Questões de Física - Termologia - Termodinâmica - 1a Lei da Termodinâmica

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a g = 10,0 m/s², 1 kcal = 4,2 kJ, calor específico da água igual a 1 cal/g°C, calor específico do alumínio igual a 0,91 J/g°C, calor latente de fusão da água L_F = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água L_v = 540 cal/g, índice de refração do ar n_ar = 1,0, o número π = 3, e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK⁻¹ mol⁻¹.

Uma barra de 500g de rapadura de cana-de-açúcar contém 50kcal por cada 40g (uma fatia). Considere a tabela de atividades diárias a seguir:

Disponível em: https://www.centralnacionalunimed.com.br/web/guest/ viver-bem/saude-em-pauta/atividades-x-calorias (valores em kcal). Acesso em: 24 jul. 2024.

 

Uma mulher adulta, pesando 60kg, ao ingerir 4 fatias desta rapadura, terá energia para realizar algumas atividades descritas na tabela. Ela terá energia para 30 minutos de

Uma amostra de gás ideal está confinada em um cilindro com um pistão móvel, conforme Figura.

FIGURA

O gás realiza um processo termodinâmico em duas etapas.

Na primeira etapa, o gás recebe 500J de calor de uma fonte externa, mantendo-se a pressão constante. Como resultado, o volume do gás aumenta, e o trabalho realizado pelo gás sobre o pistão é de 200J.

Na segunda etapa, o gás sofre uma compressão adiabática, de modo que todo o trabalho realizado sobre o gás durante a compressão é de 300J.

Com base nas informações fornecidas, analise e calcule as proposições.

I. A variação de energia interna do gás ao final da primeira etapa.
II. A variação total de energia interna do gás após as duas etapas.
III. A quantidade total de calor trocada com o ambiente durante todo o processo, sequencialmente.

 

Assinale a alternativa que contém as quantidades solicitadas nas proposições, sequencialmente.

Um dado objeto de massa constante 𝒎 = 𝟑𝟎𝟎 g está a uma temperatura 𝑻_𝟎 = 𝟑𝟎 ºC. Seu calor específico vale 𝒄 = 𝟎, 𝟒 J/g.ºC. Esse objeto passa por um processo termodinâmico que retira uma dada quantidade de calor 𝑸, de modo que o objeto chega à temperatura 𝑻 = 𝟏𝟎 ºC sem sofrer mudanças de estado físico. Em todo esse processo, seu calor específico é considerado constante.

 

Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da quantidade de calor 𝑸 retirada do objeto durante o processo.

Em uma tarde, você decide preparar um chá. Para isso, enche uma chaleira com água e a coloca sobre o fogão. Ao acender o fogo, você observa o vapor subindo da chaleira e se pergunta sobre as transformações que estão ocorrendo. Nesse momento, a entalpia, uma grandeza termodinâmica fundamental, entra em cena.

 

Ao encontro disso, qual das seguintes afirmações melhor descreve a relação entre a entalpia e o processo de aquecimento da água para preparar o chá gelado?

O copo Stanley (copo térmico) consiste em um dispositivo muito comum que pode ilustrar princípios fundamentais da física relacionados à transferência de calor e isolamento térmico. Ele é famoso pelo fato de funcionar como um bom isolante térmico mantendo as bebidas quentes ou frias por longos períodos de tempo. Sobre as propriedades térmicas do copo Stanley são feitas as seguintes afirmações:

 

I. Suas paredes duplas separadas por vácuo ajudam a evitar trocas de calor entre o líquido contido no copo e o meio externo.

II. A corrente de convecção tende a se estabelecer mais facilmente quando o copo contém líquido gelado, sendo necessário o uso de tampa para evitá-la.

III. A superfície interna do copo Stanley é construída com um material que tende a evitar trocas de calor ou irradiação térmica.

 

É correto o que se afirma somente em

    Durante um processo de usinagem, três lingotes metálicos, um de alumínio, um de aço e um de cobre, são produzidos em diferentes temperaturas, indicadas na figura 1, e deixados sobre uma mesa para resfriar. Passado certo período, as temperaturas dos lingotes são aferidas e anotadas novamente, conforme a figura 2.

Considere que os lingotes de alumínio, aço e cobre possuem a mesma capacidade térmica, C, e que perderam, respectivamente, as quantidades de calor ΔQ_al, ΔQ_aço e ΔQ_cu, durante o processo de resfriamento.

 

Sabendo que a quantidade de calor perdida pelos lingotes pode ser obtida pela fórmula ΔQ = C × ΔT, em que ΔT é a variação de temperatura, afirma-se que, em módulo: