trabalho realizado por um agente sobre o gás para se expandir.
d) A curva do gráfico é uma isocórica.
e) A temperatura varia ao longo da curva.



3. (FATEC-SP)– Um gás ideal, inicialmente no estado A (PA = 1,0 x 105N/m2); VA = 2,0 x 10-3m3; TA = 300K), sofre uma transformação isobárica até o estado B (PB; VB; TB = 600K).
Essa transformação está representada no gráfico pressão x volume abaixo.



Quanto vale o trabalho realizado pelo gás na expansão de A para B?

4. (FEI-SP)– Uma amostra de gás perfeito é levada do estado A ao estado C, segundo a transformação ABC, conforme indica o diagrama.
O trabalho realizado pelo gás durante a transformação é:



a) 3,0 . 104J
b) 4,5 . 104J
c) 7,5 . 104J
d) 10,5 . 104J
e) 12 . 104J


5. (FATEC-SP)– Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCA representado abaixo.



O trabalho realizado pelo sistema no ciclo vale, em joules:
a) 2,5 x 105
b) 4,0 x 105
c) 3,0 x 105
d) 5,0 x 105
e) 2,0 x 105


6. (FGV)– Pode-se afirmar que máquina térmica é toda máquina capaz de transformar calor em trabalho.
Qual dos dispositivos abaixo pode ser considerado uma máquina térmica?
a) motor a gasolina
b) motor elétrico
c) chuveiro elétrico
d) alavanca
e) sarrilho


7.(UFBA) – As expressões abaixo se referem às propriedades das transformações termodinâmicas, relacionando Q (quantidade de calor recebida pelo sistema), (trabalho realizado pelo sistema) e ΔU (variação de energia interna):



Relacione cada transformação a uma das alternativas:
Transformação isométrica.
Transformação adiabática.
Transformação isobárica.
Transformação isotérmica.


Transformação adiabática.

Transformação isobárica.

Transformação isotérmica.

8. (FATEC) – Uma fonte térmica cede 100J de calor a um sistema, ao mesmo tempo em que ele realiza um trabalho mecânico de 20J. Durante esse processo, não ocorrem outras trocas de energia com o meio externo. A variação da energia interna do sistema, medida em joules, é igual a:
a) zero
b) 20
c) 80
d) 100
e) 120

9. (FM-POUSO ALEGRE) – Um gás, mantido a volume constante, recebe 240J de calor do meio ambiente. O trabalho realizado pelo gás e sua variação da energia interna serão, respectivamente:
a) 240J e zero
b) zero e 240J
c) 120J e 120J
d) zero e 120J
e) –240J e 240J