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01-(ENEM-MEC)
O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias
formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um
tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema
abaixo.
Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang, "Energia
solar e fontes alternativas". Hemus, 1981.
São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no
aquecedor solar:
I. o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir
melhor o calor.
II. a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de
forma semelhante ao que ocorre em uma estufa.
III. a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia
radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência.
Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão)
correta(s):
a) I b) I e II c)
II d) I e III e) II e III
02-(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 a poeira que nele se depositam não reduzam a
transferência de calor 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
03-(ENEM-MEC)
Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas
listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul
estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu,
destacada pela seta.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras
em sua atmosfera — uma no hemisfério norte e outra no hemisfério
sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das
diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol,
refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos
telescópios, no espaço ou na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma
alteração
a) na temperatura da superfície do planeta. b) no formato da camada
gasosa do planeta.
c) no campo gravitacional gerado pelo
planeta. d) na composição química das
nuvens do planeta.
e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.
04-(ENEM-MEC)
As cidades industrializadas produzem grandes proporções de gases como o CO2, o principal gás causador do efeito estufa. Isso ocorre por
causa da quantidade de combustíveis fósseis queimados,
principalmente no transporte, mas também em caldeiras industriais.
Além disso, nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a retenção de calor,
formando o que se conhece por ―ilhas de calor‖. Tal fenômeno ocorre
porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob
a forma de radiação térmica.
Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito estufa e das
―ilhas de calor‖, espera-se que o consumo de energia elétrica
a) diminua devido à utilização de caldeiras por indústrias
metalúrgicas.
b) aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito
estufa.
c) diminua devido à não necessidade de aquecer a água utilizada em
indústrias.
d) aumente devido à necessidade de maior refrigeração de indústrias
e residências.
e) diminua devido à grande quantidade de radiação térmica
reutilizada.
05-(ENEM-MEC)
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas,
planejou-se o aquecimento em 10°C de
amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada
massa, em cinco fornos de marcas distintas.
Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais
eficiente foi aquele que
A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais
lentamente.
E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos
tempo.
06-(ENEM-MEC)
No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos
especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em
importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico
como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo
uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como
substitutos para gasolina em veículos.
Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas
no quadro seguinte.
Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos
os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico,
é mais vantajoso utilizar
a) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente
22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado.
b) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente
29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado.
c) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente
17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado.
d) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente
23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado.
e) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente
33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado.
07-(ENEM-MEC)
A cor de uma estrela tem relação com a temperatura em sua
superfície. Estrelas não muito quentes (cerca de 3.000K) nos
parecem
avermelhadas. Já as estrelas amarelas como o Sol, possuem
temperatura em torno dos 6.000K; as mais quentes são brancas ou
azuis porque sua temperatura fica acima dos 10.000K.
A tabela apresenta uma classificação espectral e outros dados para as
estrelas dessas classes.
a) 20 000 vezes a luminosidade do Sol b) 28 000 vezes a
luminosidade do Sol c) 28 850 vezes a luminosidade do Sol
d) 30 000 vezes a luminosidade do Sol e) 50 000 vezes a
luminosidade do Sol
08-(ENEM-MEC)
Um dos processos usados no tratamento do lixo é a incineração, que
apresenta vantagens e desvantagens.
Em São Paulo, por exemplo, o lixo é queimado a altas temperaturas
e parte da energia liberada é transformada em energia elétrica. No
entanto, a incineração provoca a emissão de poluentes na atmosfera.
Uma forma de minimizar a desvantagem da incineração, destacada
no texto, é
a) aumentar o volume do lixo incinerado para aumentar a produção
de energia elétrica.
b) fomentar o uso de filtros nas chaminés dos incineradores para
diminuir a poluição do ar.
c) aumentar o volume do lixo para baratear os custos operacionais
relacionados ao processo.
d) fomentar a coleta seletiva de lixo nas cidades para aumentar o
volume de lixo incinerado.
e) diminuir a temperatura de incineração do lixo para produzir maior
quantidade de energia elétrica.
Exercícios com características de ENEM
09-(UFPR-PR)
Analise as seguintes afirmações sobre conceitos de termologia:
I) Calor é uma forma de energia.
II) Calor é o mesmo que temperatura.
III) A grandeza que permite informar se dois corpos estão em
equilíbrio térmico é a temperatura.
Está(ão) correta(s) apenas:
a) I. b) II. c)
III. d) I e II. e) I e III.
10-(FATEC-SP)
Lord Kelvin (título de nobreza dado ao célebre físico William
Thompson, 1824-1907) estabeleceu uma associação entre a energia
de agitação das moléculas de um sistema e a sua temperatura.
Deduziu que a uma temperatura de -273,15 ºC, também chamada de
zero absoluto, a agitação térmica das moléculas deveria cessar. Considere um recipiente com gás, fechado e de variação de volume
desprezível nas condições do problema e, por
comodidade, que o zero absoluto corresponde a –273 ºC.
É correto afirmar: a) O estado de agitação é o mesmo para as temperaturas de 100
ºC e 100 K.
b) À temperatura de 0 ºC o estado de agitação das moléculas é o
mesmo que a 273 K. c) As moléculas estão mais agitadas a –173OC do que a –127 ºC.
d) A -32 ºC as moléculas estão menos agitadas que a 241 K.
e) A 273 K as moléculas estão mais agitadas que a 100 ºC.
11-(UNIFESP-SP)
O texto a seguir foi extraído de uma matéria sobre congelamento de
cadáveres para sua preservação por muitos anos, publicada no jornal
O Estado de S. Paulo de 21.07.2002.
Após a morte clínica, o corpo é resfriado com gelo. Uma injeção de
anticoagulantes é aplicada e um fluido especial é bombeado para o coração, espalhando-se pelo corpo e empurrando para fora os fluidos
naturais. O corpo é colocado numa câmara com gás nitrogênio, onde
os fluidos endurecem em vez de congelar. Assim que atinge a
temperatura de –321º, o corpo é levado para um tanque de
nitrogênio líquido, onde fica de cabeça para baixo. Na matéria, não consta a unidade de temperatura usada.
Considerando que o valor indicado de –321º esteja correto e que
pertença a uma das escalas, Kelvin, Celsius ou Fahrenheit, pode-se
concluir que foi usada a escala: a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e esta é a unidade
adotada pelo Sistema Internacional.
b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e,
portanto, só pode ser medido nessa escala. c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não admitem esse
valor numérico de temperatura.
d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a
indicação de temperaturas. e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada em língua
portuguesa e essa ser a unidade adotada oficialmente no Brasil.
12-(UFPEL-RS)
É comum, no painel de informações das cabines dos aviões, estar
registrada a temperatura externa de duas maneiras: em graus
Celsius e em Fahrenheit.
Assinale a alternativa com o gráfico que representa corretamente as
temperaturas registradas para o ar, no painel do avião, quando ele se
desloca do solo ao topo das nuvens.
13-(UNESP-SP)
Um estudante desenvolve um termômetro para ser utilizado
especificamente em seus trabalhos de laboratório.
Sua idéia é medir a temperatura de um meio fazendo a leitura da resistência elétrica de um resistor, um fio de cobre, por exemplo,
quando em equilíbrio térmico com esse meio. Assim, para calibrar
esse termômetro na escala Celsius, ele toma como referências as
temperaturas de fusão do gelo e de ebulição da água. Depois de
várias medidas, ele obtém a curva apresentada na figura.
A correspondência entre a temperatura T, em °C, e a resistência
elétrica R, em Ω, é dada pela equação
a) T = 100.(R - 16) / 6,6. b) T = 100.6,6 / (R - 16). c) T
= (R - 6,6) / (6,6.100). d) T = 100.(R - 16) / 16.
e) T = 100.(R - 6,6) / 16.
14-(UFMS-MS)
Através de experimentos, biólogos observaram que a taxa de canto
de grilos de uma determinada espécie estava relacionada com a
temperatura ambiente de uma maneira que poderia ser considerada
linear. Experiências mostraram que, a uma
temperatura de 21º C, os grilos cantavam, em média, 120 vezes por
minuto; e, a uma temperatura de 26º C, os grilos cantavam, em
média, 180 vezes por minuto. Conside T a temperatura em graus
Celsius e n o número de vezes que os grilos cantavam por minuto.
Supondo que os grilos estivessem cantando, em média, 156 vezes por minuto, de acordo com o modelo sugerido nesta questão, estima-
se que a temperatura deveria ser igual a:
a) 21,5º C . b) 22º C . c) 23º C
. d) 24º C . e) 25,5º C .
15-
(UNIMONTES-
MG)
Duas barras metálicas de comprimentos L1 e L2, de materiais
diferentes, estão acopladas (ver figura abaixo). A barra de
comprimento L1 possui condutividade térmica k1, e a barra de comprimento L2 possui condutividade térmica k2, sendo k1 > k2. As
duas extremidades são mantidas a temperaturas fixas e diferentes,
T1 e T2. Considere as três seções retas destacadas na figura. A seção
reta 1 está na barra 1; a 2, na barra 2; a 3, na interface ou região de
acoplamento das barras.
pode-se afirmar corretamente que
a) o fluxo de calor na seção reta 1 é maior que o fluxo de calor na
seção reta 2.
b) o fluxo de calor na seção reta 2 é maior que o fluxo de calor na
seção reta 1.
c) o fluxo de calor na interface é nulo.
d) o fluxo de calor é o mesmo em qualquer uma das três seções
retas.
16-(UFCG-PB)
O El Niño é um fenômeno ambiental da atmosfera do planeta de
grandes proporções. As condições de pressão e temperatura são essenciais para a sua ocorrência. O desenho seguinte é um esquema
da circulação atmosférica sobre o Oceano Pacífico entre o Continente
Australiano e a região próxima à costa do Peru. O fluxo de superfície
mostrado no desenho representa o movimento das massas de ar
sobre a superfície do Pacífico.
Em relação às condições climáticas dessa região, presentes na
promoção do El Niño, pode-se afirmar que
a) a subida de grandes massas de ar nas proximidades do oceano, na
costa do Peru, revela uma zona de alta temperatura.
b) nas proximidades do oceano, no Continente Australiano, a pressão
atmosférica deve ser muito baixa o que justifica a direção do fluxo de
superfície.
c) nas proximidades da superfície do oceano, na costa do Peru, a
pressão atmosférica deve ser muito alta o que justifica a direção do
fluxo de superfície.
d) o ar nas proximidades do oceano, na costa do Peru, deve ter
temperaturas muito baixas.
e) o fluxo de superfície dá-se de uma região de temperaturas muito
altas para regiões de temperaturas muito baixas.
17-(UNIMONTES-MG)
Um radiômetro (veja a figura) é um dispositivo constituído por um
bulbo transparente, em cujo interior, isolado do meio externo,
encontra-se uma hélice constituída por quatro placas muito leves.
Cada placa possui uma face preta, de um lado, e branca, do outro. A
hélice pode girar livremente (praticamente sem atrito).
O radiômetro é usado para demonstrações de como a radiação térmica é absorvida diferentemente por objetos escuros e claros.
Quando a radiação térmica incide sobre as placas, por causa da
diferença de absorção, as faces pretas se aquecem mais que as
brancas, o que gera uma corrente de convecção fazendo com que o ar circule no interior do dispositivo e coloque a hélice para girar. O
efeito visual do radiômetro em funcionamento é surpreendente, fato
que o torna um ótimo dispositivo para fins didáticos.
Se um radiômetro for iluminado inicialmente com uma lâmpada
incandescente (luz amarela) e, posteriormente, com uma lâmpada
de vapor de mercúrio (luz branca), é CORRETO afirmar que
a) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela
lâmpada de vapor de mercúrio, pois a luz branca possui mais energia
térmica.
b) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela
lâmpada de vapor de mercúrio, pois esta também emite radiação
ultravioleta, cujo comprimento de onda é maior que o da luz amarela.
c) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela
lâmpada incandescente, pois esta gera bastante radiação em faixas
de frequência superiores às geradas pela lâmpada de vapor de
mercúrio.
d) a hélice irá se mover mais rapidamente ao ser iluminada pela
lâmpada incandescente, pois esta gera bastante radiação
infravermelha, além de luz visível.
18-(UFGO-GO)
Um automóvel possui uma mistura aquosa em seu sistema de
arrefecimento. Essa mistura é bombeada fazendo circular o calor do
motor até o radiador, onde o calor é dissipado para o meio
ambiente. Um motorista liga o motor desse automóvel e parte para
sua viagem. Decorridos 10 minutos, ele observa, no indicador de
temperatura do painel, que a mistura chega ao radiador com 90oC
e permanece em torno desse valor durante a viagem. Isso ocorre
porque
a) o radiador dissipa mais calor do que o motor produz.
b) o radiador dissipa mais calor quanto maior a temperatura da
mistura aquosa.
c) o motor libera menos calor quando aquecido acima dessa
temperatura.
d) o motor para de produzir calor acima dessa temperatura.
e) o radiador dissipa menos calor acima dessa temperatura.
19-(UFPEL-RS)
Todos sabemos que é essencial a presença de água para assegurar a
existência de vida em nosso planeta. Um comportamento específico dessa importante substância garante, por exemplo, que o "simpático"
urso da figura tente garantir sua refeição, apanhando o peixinho que
nada em um lago, abaixo da camada de gelo.
A formação dessa camada de gelo na superfície do lago, permitindo
que a fauna e a flora permaneçam vivas em seu interior líquido,
deve-se
a) à dilatação irregular da água, que atinge densidade máxima à
temperatura de 4°C.
b) ao elevado calor específico da água, que cede grandes quantidades
de calor ao sofrer resfriamento.
c) à grande condutividade térmica do gelo, que permite ao sol
continuar a aquecer a água do lago.
d) à temperatura de solidificação da água, que permanece igual a
0°C, independente da pressão a que ela está submetida.
e) ao elevado calor latente de solidificação da água, que cede
grandes quantidades de calor ao passar ao estado sólido.
20-(ACAFE-SC)
O efeito estufa é essencial à manutenção do equilíbrio térmico do
nosso planeta porque sem ele a temperatura da Terra seria de
aproximadamente -20oC. Um dos gases mais importantes nesse
processo é o gás carbônico, no entanto, um aumento
de 10% na sua concentração faria a temperatura média do planeta
aumentar aproximadamente 3oC, trazendo graves conseqüências
para o nível dos oceanos e para o clima. Essa participação do gás
carbônico se dá porque ele é_______ às radiações visíveis e
________ às radiações infravermelhas.
A alternativa que completa o enunciado acima, em seqüência, é:
a) opaco - opaco b) opaco - transparente c)
transparente – opaco d) transparente - transparente
e) absorvente - transparente
21-(OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA)
Um estudante caminha descalço em um dia em que a temperatura
ambiente é de 28 ºC. Em um certo ponto, o piso de cerâmica muda
para um assoalho de madeira, estando ambos em equilíbrio térmico.
A criança tem então a sensação de que a cerâmica estava mais fria
que a madeira. Refletindo um pouco, ela conclui corretamente que:
a) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato
representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma
capacidade calorífica menor que a madeira.
b) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma capacidade
calorífica menor que a madeira.
c) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato
representa a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da
cerâmica é maior que a da madeira. d) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa
a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da cerâmica
é maior que a da madeira.
e) não há elementos físicos suficientes para afirmar se a sensação térmica corresponde ou não à realidade, uma vez que para tanto
seria necessário saber os calores específicos da cerâmica, da madeira
e também da pele humana.
22-(UFF-RJ)
A vela é a modalidade de esporte que mais medalhas já deu ao Brasil em Olimpíadas. Só nas Olimpíadas de Atenas, em 2004,foram duas
medalhas de ouro das quatro conquistadas.
Sabendo que a prática desse esporte exige uma forte interação com o
espaço geográfico e a natureza, caracterize corretamente a
brisa marítima.
a) Sopra durante o dia do oceano (com menor temperatura) para o
continente (com maior temperatura).
b) Sopra durante o dia do oceano (com menor pressão) para o
continente (com maior pressão). c) Sopra durante a noite do continente (com maior temperatura) para
o oceano (com menor temperatura).
d) Sopra durante a noite do continente (com maior pressão) para o
oceano (com menor pressão). e) Sopra durante o dia ou durante a noite, sempre que ocorrem
chuvas que reduzem a temperatura.
23-(UNESP-SP)
Um corpo I é colocado dentro de uma campânula de vidro
transparente evacuada. Do lado externo, em ambiente à pressão
atmosférica, um corpo II é colocado próximo à campânula, mas não
em contato com ela, como mostra a figura.
As temperaturas dos corpos são diferentes e os pinos que os
sustentam são isolantes térmicos. Considere as formas de
transferência de calor entre esses corpos e aponte a alternativa
correta.
a) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque não estão em
contato entre si.
b) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque o ambiente no
interior da campânula está evacuado.
c) Não há troca de calor entre os corpos I e II porque suas
temperaturas são diferentes.
d) Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por
convecção.
e) Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por
meio de radiação eletromagnética.
24- (UFG-GO)
Estufas rurais são áreas limitadas de plantação cobertas por lonas
plásticas transparentes que fazem, entre outras
coisas, com que a temperatura interna seja superior à externa. Isso
se dá porque:
a) o ar aquecido junto à lona desce por convecção até as plantas.
b) as lonas são mais transparentes às radiações da luz visível que às
radiações infravermelhas.
c) um fluxo líquido contínuo de energia se estabelece de fora para
dentro da estufa.
d) a expansão do ar expulsa o ar frio para fora da estufa.
e) o ar retido na estufa atua como um bom condutor de calor,
aquecendo o solo.
25-(CPS-SP)
Ana, após ouvir atentamente uma reportagem sobre "Caminhar para
desestressar", decide seguir essa prática. Assim, caminha 9 km indo
de seu trabalho, localizado na região central, até sua residência,
localizada na região residencial suburbana.
Neste percurso, ela passa pela região residencial urbana e pelo parque, gastando um tempo de 2,5 h. Tendo como base o esquema
gráfico e considerando que a temperatura interna de Ana permaneça
constante durante todo o percurso, pode-se afirmar que
a) ocorre menos transferência de calor entre Ana e o ambiente na
região central.
b) a maior transferência de calor entre Ana e o ambiente ocorre na
região residencial urbana.
c) durante o percurso, a menor troca de calor entre Ana e o ambiente
ocorre na região do parque.
d) na região rural é onde há a possibilidade de uma maior troca de
calor entre Ana e o ambiente.
e) a diferença de temperatura entre as regiões não interfere na
transferência de calor entre Ana e o ambiente.
Física Térmica
Calor Latente
Trocas de calor com mudança de estado
01-(ENEM-MEC)
A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia
ao irradiá-la para o espaço.
O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno
desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em
torno de 1 W/m2. Isso significa que a Terra acumula, anualmente,
cerca de 1,6.1022 J. Considere que a energia necessária para
transformar 1 kg de gelo a 0°C em água líquida seja igual a 3,2.105 J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para
derreter o gelo nos pólos (a 0°C), a quantidade de gelo derretida
anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre
a) 20 e 40. b) 40 e 60. c) 60 e
80. d) 80 e 100. e) 100 e 120.
02-(ENEM-MEC)
Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras ―calor‖ e ―temperatura‖
de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na
linguagem corrente, calor é identificado como ―algo quente‖ e
temperatura mede a ―quantidade de calor de um corpo‖. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações
que podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação
dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em
que estiver fervendo.
b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar
a temperatura da água.
c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a
temperatura da água em uma panela.
d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra
caneca a fim de diminuir sua temperatura.
e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está
em seu interior com menor temperatura do que a dele.
03-(ENEM-MEC) A água apresenta propriedades físico-químicas que
a coloca em posição de destaque como substância essencial à vida.
Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de
vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que
deve ser adicionada a um líquido em seu ponto de ebulição, por
unidade de massa, para convertê-lo em vapor na mesma
temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama.
A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a
capacidade de
a) servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese.
b) funcionar como regulador térmico para os organismos vivos.
c) agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais.
d) transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais.
e) funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos
vivos.
Exercícios com características de ENEM
04-(FUVEST-SP) O gráfico representa, em função do tempo, a leitura de um termômetro que mede a temperatura de uma substância
inicialmente no estado sólido, contida num recipiente. O conjunto é
aquecido uniformemente numa chama de gás, a partir do instante
zero; depois de algum tempo o aquecimento é desligado. A
temperatura de fusão da substância é, em oC:
a) 40 b) 45 c) 50 d)
53 e) 55
05-(IFSP-SP)
Um estudante de física, ao nível do mar, possui um aquecedor de
imersão de 420 W de potência e o coloca dentro de uma panela
contendo 2 litros de água a 20°C. Supondo que 80% da energia
dissipada seja absorvida pela água, o intervalo de tempo necessário
para que 20% dessa água seja vaporizada será aproximadamente de
Dados:
calor específico da água: 1,0 cal/g°C
Calor Latente de vaporização da água: 540 cal/g
Densidade absoluta da água: 1,0 kg/L
1 cal = 4,2 J
a) 1 h e 13 minutos. b) 1 h e 18 minutos. c) 1 h e 25 minutos. d) 1 h
e 30 minutos.
e) 2 h e 10 minutos.
06-(UFAC-AC) Em geral, a temperatura do ser humano é constante e
igual a 37°C. A hipotermia é caracterizada pela redução da
temperatura padrão de nosso corpo. A Medicina faz o uso controlado
da hipotermia, em determinadas cirurgias cerebrais e
cardíacas. Esse procedimento diminui o consumo de oxigênio do
cérebro e do coração, bem como reduz a chance de danos
ocasionados pela falta de circulação do sangue. Suponha que um
paciente, de massa 60 kg, seja submetido a uma cirurgia de coração. A temperatura inicial de seu corpo é 37°C e pretende-se diminuí-la
para 30°C. Considere o calor específico do corpo humano igual a 1,0
cal/g.°C e o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g. A massa
mínima de gelo necessária para diminuir a temperatura do paciente
até 30°C é:
a) 10 g b) 4,25 g c) 4,25
kg d) 5,25 g e) 5,25 kg
07-(PUC-RJ) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a
uma temperatura de 30 oC, é colocada em um calorímetro
junto a 150 g de gelo a 0 oC. Após atingir o equilíbrio, dado que o
calor específico da água é ca = 1,0 cal/(g . oC) e o calor latente de
fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura
gelo + água.
a) 10ºoC b) 15 oC c)
0 oC d) 30 oC e) 60 oC
08-(ITA-SP) Um vaporizador contínuo possui um bico pelo qual entra
água a 20 oC, de tal maneira que o nível de água no
vaporizador permanece constante. O vaporizador utiliza 800 W de potência, consumida no aquecimento da água até 100 oC e na sua
vaporização a 100 oC. A vazão de água pelo bico é em mililitro por
segundo:
Dados: calor específico da água = 1 cal/g °C; calor latente de
vaporização da água = 540 cal/g; densidade da água = 1 g/ml; 1 cal
= 4,2 J
a) 0,31 b) 0,35 c)
2,4 d) 3,1 e) 3,5
09-(UNICAMP-SP) Em um dia quente, um atleta corre dissipando 750
W durante 30 minutos. Suponha que ele só transfira esta
energia para o meio externo, através da evaporação do suor, e que
todo seu suor seja aproveitado para sua refrigeração.
Adote L = 2 500 J/g para o calor latente de evaporação da água na
temperatura ambiente.
a) Qual é a taxa de perda de água no atleta em kg/min?
b) Quantos litros de água ele perde nos 30 min de corrida?
10-(UNESP-SP) A figura mostra os gráficos das temperaturas em função do tempo de aquecimento, em dois experimentos separados,
de dois sólidos, A e B, de massas iguais, que se liquefazem durante o
processo. A taxa com que o calor é transferido no aquecimento é
constante e igual nos dois casos.
Se TA e TB forem as temperaturas de fusão e LA e LB os calores
latentes de fusão de A e B, respectivamente, então
a) TA > TB e LA > LB. b) TA > TB e LA = LB. c) TA > TB e LA <
LB. d) TA < TB e LA > LB. e) TA < TB e LA = LB.
11-(FUVEST-SP-011)
Um forno solar simples foi construído com uma caixa de isopor,
forrada internamente com papel alumínio e
50 cm. Dentro desse forno, foi colocada uma pequena panela
contendo 1 xícara de arroz e 300 mL de água à temperatura
ambiente de 25°C. fechada com uma tampa de vidro de 40 cm x
Suponha que os raios solares incidam perpendicularmente à tampa
de vidro e que toda a energia incidente na tampa do forno a
atravesse e seja absorvida pela água. Para essas condições, calcule:
a) A potência solar total P absorvida pela água.
b) A energia E necessária para aquecer o conteúdo da panela até
100°C.
c) O tempo total T necessário para aquecer o conteúdo da panela até
100°C e evaporar 1/3 da água nessa temperatura (cozer o arroz).
12-(UNICAMP-SP)
Na preparação caseira de um chá aconselha-se aquecer a água até um ponto próximo da fervura, retirar o aquecimento e, em seguida,
colocar as folhas da planta e tampar o recipiente. As folhas devem
ficar em processo de infusão por alguns minutos.
Caso o fogo seja mantido por mais tempo que o necessário, a água entrará em ebulição. Considere que a potência fornecida pelo fogão à
água é igual a 300 W, e que o calor latente de vaporização da água
vale 2,25.103 J/g. Mantendo-se o fogo com a água em ebulição e o
recipiente aberto, qual é a massa de água que irá evaporar após 10
minutos?
a) 18 g. b) 54 g. c) 80
g. d) 133 g.
Dados --- L = 2,2.103 J/g --- P = 300 W --- ∆t = 10 min = 600
s --- quantidade de calor liberada pelo fogão --- P=Q/∆t ---
Q=P.∆t --- Q=m.L ---P. ∆t=m.L ---
m=P.∆t/L=300.600/2,25.103 --- m=80g ---
R- C
13-(PUC-RJ) Um cubo de gelo dentro de um copo com água resfria o
seu conteúdo. Se o cubo tem 10 g e o copo
com água tem 200 ml e suas respectivas temperaturas iniciais são 0 oC e 24 oC, quantos cubos de gelo devem ser colocados para baixar
a temperatura da água para 20 oC? (Considere que o calor específico
da água é ca = 1,0 cal/(g oC), o calor latente de fusão do gelo L = 80
cal/g, e a densidade da água, d = 1 g/ml)
a) 1 b) 2 c)
3 d) 4 e) 5
14-(UEG-GO) Considere que um bloco de gelo, inicialmente a 0 ºC,
seja aquecido a uma taxa constante.
Um tempo t é necessário para transformar o bloco de gelo completamente em vapor d’água a 100 ºC. O que se tem após o
tempo t/2?
Considere: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; calor específico
da água = 1 cal/g.°C e calor latente de vaporização da água = 540
cal/g.
a) Água a uma temperatura entre 0 ºC e 100 ºC. b) Apenas
gelo a 0 ºC. c) Uma mistura de água e vapor a 100 ºC.
d) Uma mistura de gelo e água a 0 ºC.
15-(UNIFESP-SP) Em dias muito quentes e secos, como os do último
verão europeu, quando as temperaturas
atingiram a marca de 40 °C, nosso corpo utiliza-se da transpiração
para transferir para o meio ambiente sua energia excedente. Por
meio desse mecanismo, a temperatura de nosso corpo é regulada e
mantida em torno de 37 °C. No processo de transpiração, a água das gotas de suor sofre uma mudança de fase à temperatura constante,
na qual passa lentamente da fase líquida para a gasosa, consumindo
energia, que é cedida pelo nosso corpo. Se, nesse processo, uma
pessoa perde energia a uma razão de 113 J/s, e se o calor latente de vaporização da água é de 2,26.103 J/g, determine a quantidade de
água perdida na transpiração pelo corpo dessa pessoa, em 1 hora.
Dilatometria
01-(ENEM-MEC)
A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como
combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura
do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para
diminuir os efeitos práticos dessa
variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os
tanques NÃO fossem subterrâneos:
I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente
do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível.
II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria
comprando mais massa de combustível para cada litro.
III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o
problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria
resolvido.
Destas considerações, somente:
a) I é correta. b) II é correta c) III é
correta d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.
02-(ENEM-MEC)
Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os
veículos deve ser constituído de 96% de álcool
puro e 4% de água (em volume).As densidades desses componentes
são dados: dágua= 1000g/L dálcool= 800g/L
Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco
postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu , então uma amostra do produto de cada posto e mediu a
densidade de cada uma delas. Obteve os seguintes resultados:
A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o
combustível adequado somente os postos
a) I e II b) I e III c) II e
IV d) III e V e) IV e V
03-(ENEM-MEC)
Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi
encontrado um mecanismo inusitado para enganar o
consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de
combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5°C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo
na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a
temperatura de 35°C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60.
Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5°C e os
revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1,0.10-3 oC-1,
desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do
combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido
devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas
estaria entre
A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. B) R$ 1.050,00 e R$
1.250,00. C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00.
D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. E) R$ 7.000,00 e R$
7.950,00.
04-(ENEM-MEC)
De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta,
ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a
uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da água
varia em função da temperatura, com uma aproximação na região
entre 0ºC e 10ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de
congelamento da água.
A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa
massa de água
a) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. b)
aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0ºC.
c) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. d)
aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC.
e) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC.
Exercícios com características de ENEM
05- (Uema) Um arame de aço, dobrado conforme a figura, está
engastado no teto, no ponto A. Aumentando a sua temperatura de
maneira homogênea, a extremidade B terá um deslocamento que
será mais bem representado por qual dos vetores?
06-(FGV-SP) Um serralheiro monta, com o mesmo tipo de vergalhão
de ferro, a armação esquematizada.
A barra transversal que liga os pontos A e B não exerce forças sobre
esses pontos. Se a temperatura da armação for aumentada, a barra
transversal
a) continua não exercendo forças sobre os pontos A e B.
b) empurrará os pontos A e B, pois ficará √2 vezes maior que o novo
tamanho que deveria assumir.
c) empurrará os pontos A e B, pois ficará Lo.α.Δt vezes maior que o
novo tamanho que deveria assumir.
d) tracionará os pontos A e B, pois ficará √2 vezes menor que o novo
tamanho que deveria assumir.
e) tracionará os pontos A e B, pois ficará Lo.α.Δt vezes menor que o
novo tamanho que deveria assumir.
07- (UFRJ-RJ) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio
(αAl = 24. 10-6 C-1) e uma haste de aço (αaço = 12. 10-6 C-1), e todas
inicialmente à mesma temperatura.
O sistema é, então, submetido a um processo de aquecimento, de
forma que a variação de temperatura é a mesma em todas as hastes.
Podemos afirmar que, ao final do processo de aquecimento, a figura
formada pelas hastes estará mais próxima de um:
a) quadrado. b) retângulo. c)
losango. d) trapézio retângulo. e) trapézio
isósceles.
08- (UNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno
importante em diversas aplicações de engenharia, como construções
de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos
de trem serem de aço, cujo
coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o
comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu
comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C?
a) 11 . 10-4 m b) 33 . 10-4 m c) 99 . 10-
4 m d) 132 . 10-4 m e) 165 . 10-4 m
09- (UNESP-SP) Duas lâminas metálicas, a primeira de latão e a
segunda de aço, de mesmo comprimento à temperatura ambiente,
são soldadas rigidamente uma à outra, formando uma lâmina
bimetálica, conforme a figura a seguir.
O coeficiente de dilatação térmica linear do latão é maior que o do
aço. A lâmina bimetálica é aquecida a uma temperatura acima da ambiente e depois resfriada até uma temperatura abaixo da
ambiente. A figura que melhor representa as formas assumidas pela
lâmina bimetálica, quando aquecida (forma à esquerda) e quando
resfriada (forma à direita), é
10- (UFSC-SC) Um aluno de ensino médio está projetando um
experimento sobre a dilatação dos sólidos. Ele utiliza um rebite de
material A e uma placa de material B, de coeficientes de dilatação térmica, respectivamente, iguais a αA e αB. A placa contém um orifício
em seu centro, conforme indicado na figura. O raio RA do rebite é
menor que o raio RB do orifício e ambos os corpos se encontram em
equilíbrio térmico com o meio.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
I. Se αA > αB a folga irá aumentar se ambos forem igualmente
resfriados.
II. Se αA > αB a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente
aquecidos.
III. Se αA < αB e aquecermos apenas o rebite, a folga aumentará.
IV. Se αA = αB a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente
aquecidos.
V. Se αA = αB e aquecermos somente a placa, a folga aumentará.
VI. Se αA > αB a folga aumentará se apenas a placa for aquecida.
a) I, V e VI b) todas c) II, III e IV d) I, III
e V e) II, III e IV
11- (UEL-PR) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de
0,60% quando sua temperatura varia de
200ºC. O coeficiente de dilatação de dilatação linear médio desse
metal, em ºC-1,vale:
a) 1,0.10-5 b) 3,0.10-5 c) 1,0.10-
6 d) 3,0.10-4 e) 3,0.10-3
12-(UEMS-MS) Uma certa quantidade de chá fervente é despejada
em um recipiente de vidro.
O recipiente quebra-se provavelmente devido a:
a) O coeficiente de dilatação do recipiente é muito elevado
b) O recipiente permite que o calor se propague com facilidade
c) Dilatação não uniforme do corpo do recipiente
d) Pontos de fusão do recipiente e de ebulição do chá são
semelhantes
e) Temperatura do ambiente externo ao copo.
13-(UFPEL-RS)) A água, substância fundamental para a vida no
Planeta, apresenta uma grande quantidade de comportamentos
anômalos.
Suponha que um recipiente, feito com um determinado material
hipotético, se encontre completamente cheio de água a 4°C.
De acordo com o gráfico e seus conhecimentos, é correto afirmar que
a) apenas a diminuição de temperatura fará com que a água transborde.
b) tanto o aumento da temperatura quanto sua diminuição não
provocarão o transbordamento da água.
c) qualquer variação de temperatura fará com que a água transborde.
d) a água transbordará apenas para temperaturas negativas. e) a água não transbordará com um aumento de temperatura,
somente se o calor específico da substância for menor que o da água.
14-(UESB-BA) Um tanque cheio de gasolina de um automóvel,
quando exposto ao sol por algum tempo, derrama
uma certa quantidade desse combustível. Desse fato, conclui-se que:
a) só a gasolina se dilatou. b) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação real.
c) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação
aparente.
d) o tanque dilatou mais que a gasolina.
e) a dilatação aparente da gasolina é igual à dilatação do tanque.
15- (UDESC-SC) A tabela abaixo apresenta uma relação de
substâncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatação
linear e condutividade térmica, ambos medidos à temperatura de 20
°C.
Assinale a alternativa correta, tomando como base as informações
acima.
a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de
temperatura de 20 °C.
b) A condutividade térmica das substâncias permanece constante,
independentemente da temperatura em que estas se encontram.
c) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também
apresentam maiores coeficientes de dilatação.
d) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção
para fazer isolamentos térmicos.
e) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de
concreto, são submetidas à mesma variação de temperatura. Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de
alumínio é duas vezes maior que a da chapa de concreto.
16- (UEPG-PR)
Dilatação térmica é o fenômeno pelo qual variam as dimensões geométricas de um corpo quando este experimenta uma variação de
temperatura. Sobre esse fenômeno físico, assinale o que for errado.
I. Em geral, as dimensões de um corpo aumentam quando a
temperatura aumenta.
II. Um corpo oco se dilata como se fosse maciço.
III. A tensão térmica explica por que um recipiente de vidro grosso
comum quebra quando é colocada água em ebulição em seu interior.
IV A dilatação térmica de um corpo é inversamente proporcional ao
coeficiente de dilatação térmica do material que o constitui.
V. Dilatação aparente corresponde à dilatação observada em um
líquido contido em um recipiente.
a) I, II e III b) I, III e V c) II, IV e
V d) todas e) apenas a
IV
Física Térmica
Calor Sensível (específico)
Trocas de calor sem mudança de estado
01-(ENEM-MEC)
A eficiência do fogão de cozinha pode ser analisada em relação ao
tipo de energia que ele utiliza. O gráfico a seguir mostra a eficiência
de diferentes tipos de fogão.
Pode-se verificar que a eficiência dos fogões aumenta
a) à medida que diminui o custo dos combustíveis. b) à
medida que passam a empregar combustíveis renováveis.
c) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a lenha por fogão a
gás. d) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a
gás por fogão elétrico. e) quando são utilizados combustíveis
sólidos.
02-(FAPA-RS)
Super manual de sobrevivência
Fogo é fundamental:
Óculos de (grau ou escuros) servem para acender fogueiras,
importantíssimas para a noite, quando a temperatura cai
dramaticamente.
Durante o dia, a temperatura no deserto é muito elevada e, durante a
noite, sofre uma grande redução.
Isto pode ser explicado pelo _____________da areia.
a) pequeno calor específico b) grande calor específico c)
pequeno ponto de fusão d) grande ponto de fusão
e) pequeno calor latente de fusão.
03-(PUC-MG)
O calor específico da água é 1 cal/g.°C (uma caloria por grama grau
Celsius). Isso significa que:
a) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um
grama de água, deve-se fornecer um caloria.
b) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama
de água, deve-se fornecer um caloria.
c) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama
de água, devem-se retirar 10 calorias.
d) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama
de água, deve-se retirar um caloria.
04-(UNESP-SP)
Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos
estão dados na tabela adiante, 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.
05-(PUC-MG)
Dois corpos X e Y recebem a mesma quantidade de calor a cada
minuto. Em 5 minutos, a temperatura do corpo X aumenta 30°C,
e a temperatura do corpo Y aumenta 60°C.
Considerando-se que não houve mudança de fase, é correto afirmar:
a) A massa de Y é o dobro da massa de X.
b) A capacidade térmica de X é o dobro da capacidade térmica de Y.
c) O calor específico de X é o dobro do calor específico de Y.
d) A massa de Y é a metade da massa de X.
06-(PUC-SP)
Ana, em sua casa de praia, deseja ferver 2 litros de água numa
chaleira de alumínio de 500 g, ambos na temperatura ambiente
de 25°C. No entanto, seu botijão de gás natural possui apenas 1% da
sua capacidade total.
Considerando a perda de calor para o meio ambiente de 35%, a
quantidade de gás disponível é:
- Considere: Densidade da água = 1 g/cm3 Calor
específico da água = 1,0 cal/g°C
- Calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C Capacidade
total do botijão = 13 kg ou 31 litros
- Calor de combustão do gás natural = 12.000 kcal/kg
a) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 10 gramas.
b) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 20 gramas.
c) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 30 gramas.
d) Insuficiente, já que ela precisa de 200 gramas.
e) Insuficiente, já que ela precisa de 300 gramas.
07-(UFMS-MS)
No interior de um forno de microondas encontra-se um prato que
contém 1 kg de purê de batatas para ser
aquecido. Considere que o purê de batatas possui calor específico c = 1,8 cal/g° C, e que a capacidade térmica C do prato é de 20 cal/° C.
A potência elétrica de consumo do forno é igual a 1.200W, dos quais
80% dessa potência são transferidos como energia térmica para o
purê de batatas, o qual por condução aquece o prato, considere que somente essa energia é transferida para o prato. Antes de ligar o
forno de microondas, todo esse sistema está em equilíbrio térmico na
temperatura de 20° C. Assinale a alternativa que corresponde ao
tempo em que o forno de microondas deve ficar ligado para que o
prato e o purê de batatas atinjam a temperatura de 50° C. Use a
relação que 1 cal = 4,18 J.
a) Igual a 3,6 minutos. b) Igual a 3,2 minutos. c) Mais
que 3,7 minutos. d) Igual a 3,0 minutos.
e) Menos que 2,0 minutos.
08-(UNESP-SP)
Após assistir a uma aula sobre calorimetria, uma aluna conclui que,
para emagrecer sem fazer muito esforço, bastaria tomar água gelada, já que isso obrigaria seu corpo a ceder calor para a água até que esta
atingisse a temperatura de 36,5°C.
Depois, esta água seria eliminada levando consigo toda essa energia e sem fornecer nenhuma energia para o corpo, já que água ―não tem
caloria‖. Considerando que ela beba, num dia, 8 copos de 250 mL de
água, a uma temperatura de 6,5°C, a quantidade de calor total que o
corpo cederá à água para elevar a sua temperatura até 36,5°C
equivale, aproximadamente, a energia fornecida por:
a) uma latinha de refrigerante light – 350 mL (2,5 kcal). b)
uma caixinha de água de coco – 300 mL (60 kcal).
c) três biscoitos do tipo água e sal – 18g (75 kcal). d)
uma garrafa de bebida isotônica – 473 mL (113 kcal).
e) um hambúrguer, uma porção de batata frita e um refrigerante de
300 mL (530 kcal).
(Considere o calor específico da água = 1 cal/g°C e sua densidade =
1 g/mL.)
09-(UnB-DF)
O sistema de freios de veículos transforma a energia mecânica em
energia térmica e, se ele não dissipar calor, a sua temperatura pode
atingir o ponto de fusão dos materiais que o compõem, tornando-o
inoperante. Considere um caminhão de 30 toneladas
deslocando-se na horizontal a uma velocidade de 72km/h, que tem os freios acionados até parar. Suponha que toda energia cinética seja
convertida em calor em seus seis conjuntos de freios, que possuem
uma massa de 8kg cada um e calor específico 1.500 J.kg-1.oC-1, sem
que haja fusão de seus componentes. Calcule, em graus celsius, o
aumento de temperatura de cada um dos seis conjuntos de freios.
Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista.
a) 12oC b) 21oC c)
58oC d) 92oC e) 83oC
10-(FGV-SP)
Como não ia tomar banho naquele momento, um senhor decidiu
adiantar o processo de enchimento de seu ofurô (espécie de banheira
oriental), deixando-o parcialmente cheio. Abriu o registro de água fria
que verte 8 litros de água por minuto e deixou-o
derramar água à temperatura de 20 °C, durante 10 minutos. No
momento em que for tomar seu banho, esse senhor abrirá a outra
torneira que fornece água quente a 70 °C e que é semelhante à primeira, despejando água na mesma proporção de 8 litros por
minuto sobre a água já existente no ofurô, ainda à temperatura de 20
°C. Para que a temperatura da água do banho seja de 30 °C,
desconsiderando perdas de calor para o ambiente e o ofurô, pode-se estimar que o tempo que deve ser mantida aberta a torneira de água
quente deve ser, em minutos,
a) 2,5. b) 3,0. c)
3,5. d) 4,0. e) 4,5.
11-(UNIFESP-SP)
O gráfico mostra as curvas de quantidade de calor absorvido em
função da temperatura para dois corpos distintos: um bloco de metal
e certa quantidade de líquido.
O bloco de metal, a 115oC, foi colocado em contato com o líquido, a 10oC, em um recipiente ideal e isolado termicamente. Considerando
que ocorreu troca de calor somente entre o bloco e o líquido, e que
este não se evaporou, o equilíbrio térmico ocorrerá a
a) 70oC b) 60oC c)
55oC d) 50oC e) 40oC
12-(UFF-RJ)
Uma bola de ferro e uma bola de madeira, ambas com a mesma
massa e a mesma temperatura, são retiradas de um forno quente e
colocadas sobre blocos de gelo.
Marque a opção que descreve o que acontece a seguir.
a) A bola de metal esfria mais rápido e derrete mais gelo. b) A
bola de madeira esfria mais rápido e derrete menos gelo.
c) A bola de metal esfria mais rápido e derrete menos gelo. d) A
bola de metal esfria mais rápido e ambas derretem a mesma quantidade de gelo. e) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar
e derretem a mesma quantidade de gelo.
13-(UNIFOR-CE) Um pai, ao sair de sua piscina (Largura 4m –
Comprimento 10,0m – Profundidade 1,2m) para brincar com seu filho
na piscina conjugada (Largura 2,0m – Comprimento 3,0m –
Profundidade 0,50m ), notou que a temperatura da água na
piscina infantil era maior do que a temperatura na sua piscina, muito embora as duas piscinas estivessem expostas ao mesmo sol. Esta
situação é possível ou impossível porque
a) impossível, visto que ambas as piscinas estão sob o mesmo
sol; b) possível, visto que os comprimentos das piscinas são
diferentes; c) possível, visto que as profundidades das piscinas são diferentes; d) possível, visto que as larguras das piscinas
são diferentes; e) possível, visto que uma piscina é maior que
a outra.
14-(UFSCAR-SP) Estima-se que hoje em dia o Brasil tenha cerca de
160 milhões de telefones celulares em operação. Esses aparelhos tão
populares utilizam a radiação na frequência das micro-ondas para
enviar e receber as informações das chamadas telefônicas.
∆θ
Considere um aparelho celular que emite 1 W de potência quando em
funcionamento. Um grupo de pesquisadores deseja estudar o quanto esse aparelho celular provoca de aquecimento na cabeça dos seus
usuários. Para tanto, realizam uma simulação num laboratório:
enchem uma bexiga de festa, de massa desprezível, com um dado
líquido, tal que o conjunto (bexiga+líquido) tenha massa de 2 kg. Em seguida, ligam o telefone celular, encostado no conjunto, pelo tempo
total de 9 minutos. Faça uma estimativa da elevação da temperatura
do conjunto, após esse intervalo de tempo, considerando que a
potência emitida pelo aparelho celular seja absorvida pelo conjunto.
Dado: O calor específico do líquido utilizado na simulação é de 3,6
J/(g °C).
a) 7,5.10-2 oC b) 12.0.10-3 oC c) 7,5.10-
1 oC d) 2,2 oC e) 1,2 oC
15-(UNESP-SP)
Foi realizada uma experiência em que se utilizava uma lâmpada de
incandescência para, ao mesmo tempo, aquecer 100 g de água e 100
g de areia. Sabe-se que, aproximadamente, 1 cal = 4 J e que o calor
específico da água é de 1 cal/gºC e o da areia é
0,2 cal/gºC. Durante 1 hora, a água e a areia receberam a mesma
quantidade de energia da lâmpada, 3,6 kJ, e verificou-se que a água
variou sua temperatura em 8ºC e a areia em 30ºC. Podemos afirmar
que a água e a areia, durante essa hora, perderam, respectivamente,
a quantidade de energia para o meio, em kJ, igual a
a) 0,4 e 3,0. b) 2,4 e 3,6. c) 0,4 e
1,2. d) 1,2 e 0,4. e) 3,6 e 2,4.
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
a) I. b) II. c)
III. d) I e II. e) II e III.
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 reune 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