Termologia – 2020

Vestibulares recentes – Física Térmica

Termologia

Propagação do calor

01(UECE – Universidade Estadual do Ceará – 2020)

Em hotéis, é comum o aquecimento de água ser a gás ou outro combustível, sendo que para o chuveiro seguem dois canos: um com água natural e outro com água aquecida.

Antes da saída do chuveiro, há um misturador, que homogeneíza a mistura.

Considere que após o misturador, por falhas na qualidade do isolamento térmico dos canos, há passagem de calor para o ambiente antes de a água sair no chuveiro. Considerando esse sistema, é correto afirmar que

A) há transferência de calor da água quente para a fria no misturador e, no trecho entre o misturador e a saída do chuveiro, há somente ganho de energia térmica da mistura.

B) há transferência de calor da água quente para a fria no misturador e, no trecho entre o misturador e a saída do chuveiro, há perda de energia térmica da mistura.

C) não há transferência de calor da água quente para a fria no misturador e, no trecho entre o misturador e a saída do chuveiro, há perda de energia térmica da mistura.

D) não há transferência de calor da água quente para a fria no misturador e, no trecho entre o misturador e a saída do chuveiro, há ganho de energia térmica da mistura.

Há transferência de calor da água quente para a fria no misturador e, se há passagem de calor para o ambiente antes de a água sair no chuveiro, no trecho entre o misturador e a saída do chuveiro, há perda de energia térmica da mistura.

R- B

02(Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo – FATEC – 2020)

Recentemente, uma empresa britânica apresentou um protótipo de um motor a jato hipersônico que permitirá às aeronaves comerciais voarem a uma velocidade muito acima da velocidade do som, fazendo com que uma viagem de São Paulo à Austrália dure, aproximadamente, 4 horas (atualmente essa viagem dura cerca de 24 horas).

Isso só é possível devido ao fato de o motor ser alimentado por uma mistura de hidrogênio e

oxigênio. Esse motor “suga” o ar à sua frente fazendo com que os gases, antes de entrarem no combustor, sejam resfriados por um sistema denominado pre-cooler.

Esse dispositivo consegue resfriar os gases variando a temperatura 1 000 K em cerca de 50 ms. Assim, ele aumenta a eficiência de combustível.

Com base nessas informações, podemos afirmar que a taxa de variação de resfriamento térmico, em °C/s, é

(A) 25 460

(B) 20 000

(C) 2 546

(D) 2 000

(E) 250

R- B

03Universidade Estadual de Maringá (UEM) – PR – 2020

Em relação às radiações térmicas, assinale o que for correto.

01) Todo corpo emite energia na forma de radiações térmicas se sua temperatura (medida na escala Kelvin) não for nula.

02) Quando a superfície de um corpo está na temperatura ambiente, a radiação térmica emitida por ele é predominantemente infravermelha.

04) A quantidade total de energia emitida por unidade de tempo e por unidade de área da superfície externa de um corpo a uma temperatura (medida na escala Kelvin) é diretamente proporcional ao quadrado dessa temperatura.

08) Se a temperatura de um corpo permanece constante ao longo do tempo, então ele não emite nem absorve energia na forma de radiação térmica.

16) Em uma mesma temperatura, as radiações emitidas por qualquer corpo negro são independentes do material de que ele é feito

Para este exercício, é necessário relembrar o conceito de radiação térmica. Pela Lei de Stefan-Boltzmann:

Vamos avaliar cada uma das alternativas:

  1. Todo corpo emite energia na forma de radiações térmicas se sua temperatura (medida na escala Kelvin) não for nula.

De fato, pela Lei de Stefan-Boltzmann, se , .

  1. Quando a superfície de um corpo está na temperatura ambiente, a radiação térmica emitida por ele é predominantemente infravermelha.

De fato, todo corpo emite energia desde que . A radiação térmica está predominantemente na região do infravermelho, logo esta é invisível ao olho humano, mas ainda somos capazes de sentir esta radiação na pele em forma de transferência de calor por radiação.

  1. A quantidade total de energia emitida por unidade de tempo e por unidade de área da superfície externa de um corpo a uma temperatura (medida na escala Kelvin) é diretamente proporcional ao quadrado dessa temperatura.

Esta alternativa é falsa. Esta energia por unidade de tempo e por unidade de área é diretamente proporcional a .

  1. Se a temperatura de um corpo permanece constante ao longo do tempo, então ele não emite nem absorve energia na forma de radiação térmica.

Pela Lei de Stefan-Boltzmann, se então há energia sendo emitida em forma de radiação térmica. Além disso, a absorção de energia também não cessa. Logo, esta alternativa está incorreta.

  1. Em uma mesma temperatura, as radiações emitidas por qualquer corpo negro são independentes do material de que ele é feito.

Esta alternativa é verdadeira. No caso de corpos negros (capazes de absorver toda radiação incidente sobre eles), , e, portanto, o que diferencia as radiações é exclusivamente a temperatura.

Portanto, as alternativas corretas são 01), 02) e 16).

04 (ENEM-MEC-019)

O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo.

Essa troca de calor é proporcional à condutividade térmica k e à área interna das faces do recipiente, bem como à diferença de temperatura entre o ambiente externo e o interior do recipiente, além de ser inversamente proporcional à espessura das faces.

A fim de avaliar a qualidade de dois recipientes A (40cm×40cm×40cm) e B (60cm×40cm×40cm), de faces de mesma espessura, uma estudante compara suas condutividades térmicas kA e kB.

Para isso suspende, dentro de cada recipiente, blocos idênticos de gelo a 0 °C, de modo que suas superfícies estejam em contato apenas com o ar. Após um intervalo de tempo, ela abre os recipientes enquanto ambos ainda contêm um pouco de gelo e verifica que a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A.

A razão kA/kB é mais próxima de

Lei de Fourier

constante K é denominada de coeficiente de condutividade térmica é uma característica da natureza do material que separa os dois meios.

R- B

05 (ENEM-MEC-019)

Em 1962, um jingle (vinheta musical) criado por Heitor Carillo fez tanto sucesso que extrapolou as fronteiras do rádio e chegou à televisão ilustrado por um desenho animado.

Nele, uma pessoa respondia ao fantasma que batia em sua porta, personificando o “frio”, que não o deixaria entrar, pois não abriria a porta e compraria lãs e cobertores para aquecer sua casa.

Apesar de memorável, tal comercial televisivo continha incorreções a respeito de conceitos físicos relativos à calorimetria.

Para solucionar essas incorreções, deve-se associar à porta e aos cobertores, respectivamente, as funções de:

(A) Aquecer a casa e os corpos.

(B) Evitar a entrada do frio na casa e nos corpos.

(C) Minimizar a perda de calor pela casa e pelos corpos.

(D) Diminuir a entrada do frio na casa e aquecer os corpos.

(E) Aquecer a casa e reduzir a perda de calor pelos corpos.

Quem se propaga é o calor e essa propagação ocorre sempre que há diferença de temperatura entre dois ou mais corpos.

Essa propagação ocorre sempre do corpo de maior para o de menor temperatura.

As roupas de lã, os cobertores, os pelos dos animais, o isopor, a serragem são ótimos isolantes

retêm o ar entre suas fibras.

Assim, no caso do exercício, a porta a lã e os cobertores se são isolantes térmicos e podem minimizar a perda de calor pela casa e pelos corpos.

R- C

Calor específico (sensível), calor latente e trocas de calor

06 (Faculdade de Tecnologia Termomecânica – SP- meio do ano – 019/020)

Num recipiente termicamente isolado, água e gelo são misturados, e os dados iniciais são mostrados na tabela.

Considerando que a troca de calor só ocorre entre o gelo e a água, e sendo o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g, a temperatura de equilíbrio térmico dessa mistura será

(A) – 2,0 ºC.

(B) 0 ºC. 

(C) 2,5 ºC. 

(D) 5,0 ºC. 

(E) 7,5 ºC.

De gelo a – 10 oC até água a 0o C  quantidade de calor recebido pelo gelo de massa mg = 200g para passar de – 10oC até 0 oC  Q1 = m.c.(t – to) = 200.0,5.(0 – ( -10)) = 100.10  Q1 = 1000 cal.

Fundindo gelo a 0 oC (de gelo a 0 oC até água a 0 oC)  Q2 = m.L = 200.80  Q2 = 16000 cal.

De água a 0 oC até água a te  Q3 = m.c.(te – to) = 200.1.(te – 0)  Q3 = 200te.

Quantidade de calor recebido pelo gelo para passar de – 10 oC até água a te  Q’ = 1000 + 16000 + 200te  Q’ = 17000 + 200te.

Calor retirado de m = 1000 g de água para passar de 20 oC até te  Q’’ = m.c.(te – to) = 1000.1.(te – 20)  Q’’ = 1000te – 20000.

Pelo princípio da conservação da quantidade de calor  Q’ + Q’’ = 0  17000 + 200te + 1000te – 20000 = 0  1200te = 3000  te = 3000/1200  te = 2,5 oC.

R- C

07 (UCPEL – RS – 2020)

O professor Paul Hewitt, do City College de San Francisco, objetivando explicar as características de uma curva de aquecimento para seus alunos e leitores, elaborou um gráfico, ilustrado na figura abaixo, que mostra o comportamento da temperatura de 1 g de água, inicialmente no estado sólido à temperatura de -50° C, em função do calor absorvido, quando essa massa de água está submetida a pressão de 1 atm.

Um estudante de Física, baseado nos conceitos cientificamente corretos sobre calorimetria, analisou o gráfico e fez as seguintes afirmativas:

I. O calor específico da água no estado líquido é 4,19 J/kg.K.

II. O calor latente de fusão da água é igual 80,0 J/g.

III. O calor latente de vaporização da água é igual 2260000,0 J/kg.

IV. A quantidade de calor latente absorvido pela água é igual a 620 cal.

Estão corretas apenas as afirmativas:

(A) I, II e III

(B) I e II

(C) II e IV

(D) III e IV

(E) II, III e IV

A seguir, um resumo da teoria:

Curva de aquecimento – calor sensível e calor latente

I. Falsa.

II. Falsa.

III. Correta.

IV. Correta.

Calor latente ocorre só na mudança de estado QL = 80 cal (fusão) + 540 cal (vaporização) = 620 cal

R- D

08 (UECE – Universidade Estadual do Ceará – 2020)

Dois blocos de materiais diferentes (ferro e concreto) e de mesma massa foram utilizados como amostras de um teste experimental.

Os mesmos foram aquecidos, a partir da temperatura ambiente, por fontes térmicas idênticas, que transmitiram a mesma quantidade de calor aos blocos.

Desconsiderando eventuais mudanças de estado, observou-se que o bloco de ferro sofreu maior variação de temperatura.

Com relação às propriedades térmicas dos materiais em pauta, tal fenômeno é explicado pelo fato de o bloco de ferro apresentar

A) maior calor específico comparado ao de concreto.

B) maior capacidade térmica que o de concreto.

C) a mesma capacidade térmica do bloco de concreto.

D) menor calor específico comparado ao de concreto.

Equação fundamental da calorimetria (calor sensível ou calor específico)

Denomina-se calor sensível ou calor específico (c) o calor que provoca uma variação na temperatura de um corpo, sem que ele mude de estado físico.

Verifica-se experimentalmente que a quantidade de calor (Q) recebida ou cedida por um corpo é diretamente proporcional à sua massa m e à sua variação de temperatura Δθ.

Matematicamente:

R- D

09 (UERJ – RJ – 2020)

Para aquecer a quantidade de massa m de uma substância, foram consumidas 1450 calorias.

A variação de seu calor específico c, em função da temperatura θ, está indicada no gráfico.

O valor de m, em gramas, equivale a:

(A) 50

(B) 100

(C) 150

(D) 300

Equação fundamental da calorimetria (calor sensível ou calor específico)

R- B

10 (Universidade Federal de Lavras – UFLA – MG – 2020)

Considere duas substâncias X e Y, de massas iguais, com mesma temperatura inicial e com calores específicos, tais que . Caso essas duas substâncias sejam aquecidas gradualmente com uma

mesma fonte de calor, o gráfico que representa a relação da temperatura de cada substância com o calor é o apresentado na alternativa:

Equação fundamental da calorimetria (calor sensível ou calor específico)

R- A

11 (UFPR – PR – 2020).

Um objeto de massa m = 500 g recebe uma certa quantidade de calor Q e, com isso, sofre uma variação de temperatura T.

A relação entre T e Q está representada no gráfico ao lado.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do calor específico c desse objeto.

a) c = 2 J/g.°C.

b) c = 4 J/g.°C.

c) c = 8 J/g.°C.

d) c = 16 J/g.°C.

e) c = 20 J/g.°C.

Equação fundamental da calorimetria

Observe no gráfico que enquanto a temperatura do objeto de massa m = 500 g = 0,5 kg varia de, por exemplo, 0 oC a 60 oC a quantidade de calor (energia térmica) recebida é de (120 – 0) = 120 kJ = 120.103 J.

R- B

12 (Universidade Virtual do Estado de São Paulo – Univesp – 2020)

No dicionário, matéria é tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço, ou qualquer substância que compõe um corpo sólido, líquido ou gasoso.

O estado físico da matéria está relacionado com as forças que atuam em seu interior.

A matéria pode apresentar-se em qualquer estado físico, conforme a pressão e temperatura.

Um esquema das mudanças de fase de uma substância é mostrado na Figura abaixo.

Considere os pontos I, II, III, IV, V e VI mostrados na Figura e assinale a alternativa correta em relação ao processo de mudança de fase da matéria.

a) O ponto indicado por I é chamado de fusão. Neste processo, há a adição de calor ao sistema e se a substância considerada for pura, a fusão do sólido ocorre à temperatura constante (ponto de fusão) b) A sublimação de uma substância pode ser representada pelo ponto VI. Este processo é dado pela passagem da substância da fase gasosa para a fase líquida e calor é retirado do sistema para que a sublimação ocorra

c) O ponto II representa o processo de vaporização, onde a substância passa do seu estado físico líquido para o estado gasoso. Este processo pode ser classificado em ebulição, evaporação e calefação. No processo de calefação, a vaporização ocorre de maneira lenta e natural, enquanto na ebulição e na evaporação a substância rapidamente muda de fase

d) A solidificação de uma substância é dada pela passagem da matéria em seu estado líquido para o estado sólido. Este processo é representado pelo ponto III e para que ele ocorra há a necessidade de adicionar calor ao sistema

e) Quando a matéria passa do estado líquido para o gasoso, processo chamado de vaporização (ponto II), as partículas no interior desta substância ficam mais próximas umas das outras, devido ao calor adicionado

Se você não domina a teoria, ela está a seguir:

Mudanças de estado físico da matéria

 

Características moleculares dos sólidos

Características moleculares dos líquidos

Características moleculares dos gases

Os gases não possuem forma própria e seu volume é variável, já que suas moléculas se deslocam em todas as direções e sentidos.

 Observe pelo que foi fornecido acima que, se você quiser fazer com que um corpo mude de estado físico passando de sólido para líquido e depois para gasoso (tem que ser nessa ordem), ele deve receber calor, para aumentar o movimento vibratório de suas moléculas aumentando assim sua temperatura.

Do mesmo modo, a passagem gasoso, líquido e sólido (nessa ordem), só pode ocorrer se o corpo perder calor (diminuir sua temperatura).

Mudanças de estado físico

R- A

13 (Faculdade de Medicina de Marília – FAMEMA – SP – 2020)

Se 200 g desse óleo for aquecido nesse fogão durante um minuto, a temperatura desse óleo será elevada em, aproximadamente,

R- B

14 (FAMERP–SP – Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto –- 2020)

Princípio das trocas de calor

São dados:

R- B

15 (Faculdade de Medicina do ABC – FMABC – SP – 2020)

Uma pessoa sempre usa um ebulidor para aquecer a mesma massa de água, provocando um aumento de temperatura Δθ, num intervalo de tempo Δt.

Certo dia em que estava com pressa, a pessoa utilizou dois ebulidores para o mesmo aquecimento, mas a potência do segundo ebulidor era apenas um terço da potência do primeiro.

Considerando que todo o calor gerado pelos dois ebulidores foi absorvido pela água e que não houve perda de calor para o meio externo, o tempo de aquecimento com o uso dos dois ebulidores, até que a água sofresse a mesma variação de temperatura Δθ, foi de

R- E

16 (ENEM-MEC-019)

Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350 g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de calor.

Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela concluiu que 50% da energia disponível foi aproveitada.

O calor específico da água é , e sua temperatura inicial era de .

Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento?

Pela tabela você observa que cada m = 10 g de castanha de caju para serem queimados necessitam de 70 kcal de calor e, assim a massa de m’ = 2,5 g necessitará de:

R – C

17 (ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL – ETEC – SP – 2020)

É possível calcular a quantidade de calor trocada em um sistema por meio da relação matemática: .

Essa relação é conhecida como a Equação Fundamental da Calorimetria e mostra que o calor trocado (Q) depende da massa (m), do calor específico (c) e da variação de temperatura do corpo (∆T).

Sabendo que a massa da solução referida no texto é 100 g e considerando o calor específico como

, a quantidade de calor trocada nesse processo é

(A) 60 calorias.

(B) 600 calorias.

(C) 2 200 calorias.

(D) 2 800 calorias.

(E) 5 000 calorias

R- B

18 (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Paraná – IFPR – 2020)

Durante um experimento científico, um cientista descobreuma nova substância pura e resolve batizá-la de NinaLinaK2.

Ao aquecer a substância, obtém-se a curva de aquecimento, a qual está representada no diagrama abaixo.

Considerando que, durante todo o processo, a substância recebeu calor, mantendo a pressão constante, analise as alternativas abaixo e marque a correta.

A) NinaLinaK2 está sofrendo fusão entre os pontos 4 e 5.

B) Na temperatura T3, NinaLinaK2 está sofrendo vaporização.

C) Entre 3 e 4, NinaLinaK2 está no estado gasoso.

D) A quantidade de calor necessária para fundir a NinaLinaK2 é maior do que a quantidade de calor necessária para vaporizá-la.

Observe as informações fornecidas no gráfico abaixo:

Veja pelas dimensões fornecidas no gráfico que Q23 > Q45.

R- D

19 (Instituto Federal do Rio Grande do Sul – IFRS – RS – 2020)

Em uma panela de pressão coloca-se 1,0 L de água à temperatura de 20 ºC.

A panela é devidamente tampada, colocada sobre a chama de um fogão a gás e ali deixada até

ocorrer a total vaporização da água.

Considerando que a massa de 1,0 L de água é de 1000 g, o calor específico da água de 1,0 cal/(g°C) e o calor latente de vaporização de 540 cal/g, as quantidades de calor sensível e de calor latente trocados entre a chama e a água nesse processo, em kcal , respectivamente, foram

(A) 80; 540.

-(B) mais de 80; 540.

(C) menos de 80; 540.

(D) menos de 80; mais de 540.

(E) menos de 80; menos de 540.

(Equação fundamental da calorimetria (calor sensível ou calor específico)

Calor Latente

A água troca com a chama mais calor que esses valores obtidos (vapor sai pela válvula de segurança)

R- B

20 (PUC GOIÁS – 2020)

O município de Rio Quente (Goiás) abriga um importante polo de preservação ambiental do país e

possui o único rio de águas quentes do mundo.

A título de experiência, um turista estadunidense coloca em um balde 1,5 litros da água desse rio e mede sua temperatura em 113 °F.

Passados 2 minutos, ele volta a medir a temperatura da água e constata ser de 77 °F.

Assinale a alternativa correta que indica a perda de energia da água para o ambiente, no intervalo de tempo considerado:

A ( ) – 0,30 kcal.

B ( ) – 0,54 kcal.

C ( ) – 30 kcal.

D ( ) – 54 kcal.

Termometria

Equação fundamental da calorimetria (calor sensível ou calor específico)

R- C

21 (PUCCAMP – SP – 2020)

R- E

22 (PUC – Rio – 2020)

(A) 0,50

(B) 0,30

(C) 0,20

(D) 0,15

(E) 0,10

Princípio das trocas de calor

m1 = m2 = m3 = m

R- E

23 Universidade Estadual de Maringá (UEM) – PR – 2020

A quantidade de calor para aquecer uma amostra é dada por:

A quantidade de calor para mudar uma amostra de estado é dada por:

Vamos calcular a quantidade de calor em cada uma das etapas. Repare que as constantes fornecidas no enunciado estão com unidades em gramas, então convém utilizar a massa da amostra em gramas.

Termometria

24 (Escola de Especialistas de Aeronáutica – EEAR – 019/020)

Roberto, empolgado com as aulas de Física, decide construir um termômetro que trabalhe com uma escala escolhida por ele, a qual chamou de escala R. Para tanto, definiu – 20°R como ponto de fusão do gelo e 80°R como temperatura de ebulição da água, sendo estes os pontos fixos desta escala. Sendo R a temperatura na escala criada por Roberto e C a temperatura na escala Celsius, e considerando que o experimento seja realizado ao nível do mar, a expressão que relaciona corretamente as duas escalas será:

a) C = R – 20

b) C = R + 20

c) C = (R  20)/2

d) C = (R  20)/2

Relacionando as escala Celsius e R:

R- B

25 (Faculdade de Medicina do Hospital Israelita Albert Einstein-SP – 2020)

O gráfico mostra a relação entre as temperaturas de um mesmo corpo, lidas nas escalas Fahrenheit

F) e Celsius (θC).

Assim, sabendo que a temperatura média na superfície de Titã é de aproximadamente –180 ºC, essa

temperatura, expressa na escala Fahrenheit, corresponde a

(A) –102 ºF.

(B) –68 ºF.

(C) –292 ºF.

(D) –324 ºF.

(E) –412 ºF.

Nem é preciso utilizar o gráfico fornecido, basta utilizar a equação de conversão entre essas escalas, fornecida a seguir.

Relação entre as escalas

Pode-se transformar uma indicação de uma escala para outra conforme o procedimento a seguir, de

acordo com a relação matemática baseada no teorema de Thales:

R- C

26 (UERJ – RJ – 2020)

Com o aumento do efeito estufa, uma chuva ácida pode atingir a temperatura de 250 ºC.

Na escala Kelvin, esse valor de temperatura corresponde a:

(A) 212

(B) 346

(C) 482

(D) 523

Relação entre as escalas

Pode-se transformar uma indicação de uma escala para outra conforme o procedimento a seguir,

de acordo com a relação matemática baseada no teorema de Thales:

R- D

27 (PUC-SP-2020)

O gráfico a seguir, descreve o comportamento da temperatura de uma amostra de certo material, em função do tempo.

Determine, na escala Fahrenheit, a variação de temperatura sofrida pela amostra, desde 1h30min até 5h30min.

A) 40

B) 55

C) 72

D) 90

Converter temperaturas de uma escala para a outra não é o mesmo

que converter intervalos de temperatura entre as escalas

R- C

28 (UFJF – MG – 2020)

Em uma aula sobre escalas de temperatura, termômetros sem escala foram fornecidos aos alunos de dois grupos, A e B, para que criassem suas próprias escalas lineares.

Ambos os grupos tomaram como pontos fixos a fusão do gelo e a ebulição da água.

Para a fusão do gelo, o grupo A atribuiu o valor 0, e o grupo B atribuiu o valor 10.

Para a ebulição da água, o grupo A atribuiu o valor 100, e o grupo B atribuiu o valor 30.

Se a temperatura para o grupo A é representada por, e para o grupo B ela é representada por qual é a relação termométrica entre estas duas escalas?

(A) TA = 100TB + 20

(B) TA = 20TB – 200

(C) T+ = 5TB

(D) TA = 100TB – 20

(E)TA = 5TB – 50

Termometria

Vamos adaptar a demonstração acima para o caso do exercício cujos pontos fixos estão na figura abaixo:

R- E

29 Universidade Federal de Uberlândia – UFU – MG – meio do ano – 2019/2020

Os termômetros são equipamentos construídos para realizar medidas de temperatura de forma indireta.

O termômetro é montado para utilizar uma propriedade física cujas variações estão associadas à temperatura, chamada de propriedade termométrica.

O valor da temperatura é determinado e indicado em função da situação física detectada, sendo que, para efeitos de calibração, se faz necessário o uso de referências ou de padrões.

Qual das alternativas possui propriedades físicas que podem ser utilizadas para construção de termômetros para realizar medidas de variações de temperaturas?

A) Resistência elétrica de um fio condutor e pressão de um gás a volume constante.

B) Diferença de potencial entre dois metais diferentes em contato e velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no vácuo.

C) Emissão de radiação eletromagnética por um corpo sólido e ponto triplo da água.

D) Velocidade do som no ar e massa de um objeto sólido.

Substâncias termométricas e grandezas termométricas

temperatura é um número que está associado ao grau, nível de vibração (energia cinética) das moléculas de um corpo e, como não se pode medir a vibração de cada molécula de um corpo isoladamente, pode-se medir sua temperatura de maneira indireta utilizando certas substâncias que possuam uma dada grandeza que varie com a temperatura.

Essas substâncias recebem o nome de substâncias termométricas e a grandeza que varia com a temperatura recebe o nome de grandeza termométrica.

Exemplos:

Régua metálica  quando aquecida sofre um aumento em seu comprimento. A substância

termométrica é a régua metálica e a grandeza termométrica, seu comprimento, que varia com a temperatura.

No termômetro de resistência de platina a grandeza termométrica é a resistência elétrica de um fio

 desse metal e a substância termométrica é a platina. 

R- A

Dilatometria

30 (CEDERJ-RJ-2020)

Na construção de ferrovias, é necessário deixar uma folga entre os trilhos para permitir que eles se dilatem caso a temperatura aumente. Suponha que cada trilho tem 20 m de comprimento na temperatura média da região onde serão

Dilatação linear dos sólidos

R- B

31 (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco – IFPE – 2020)

Com relação aos fenômenos da Dilatação Térmica, analise as afirmativas abaixo.

II. Quando aquecemos um recipiente metálico totalmente preenchido com um líquido, verificamos o transbordamento do líquido correspondente à dilatação real sofrida por ele.

III. No caso de aquecimento de recipiente metálico totalmente preenchido com um líquido, ocorre transbordamento desse líquido, pois a expansão provocada por ele é maior que o ocorrido com o recipiente metálico.

Estão CORRETAS, apenas, as afirmativas.

I. Correta

II. Falsa

Dilatação dos líquidos

Veja acima que ∆VR = ∆Vap + ∆Vf

III. Correta

Veja informação acima

IV. Falsa

Como o coeficiente de dilatação do parafuso é maior que o da chapa o parafusa se dilata mais que a chapa não conseguindo ser inserido na mesma.

V. Correta

A dilatação anômala da água ocorre quando sua temperatura varia entre 0°C e 4°C, intervalo no qual há um fenômeno inverso ao natural e esperado. Neste intervalo de temperatura a água, ao ser resfriada, sofre uma expansão no seu volume, e ao ser aquecida, uma redução. 

R – E

32 (Insper – SP – 2020)

O termostato é um dispositivo cuja função primordial é não deixar a temperatura de um sistema exceder um valor predeterminado.

Pode ser utilizado em refrigeradores, sistemas de arrefecimento de motores de veículos etc. Dentre os modelos existentes no mercado, há o termostato mecânico, que usa o princípio do par bimetálico ou lâmina bimetálica.

O par bimetálico é composto por duas lâminas de metais de diferentes coeficientes de dilatação, que têm suas faces firmemente soldadas. As figuras 1 e 2 mostram a vista de perfil de um par bimetálico.

Na figura 1, o par bimetálico encontra-se à temperatura ambiente e em formato de superfície plana; na figura 2, após sofrer uma variação em sua temperatura, o par está curvado, com a face côncava na lâmina do metal B e a face convexa na lâmina do metal A.

Na figura 2, em relação à figura 1,

(A) o par bimetálico teve sua temperatura (A) diminuída, e o coeficiente de dilatação linear de A é maior do que o coeficiente de dilatação linear de B.

(B) aumentada, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação superficial de B.

(C) diminuída, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação linear de B.

(D) aumentada, e o coeficiente de dilatação linear de A é menor do que o coeficiente de dilatação linear de B.

(E) diminuída, e o coeficiente de dilatação superficial de A é maior do que o coeficiente de dilatação superficial de B.

Dilatação linear

Termologia

Observe na expressão acima que:

dilatação linear ΔL é diretamente proporcional à variação de temperatura Δt.

dilatação linear ΔL é diretamente proporcional ao comprimento inicial Lo.

dilatação linear ΔL depende do material de que é constituído o corpo.

Assim, quando você solda duas barras de materiais diferentes você obtém uma lâmina bimetálica e, se você as submeter à mesma variação de temperatura, o sistema vai curvar-se para o lado da barra de menor coeficiente de dilatação, quando aquecida e para o lado da barra de maior coeficiente de dilatação, quando resfriada.

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