Caderno
11
Termologia
Conteúdos
Escalas Termométricas, Variação de Temperatura, Calor, Calor Específico e Capacidade Térmica, Calor Sensível, Calor Latente, Equilíbrio Térmico, Processos de Transmissão do Calor (Condução, Convecção Térmica e Radiação Térmica) e Dilatação Térmica.
Publicidade
Do que se Trata?
...
Confira!
O calor pode ser algo agradável e útil, mas, em determinadas circunstâncias, representa um problema. Compreender o calor e o fluxo deste permite construir dispositivos que tornam nossas vidas mais confortáveis. Sobre isso, conforto, do ponto de vista de apoio ao seu estudo que oferecemos neste caderno. Aproveite!
Aqui você encontra exercícios sobre a Termologia (Física Térmica), desde a Termometria, passando pela Calorimetria, Dilatação Térmica, indo até os complementos sobre Mudanças de Estado Físico.
Um Caderno de Teoria
Oi! Este é o nosso Caderno de Teoria deste conteúdo, “Termometria”. Ele foi produzido com o meu auxílio, assim: com as demandas do Marcelo para este conteúdo, produzi uma base, que ele, posteriormente, revisou e complementou. Completo e preciso, espero que lhe seja útil.
Cad,
a IA do Canal
01
A média de temperatura global de 2020 ultrapassou 1,1 °C acima da média pré-industrial, informou Met Office, do Reino Unido. O ano mais quente até então registrado foi 2016, quando o mundo sofreu um forte El Niño. No Brasil, a onda de calor que atingiu a porção central do país em 2020 resultou em temperaturas máximas próximas a 45 °C.
Para divulgação dessa notícia em diferentes meios, essa temperatura máxima, de 45 °C, precisa ser expressa nas escalas Fahrenheit ou em Kelvin. Quais seriam os valores dessa temperatura máxima nessas duas escalas?
Resolução Comentada
Conheça o
Caderno de Exercícios
no Youtube
Clique no ícone e inscreva-se para receber notificações de novos vídeos e de promoções para os inscritos.
Não consegue resolver exercícios de Física? Cabeça quente?
INSCREVA-SE
no canal do
Caderno de Exercícios
02
(ENEM 2021) A escala de temperatura Delisle (°D), inventada no século XVIII pelo astrônomo francês Joseph-Nicholas Delisle, a partir da construção de um termômetro, foi utilizada na Rússia no século XIX. A relação entre as temperaturas na escala Celsius (°C) e na escala Delisle está representada no gráfico pela reta que passa pelos pontos A e B.
Qual é a relação algébrica entre as temperaturas nessas duas escalas?
a) 2D + C = 100.
b) 2D + 3C = 150.
c) 3D + 2C = 300.
d) 2D + 3C = 300.
e) 3D + 2C = 450.
03
(UFGD) Em um dia típico na região Centro-Oeste é comum se observar uma amplitude térmica, diferença entre as temperaturas máxima e mínima de um mesmo dia, de 15° C. O quanto equivale essa mesma amplitude térmica na escala Kelvin e Fahrenheit, respectivamente?
a) 258 K, 59 °F.
b) 288 K, 59 °F.
c) 15 K, 59 °F.
d) 15 K, 27 °F.
e) 15K, 8,3 °F.
04
Uma empresa fabrica uma placa de piso cerâmico, tipo 1, de 500 g de massa e calor específico igual a 0,1 cal/g.°C, que, quando exposta por um tempo ao sol, tem sua temperatura elevada de 30 °C para 50 °C. Para avaliar o comportamento térmico de um novo produto, o piso tipo 2, com a mesma massa de 500 g, este foi colocado ao sol durante o mesmo período de tempo anterior, experimentando uma variação de temperatura de 30 °C para 40 °C. Com esses resultados é possível afirmar que o calor específico do piso tipo 2, em cal/g.°C, é de
a) 0,01.
b) 0,1.
c) 0,2.
d) 0,5.
e) 1.
05
(UFSC) O gráfico abaixo representa a quantidade de calor absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, em função de suas temperaturas.
Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
( ) A capacidade térmica do objeto A é maior que a do objeto B.
( ) A partir do gráfico é possível determinar as capacidades térmicas dos objetos A e B.
( ) Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A é maior que o do objeto B.
( ) A variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto A, por caloria absorvida.
( ) Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor específico será 0,2 cal/g.°C.
06
Analise as afirmações sobre calor latente e mudança de estado físico:
I. Durante a ebulição da água a 100 °C, a temperatura permanece constante enquanto ocorre a mudança de estado.
II. Quanto maior a massa da substância, maior será a quantidade de calor latente necessária para a mudança de estado físico.
III. O calor latente de fusão e o de vaporização possuem sempre o mesmo valor para uma substância.
IV. Sabendo que o calor latente de vaporização da água é de 540 cal/g, uma amostra de 100 g de água necessita de 54 000 cal para vaporizar completamente.
Assinale a alternativa correta:
a) Apenas I e II são verdadeiras.
b) Apenas III e IV são verdadeiras.
c) Apenas I, II e IV são verdadeiras.
d) Apenas II, III e IV são verdadeiras.
e) I, II, III e IV são verdadeiras.
07
No gráfico, supondo que a fonte forneceu calor, a potência constante, a uma massa de 50 g de água, está representada a variação da temperatura desta em função do tempo, desde o tempo t = 0 até t = 12 min.
Considerando o calor específico da água no estado líquido, c = 1,0 cal/g°.C, analise o gráfico e avalie as afirmações:
I. No primeiro minuto, não ocorreu absorção de calor;
II. São necessárias 5000 calorias para elevar a temperatura da massa de água, no segundo trecho, entre os instantes t = 1 e t = 3 min;
III. No instante t = 2 min, a massa de água se encontra no estado gasoso;
IV. De 0 a 12 minutos, ocorreram três transições de fase.
Assim, diante do apresentado, é correto o que se afirma em
a) II, apenas.
b) I e III, apenas.
c) II e IV, apenas.
d) I, II e IV, apenas.
e) I, II, III, IV.
08
(Unicamp-SP) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30 °C, misturando água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100 litros de água fria a 20 °C. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de calor da água, pergunta-se:
a) Quantos litros de água quente, a 50 °C, ele deve colocar na banheira?
b) Se a vazão da torneira de água quente é de 0,20 litros/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta?
(Considere o calor específico da água = 1 cal/g.°C e sua densidade = 1 kg/l)
09
Quero resfriar um copo com 200 ml de refrigerante (massa de 200 g, calor específico c = 1 cal/g.°C) inicialmente a 20 °C. Para tanto disponho de cubos de gelo de 25 g cada, a 0 °C (Lf = 80 cal/g). O copo é considerado como um calorímetro ideal.
Considere as três situações experimentais:
Situação I: Adição de 1 cubo de gelo.
Situação II: Adição de 2 cubos de gelo.
Situação III: Adição de 3 cubos de gelo.
Com base nos princípios da calorimetria, assinale a alternativa que descreve corretamente o estado final do sistema:
a) Na Situação I, o gelo derrete completamente e a temperatura final de equilíbrio é de 0 °C, restando 225 g de líquido no copo.
b) Na Situação II, o calor cedido pelo refrigerante é exatamente igual ao calor necessário para a fusão total do gelo, resultando em equilíbrio a 0 °C com apenas líquido no copo.
c) Na Situação III, o equilíbrio ocorre a 0 °C, restando uma mistura bifásica contendo 225 g de refrigerante/água líquida e 50 g de gelo não fundido.
d) Em todas as situações (I, II e III), a temperatura final de equilíbrio será de 0 °C, variando apenas a massa de gelo restante.
e) Na Situação II, a temperatura final será de 10 °C, pois a massa de gelo (50 g) é insuficiente para baixar a temperatura do refrigerante até o ponto de fusão.
10
A seguir são feitas três afirmações sobre a transmissão de calor por condução.
I. Caracteriza-se pela transmissão de calor de partícula a partícula em razão da diferença de temperatura.
II. Pode ser reduzida diminuindo a área de contato entre os corpos envolvidos na transmissão do calor.
III. O concreto aparenta estar mais ‘frio’ que a madeira, para uma pessoa que anda descalça por uma sala cujo piso é constituído por esses dois materiais, pois o concreto possui maior condutibilidade térmica que a madeira.
Assim, é correto o que se afirma em
a) I, apenas.
b) I e III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
11
A seguir são feitas três afirmações sobre a transmissão de calor por convecção.
I. Processo de transferência de calor que ocorre nos fluidos, líquidos e gases.
II. Devido à diferença de densidade, o calor é transferido pelo transporte de matéria no interior de um fluido.
III. Transportado em forma de radiação que se propaga até encontrar matéria, que poderá absorvê-lo.
Assim, é correto o que se afirma em
a) I, apenas.
b) I e III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
12
Sobre a propagação de calor por radiação térmica, são feitas as seguintes afirmações:
I. A energia térmica vinda do sol, transmitida por radiação, atinge a Terra após atravessar o espaço vazio, pois ocorre através de ondas eletromagnéticas.
II. Qualquer corpo que tenha temperatura acima do zero kelvin, emite radiações eletromagnéticas.
III. De todo o espectro eletromagnético, experimentamos a sensação de calor quando radiações ultravioletas, as ondas de calor, atingem a nossa pele.
IV. Conforme a frequência da radiação emitida pelo corpo com maior intensidade é possível, com um termômetro específico, um termógrafo, determinar a temperatura do corpo.
Assim, diante do apresentado, é correto o que se afirma em
a) II, apenas.
b) I e III, apenas.
c) II e IV, apenas.
d) I, II e IV, apenas.
e) I, II, III, IV.
-5
-1
13
Ao sofrer uma variação de temperatura de 20 °C para 40 °C, uma ponte de concreto, cujo coeficiente de dilatação linear é de 1,2.10 °C , com 500 m de comprimento, sofre uma dilatação em seu comprimento comparável às dimensões de um(a):
a) molécula de água (≈ 1,2.10 m).
b) formiga (≈ 0,6 cm).
c) prego grande (≈ 12 cm).
d) pessoa (≈ 1,2 m).
e) carro (≈ 3,6 m).
-10
14
(UFMT) Uma peça retangular maciça de alumínio encaixa-se perfeitamente em um buraco feito em outra chapa de alumínio. Analise as afirmativas e marque como resposta a INCORRETA.
a) Se somente a chapa for aquecida, a peça se encaixará com folga no buraco da chapa.
b) Se somente a chapa for resfriada, a peça passará a não se encaixar no buraco da chapa.
c) Se somente a peça for resfriada, então ela passará a se encaixar com folga no buraco da chapa.
d) Se somente a peça for aquecida, então ela passará a não se encaixar no buraco da chapa.
e) Se a peça e a chapa forem aquecidas até uma mesma temperatura, a peça passará a não se encaixar perfeitamente no buraco da chapa.
15
Uma chapa metálica com 10.000 cm2 de superfície a 25 °C, tem essa área aumentada em 4 cm2 quando sua temperatura é elevada para 45 °C. Dessa forma, um reservatório com uma capacidade de 1.000.000 cm3 (1000 litros ou 1 m3), de mesmo material, ao sofrer essa mesma variação de temperatura tem sua capacidade, em cm3, aumentada em:
a) 6.
b) 12.
c) 200.
d) 600.
e) 1200.
16
Um tanque metálico de um veículo está completamente cheio de etanol, um volume de 50 litros, a 15 °C. Ao meio-dia o conjunto, tanque e combustível, se encontra a uma temperatura de 35 °C, quando é percebido uma transbordamento do líquido. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação do etanol é de 0,0011 °C-1 e que o coeficiente de dilatação linear do metal que constitui o tanque é de 0,0002 °C-1, qual a quantidade de etanol que transbordou do tanque?
( Conheça a relação que pode ajudar a resolver essa questão em https://youtu.be/TMS1uZxETFI)
Playlist
Assista a todos os vídeos deste caderno, na sequência, para sua revisão do conteúdo.
Um presente para você
'While you wait, God works'
Gosto muito desta passagem, me traz esperança em momentos de cansaço.
Entendo aqui o termo 'wait' não como descanso mas como espera: sigo esperando, enquanto o Senhor trabalha, vou me preparando.
Em uma interpretação livre do pensamento grego, aguardo o encontro da virtude, a capacidade de conquistar, com a fortuna, ocasião em que as coisas que estão suscetíveis e favoráveis.
Sendo assim, que Deus te abençoe com muita fortuna para você.
Mais uma ajuda para continuar seus estudos
Ficha Resumo
Isso! Uma ficha com o resumo do conteúdo, e com as principais equações, deste caderno.
Bom para uma consulta rápida durante a aula, quando estuda ou ainda às vésperas da prova.
Funciona assim: Inscreva-se no canal do Caderno no Youtube e a seguir solicite a sua ficha resumo pelo formulário de contato no final desta página, com a mensagem: 'Quero a ficha resumo do Caderno 11'.
Enviamos no seu email.
Respostas
01. 113 °F e 318 K.
02. Letra D.
03. Letra D.
04. Letra C.
05. C, C, E, C, C.
06. Letra C.
07, Letra A.
08. a) 50 litros; b) 250 s.
09. Letra B.
10. Letra E.
11. Letra C.
12. Letra D.
13. Letra C.
14. Letra E.
15. Letra D.
16. 0,5 litro.