ENEM33

Física Térmica

Termodinâmica

01- (ENEM-MEC)

O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados a seguir.

A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve

a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.

b) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.

c) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela.

d) à quantidade de vapor que esta sendo liberada pela válvula.

e) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns.

02- (ENEM-MEC)

Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor

pela válvula,de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento

a) será maior porque a panela "esfria".

b) será menor, pois diminui a perda de água.

c) será maior, pois a pressão diminui.

d) será maior, pois a evaporação diminui.

e) não será alterado, pois a temperatura não varia.

03-(ENEM-MEC)

Nas discussões sobre a existência de vida fora da Terra, Marte tem sido um forte candidato a hospedar vida.

No entanto, há ainda uma enorme variação de critérios e considerações sobre a habitabilidade de Marte, especialmente no que diz respeito à existência ou não de água líquida.

Alguns dados comparativos entre a Terra e Marte estão apresentados na tabela.

Com base nesses dados, é possível afirmar que, dentre os fatores abaixo, aquele mais adverso à existência de água líquida em Marte é sua

a) grande distância ao Sol.

b) massa pequena.

c) aceleração da gravidade pequena.

d) atmosfera rica em CO.

e) temperatura média muito baixa.

04-(ENEM-MEC)

Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100°C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:

• Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.

• Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.

• Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.

Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento

a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa.

b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa.

c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água.

d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água.

e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.

05-(ENEM-MEC)

No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de biomassa, cuja

energia é convertida em movimento de veículos. Para esses combustíveis, a transformação de energia química em energia mecânica acontece

a) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor.

b) nos eixos, que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo.

c) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho.

d) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás.

e) na carburação, com a difusão do combustível no ar.

06-(ENEM-MEC)

A refrigeração e o congelamento de alimentos são responsáveis por uma parte significativa do

consumo de energia elétrica numa residência típica.

Para diminuir as perdas térmicas de uma geladeira, podem ser tomados alguns cuidados operacionais:

I. Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando espaços vazios entre eles, para que ocorra a circulação do ar frio para baixo e do quente para cima.

II. Manter as paredes do congelador com camada bem espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo aumente a troca de calor no congelador

III. Limpar o radiador ("grade" na parte de trás) periodicamente, para que a gordura e o poeira que nele se depositam não reduzam a transferência de calor para o ambiente.

Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas,

a) a operação I

b) a operação II.

c) as operações I e II.

d) as operações I e III.

e) as operações II e III.

Exercícios com características de ENEM

07-(FGV-SP)

Dentre as transformações realizadas por um gás ideal, é certo que:

a) não há variação da energia interna nas transformações isobáricas.

b) a temperatura se mantém constante, tanto nas transformações isotérmicas quanto nas isométricas.

c) nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o gás e o recipiente que o contém.

d) não há realização de trabalho nas transformações isotérmicas, uma vez que nelas o volume não varia.

e) tanto a pressão quanto o volume do gás se mantêm constantes nas transformações isométricas.

08-(UEL-PR) Leia o texto a seguir.

"Por trás de toda cerveja gelada, há sempre um bom freezer. E por trás de todo bom freezer, há sempre um bom compressor - a peça mais importante para que qualquer sistema de refrigeração funcione bem.

Popularmente conhecido como 'motor', o compressor hermético é considerado a alma de um sistema de refrigeração.

A fabricação desses aparelhos requer tecnologia de ponta, e o Brasil é destaque mundial nesse segmento".

(KUGLER, H. Eficiência gelada. "Ciência Hoje". v. 42, n. 252. set. 2008. p. 46.)

Assinale a alternativa que representa corretamente o diagrama de fluxo do refrigerador.

09-(UEL-PR)

A conservação de alimentos pelo frio é uma das técnicas mais utilizadas no dia a dia, podendo

ocorrer pelos processos de refrigeração ou de congelamento, conforme o tipo de alimento e o tempo de conservação desejado.

Sobre os refrigeradores, considere as afirmativas.

I - O refrigerador é uma máquina que transfere calor.

II - O funcionamento do refrigerador envolve os ciclos de evaporação e de condensação do gás refrigerante.

III - O gás refrigerante é uma substância com baixo calor latente de vaporização.

IV - O processo de refrigeração realiza trabalho ao retirar calor da fonte fria e transferi-lo para a fonte quente.

Assinale a alternativa CORRETA.

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.

b) Somente as afirmativas I e III são corretas.

c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.

d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.

e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

10-(UFSCAR-SP)

Inglaterra, século XVIII. Hargreaves patenteia sua máquina de fiar; Arkwright inventa a fiandeira hidráulica;

James Watt introduz a importantíssima máquina a vapor. Tempos modernos!

(C. Alencar, L. C. Ramalho e M. V. T. Ribeiro, "História da Sociedade Brasileira".)

As máquinas a vapor, sendo máquinas térmicas reais, operam em ciclos de acordo com a segunda lei da Termodinâmica. Sobre estas máquinas, considere as três afirmações seguintes:

I. Quando em funcionamento, rejeitam para a fonte fria parte do calor retirado da fonte quente.

II. No decorrer de um ciclo, a energia interna do vapor de água se mantém constante.

III. Transformam em trabalho todo calor recebido da fonte quente.

É correto o contido apenas em

11-(UFRN-RN)

Cotidianamente são usados recipientes de barro (potes, quartinhas, filtros etc.) para esfriar um pouco a água neles contida.

Considere um sistema constituído por uma quartinha cheia d'água. Parte da água que chega à

superfície externa da quartinha, através de seus poros, evapora, retirando calor do barro e da água que o permeia. Isso implica que também a temperatura da água que está em seu interior diminui nesse processo.

Tal processo se explica porque, na água que evapora, são as moléculas de água

a) com menor energia cinética média que escapam do líquido, aumentando, assim, a energia cinética média desse sistema.

b) que, ao escaparem do líquido, aumentam a pressão atmosférica, diminuindo, assim, a pressão no interior da quartinha.

c) com maior energia cinética média que escapam do líquido, diminuindo, assim, a energia cinética média desse sistema.

d) que, ao escaparem do líquido, diminuem a pressão atmosférica, aumentando, assim, a pressão no interior da quartinha.

12-(UFMS-MS)

Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma transformação a volume constante.

É correto afirmar que

a) a transformação é isotérmica.

b) a transformação é isobárica.

c) o gás não realiza trabalho.

d) sua pressão diminuirá, se a temperatura do gás aumentar.

e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica.

13-(UEG-GO)

É sempre bom lembrar, que um copo vazio está cheio de ar.

Que o ar no copo ocupa o lugar do vinho

Que o vinho busca ocupar o lugar da dor

Que a dor ocupa a metade da verdade

A verdadeira natureza interior

Gilberto Gil. "Copo Vazio"

Tendo como referência o poema de Gilberto Gil e com base nas propriedades e leis que regem a fase gasosa, assinale a alternativa INCORRETA:

a) Um gás dilata-se muito mais com a temperatura do que um sólido ou um líquido.

b) Volumes iguais de gases diferentes, desde que nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm o mesmo número de moléculas.

c) A energia cinética média de translação das moléculas de um gás - qualquer que seja ele - é proporcional à sua temperatura.

d) Se for fornecida a mesma quantidade de calor a uma certa massa de gás, ela se aquecerá mais se estiver mantida num volume constante do que sob pressão constante.

e) É impossível ceder calor a um gás e sua temperatura não sofrer variação.

14-(UEL-PR)

Nas condições usualmente encontradas no ambiente em que vivemos, a matéria assume três estados: sólido, líquido e gasoso. A água, por exemplo, pode ser encontrada em qualquer desses estados de acordo com a pressão e temperatura do ambiente. Nosso domínio sobre o ambiente decorre, entre outras coisas, do fato de que sabemos controlar as mudanças entre esses estados. De maneira geral, fusão é a transformação que leva uma substância do estado sólido para o estado líquido. Vaporização é a transformação que leva uma substância do estado líquido para o estado gasoso. Sublimação é a transformação que leva uma substância diretamente do estado sólido para o estado gasoso. O diagrama de fases reúne em um diagrama de pressão x temperatura, as curvas de fusão, de vaporização e de sublimação de uma dada substância, conforme a figura a seguir. Com base no diagrama e nos conhecimentos sobre o tema, é correto afirmar:

a) Na região I, a substância está no estado gasoso. Na região II, a substância está no estado líquido. Na região III, a substância está no estado sólido. No ponto 1, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e gasoso. No ponto 2, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e gasoso. No ponto 3, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e sólido.

b) Na região I, a substância está no estado líquido. Na região II, a substância está no estado gasoso. Na região III a substância está no estado sólido. No ponto 1 a substância está num estado de coexistência de estados sólido e líquido. No ponto 2 a substância está num estado de coexistência de estados líquido e gasoso. No ponto 3 a substância está num estado de coexistência de estados sólido e gasoso.

c) Na região I a substância está no estado gasoso. Na região II a substância está no estado sólido. Na região III, a substância está no estado líquido. No ponto 1, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e gasoso. No ponto 2, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e gasoso. No ponto 3, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e sólido.

d) Na região I, a substância está no estado sólido. Na região II, a substância está no estado líquido. Na região III, a substância está no estado gasoso. No ponto 1, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e gasoso. No ponto 2, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e líquido. No ponto 3, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e gasoso.

e) Na região I, a substância está no estado líquido. Na região II, a substância está no estado sólido. Na região III, a substância está no estado gasoso. No ponto 1, a substância está em um estado de coexistência de estados líquido e gasoso. No ponto 2, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e líquido. No ponto 3, a substância está em um estado de coexistência de estados sólido e gasoso.

15-(UNIFENAS-MG)

Um mol de um gás ideal é submetido a uma transformação de estado cíclico, como mostra o gráfico a seguir:

Pode-se afirmar que as transformações A, B e C, são, respectivamente:

a) isovolumétrica, isotérmica, isovolumétrica

b) isobárica, isotérmica, isovolumétrica

c) isovolumétrica, isotérmica, isobárica

d) isotérmica, isobárica, isovolumétrica

e) isovolumétrica, isobárica, isotérmica

16-(FUVEST-SP)

Em um freezer, muitas vezes, é difícil repetir a abertura da porta, pouco tempo após ter sido fechado, devido à diminuição da pressão interna. Essa diminuição ocorre porque o ar que entra, à temperatura

ambiente, é rapidamente resfriado até a temperatura de operação, em torno de - 18 ^°C. Considerando um freezer doméstico, de 280 l, bem vedado, em um ambiente a 27 ^°C e pressão atmosférica P₀, a pressão interna poderia atingir o valor mínimo de:

Considere que todo o ar no interior do freezer, no instante em que a porta é fechada, está à temperatura do ambiente.

a) 35% de P₀

b) 50% de P₀

c) 67% de P₀

d) 85% de P₀

e) 95% de P₀

Resolução Comentada

Física Térmica

Termodinâmica

01- (ENEM-MEC)

Ao nível do mar onde a pressão atmosférica é normal e vale 1 atm, em uma panela aberta a água ferve a 100^oC. Se essa panela for fechada, o vapor de água que se forma no seu interior, não se

dissipa para o ambiente aumentando a pressão interna da panela,

podendo chegar até a 2atm, onde a água ferve a uma temperatura de aproximadamente 120^oC.. Nesta pressão a água ferve a uma temperatura aproximadamente igual a 120°C. Assim, os alimentos cozinham em menor tempo. As panelas de pressão possuem válvulas de segurança que funcionam quando a pressão atingir um ponto perigoso --- R- B

02- (ENEM-MEC)

Se determinada massa de água está se vaporizando, sob pressão normal, o fenômeno está ocorrendo a 100^oC e, se você aumentar o tamanho da chama, a temperatura da água continuará sendo de 100^oC, apenas a vaporização será mais rápida --- R- E

03-(ENEM-MEC)

À temperatura de -55^oC a água em marte estaria no estado sólido --- R- E

04-(ENEM-MEC)

Quando você puxa o êmbolo você está aumentando o volume da região onde está a água provocando uma diminuição da pressão e consequentemente a temperatura de ebulição diminui fazendo com que a água ferva a uma temperatura menor que 100oC --- R- D

05-(ENEM-MEC)

Trata-se de uma transformação de calor (gerado pela queima do combustível) em trabalho (movimentação do veículo) --- R- A

06-(ENEM-MEC)

I. Correta --- os espaços vazios entre as prateleiras facilitam as correntes de convecção.

II. Falsa --- a massa de gelo corresponde a um isolante térmico evitando que o congelador retire calor do interior da geladeira.

III. Correta --- o calor retirado do interior da geladeira deve sair pela “grade”.

R- D

07-(FGV-SP)

Nas transformações isobáricas a pressão permanece constante, variando assim, o volume e a temperatura. Se a temperatura varia a energia interna varia, o que invalida a opção A.

Nas transformações isométricas o volume permanece constante, e desta forma, pressão e temperatura variarão, o que invalida a opção B.

Não há trabalho, de fato se o volume não varia, nas transformações isométricas ou isovolumétricas. O que invalida a opção D.

Nas transformações isométricas apenas o volume permanece constante, a pressão e a temperatura variam, o que invalida a opção E.

Apenas na opção C temos correção, pois de fato nas transformações adiabáticas não há troca de calor entre o gás e o recipiente, além é claro do meio externo.

R- C

08-(UEL-PR) Leia o texto a seguir.

Em um sistema de refrigeração, como uma geladeira ou ar-condicionado, o trabalho é recebido para que o calor oriundo da fonte fria seja transferido para a fonte quente --- R- D

09-(UEL-PR)

I. Correta --- O refrigerador é uma máquina térmica que transfere calor da fonte fria para a fonte quente.

II. Correta --- O refrigerador é uma máquina térmica que usa um líquido refrigerante com processos de condensação e vaporização.

III. Falsa --- quanto maior o calor latente de vaporização do líquido refrigerante, menor é o trabalho realizado pelo refrigerador.

IV. Correta --- O processo de refrigeração realiza trabalho por meio de um compressor que mantém a circulação do fluido refrigerante, retirando calor da fonte fria e transferindo-o para a fonte quente.

R- D

10-(UFSCAR-SP)

I. Verdadeira --- veja teoria

II. Falsa --- como no decorrer do ciclo a temperatura varia, energia interna também variará

III. Falsa --- é impossível transformar todo calor recebido em trabalho

R- A

11-(UFRN-RN)

Quanto maior a velocidade de agitação das moléculas, elas escaparão com maior facilidade --- R- C

12-(UFMS-MS)

Como o volume é constante, o êmbolo não sobe nem desce não realizando trabalho sobre o meio externo, ou W=P.(V2 – V1) --- V1=V2 --- W=0 --- R- C

13-(UEG-GO)

È possível um gás receber calor e sua temperatura não sofrer variação desde que seja uma transformação isotérmica onde todo calor recebido é transformado em trabalho, pois, sendo ΔU=0 --- Q=W --- R- E

14-(UEL-PR)

Leia a teoria a seguir:

As curvas do gráfico abaixo recebem o nome de diagrama de estado ou diagrama de fases. Nele, para uma dada substância:

Curva CB --- fornece a temperatura e a pressão, de fusão ou solidificação e essa curva representa a curva de fusão onde os estados sólido e líquido estão em equilíbrio..

Curva CD --- fornece a temperatura e a pressão, de vaporização ou condensação e essa curva representa a curva de vaporização onde os estados líquido e vapor estão em equilíbrio..

Curva AC --- fornece a temperatura e pressão, de sublimação ou cristalização e essa curva representa a curva de sublimação onde os estados sólido e vapor estão em equilíbrio..

Neste gráfico, o ponto C, comum às três curvas recebe o nome de ponto tríplice e, nele, a substância encontra-se em equilíbrio nos três estados: sólido, líquido e vapor.

R- A.

15-(UNIFENAS-MG)

Veja teoria abaixo:

R- C.

16-(FUVEST-SP)

Você já deve ter notado como é difícil abrir a porta de um freezer logo após tê-la fechado, sendo necessário aguardar alguns

segundos para abri-la novamente. Isso ocorre porque, se a porta do freezer fica aberta por algum tempo, parte do ar de seu interior é substituído pelo ar mais quente do exterior. Depois que você fecha a porta da geladeira, a temperatura interna do ar em seu interior irá diminuir e como se trata de uma transformação isovolumétrica, a pressão também diminui (P/T=constante) fazendo com que a pressão externa fique maior que a interna, dificultando a abertura da porta. Mas, após alguns instantes, entra ar pelo sistema de vedação da geladeira, diminuindo a diferença entre as pressões externa e interna, facilitando, então, a abertura da porta.

Isovolumétrica --- P_o/T_o=P/T --- P_o/(27 + 273)=P/(273 – 18) --- P=(255/300)P_o --- P=0,85P_o --- P=85% da pressão inicial --- R- D