Borges e Nicolau
Termologia IV
Questão 25:
O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera.
Disponível em: http://www.keroagua.blogspot.com. Acesso em: 30 mar. 2009 (adaptado).
A transformação mencionada no texto é a
a) fusão.
b) liquefação.
c) evaporação.
d) solidificação.
e) condensação.
Resolução:
A água ou a umidade da terra absorve lentamente o calor do Sol e dos arredores, passando continuamente do estado líquido para o estado de vapor: é a evaporação. Ela ocorre em qualquer temperatura, através da superfície do líquido exposta ao ambiente.
Nota:
A passagem do estado líquido para o estado de vapor é chamada vaporização, podendo acontecer de duas maneiras: a evaporação e a ebulição. A ebulição (ou fervura) ocorre em temperatura bem definida, função da pressão sob a qual realiza-se o processo.
Resposta: c
Questão 26:
Arroz e feijão formam um “par perfeito”, pois fornecem energia, aminoácidos e diversos nutrientes. O que falta em um deles pode ser encontrado no outro. Por exemplo, o arroz é pobre no aminoácido lisina, que é encontrado em abundância no feijão, e o aminoácido metionina é abundante no arroz e pouco encontrado no feijão. A tabela seguinte apresenta informações nutricionais desses dois
alimentos.
A partir das informações contidas no texto e na tabela, conclui-se que
a) os carboidratos contidos no arroz são mais nutritivos que os do feijão.
b) o arroz é mais calórico que o feijão por conter maior quantidade de lipídios.
c) as proteínas do arroz têm a mesma composição de aminoácidos que as do feijão.
d) a combinação de arroz com feijão contém energia e nutrientes e é pobre em colesterol.
e) duas colheres de arroz e três de feijão são menos calóricas que três colheres de arroz e duas de feijão.
Resolução:
a) Incorreta.
No arroz, há menor quantidade de carboidratos do que no feijão.
b) Incorreta.
O conteúdo energético do arroz é menor do que o do feijão.
c) Incorreta.
As proteínas do arroz apresentam composição de
aminoácidos diferente da do feijão.
d) Correta.
A combinação de arroz com feijão contém energia e nutrientes e não tem colesterol.
e) Incorreta
Conteúdo energético:
duas colheres de arroz:
2 x 41 kcal = 82 kcal
três colheres de feijão:
3 x 58 kcal = 174 kcal
Total: 256 kcal
três colheres de arroz:
3 x 41 kcal = 123 kcal
duas colheres de feijão:
2 x 58 kcal = 116 kcal
Total: 239 kcal
Logo, duas colheres de arroz e três de feijão são mais calóricas que três colheres de arroz e duas de feijão.
Resposta: d
Questão 27:
A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD 189733b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. "A água sempre está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens", afirmaram os astrônomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer.
Correio Braziliense, 11 dez 2008 (adaptado).
De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que
a) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também.
b) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius.
c) o calor latente de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius.
d) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas.
e) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo para fazer a água vaporizar completamente.
Resolução:
a) Incorreta.
A existência de vapor de água no planeta não implica na existência de água no estado líquido, pois a temperatura do planeta pode ser muito elevada.
b) Incorreta.
A temperatura de ebulição da água depende da pressão externa. Ao nível do mar, na Terra, sob pressão de 1,0 atm a água ferve a 100°C. No alto de uma montanha a pressão atmosférica é menor e menor é a temperatura de ebulição.
c) Correta.
O calor latente de vaporização da água é a quantidade de calor que a água deve receber por unidade de massa (por exemplo 1,0 kg) enquanto está fervendo (por exemplo a 100°C, sob pressão normal).
d) Incorreta
Sempre há formação de bolhas no processo de ebulição.
e) Incorreta.
Cálculo da quantidade de calor necessária para aquecer uma massa m de água de 0°C a 100°C:
Q1 = m.c.Δθ => Q1 = m.1,0.100 => Q1 = 100.m
Cálculo da quantidade de calor necessária para vaporizar a mesma massa m de água, utilizando a mesma potência térmica:
Q2 = m.L => Q2 = m.540 => Q2 = 540.m
Logo, o intervalo de tempo para vaporizar a água completamente é maior.
Resposta: c
Questão 28:
Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre – asfalto e concreto em excesso, por exemplo – formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a precipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno.Revista Terra da Gente Ano 5. no 60. Abril 2009 (adaptado).
As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se
a) pavimentada com material de baixo calor específico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber determinada quantidade de calor.
b) pavimentada com material de baixa capacidade térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor.
c) pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor.
d) possuir um sistema de vaporização, pois ambientes mais úmidos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d’água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo).
e) possuir um sistema de sucção do vapor d'água, pois ambientes mais secos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d'água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo).
Resolução:
a) Incorreta
De Q = m.c.Δθ, podemos concluir que quanto menor for o calor específico c, maior será a variação de temperatura Δθ, para uma dada massa m, ao receber determinada quantidade de calor Q.
b) Incorreta.
De Q = C.Δθ, podemos concluir que quanto menor for a capacidade térmica C, maior será a variação de temperatura Δθ, para uma dada massa m, ao receber determinada quantidade de calor Q.
c) Correta.
De Q = C.Δθ, podemos concluir que quanto maior for a capacidade térmica C, menor será a variação de temperatura Δθ, para uma dada massa m, ao receber determinada quantidade de calor Q
d) e e) Incorretas.
O calor específico da água é muito elevado quando comparado com outras substâncias.
Resposta: c
Questão 29:Umidade relativa do ar é o termo usado para descrever a quantidade de vapor de água contido na atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na mesma temperatura e pressão quando está saturada de vapor, isto é, com 100% de umidade relativa.
O gráfico representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local.
Considerando-se as informações do texto e do gráfico, conclui-se que
a) a insolação é um fator que provoca variação da umidade relativa do ar.
b) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água à medida que se aquece.
c) a presença de umidade relativa do ar é diretamente proporcional à temperatura do ar.
d) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos, a quantidade de vapor de água existente na atmosfera.
e) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e não no inverno, quando as temperaturas permanecem baixas.
Resolução:
Do gráfico fornecido verifica-se que a umidade relativa do ar diminuiu com o aumento da temperatura. A insolação ao longo de um dia provoca uma variação da temperatura ambiente e uma consequente variação na umidade relativa do ar.
Resposta: a
Questão 30:
A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo, cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,
a) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.
b) o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.
c) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.
d) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.
e) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.
Resolução:
A transferência preferencial de calor do corpo mais quente para o corpo mais frio levou Rudolf Clausius a enunciar a segunda lei da termodinâmica do seguinte modo:
O calor não passa espontaneamente de um corpo para outro de temperatura mais alta.
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira, o calor flui de forma não espontânea da parte mais fria, no interior, para a parte mais quente, no exterior da geladeira. Para isso, é necessária a realização de trabalho o que é feita pelo compressor.
Esquema da geladeira:
Q1 quantidade de calor total rejeitada para a fonte quente (meio exterior)
τ trabalho realizado pelo compressor.
Resposta: b
Questão 31:
Até 1824 acreditava-se que as máquinas térmicas, cujos exemplos são as máquinas a vapor e os atuais motores a combustão. poderiam ter um funcionamento ideal. Sadi Carnot demonstrou a impossibilidade de uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), obter 100% de rendimento.
Tal limitação ocorre porque essas máquinas
a) realizam trabalho mecânico.
b) produzem aumento da entropia.
c) utilizam transformações adiabáticas.
d) contrariam a lei da conservação de energia.
e) funcionam com temperatura igual à da fonte quente.
Resolução:
De acordo com a 2ª lei da Termodinâmica é impossível uma máquina térmica, funcionando em ciclos entre duas fontes térmicas (uma quente e outra fria), converter integralmente calor em trabalho. Por isso, seu rendimento não pode ser 100%. Portanto, necessariamente parte do calor retirado da fonte quente é cedido à fonte fria (meio exterior), o que implica num aumento da entropia do universo.
Resposta: b
Questão 32:
Nos dias frios é comum ouvir expressões como: "Esta roupa é quentinha" ou então "Feche a janela para o frio não entrar". As expressões do senso comum utilizadas estão em desacordo com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é "quentinha", muito menos o frio "entra" pela janela.
A utilização das expressões "roupa é quentinha" e "para
o frio não entrar" é inadequada, pois o(a):
a) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o calor é que sai por ela.
b) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela. pois é a temperatura da sala que sai por ela.
c) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calor está contido na sala, logo o calor é que sai por ela.
d) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.
e) calor está contido no corpo da pessoa, e não na roupa, sendo uma forma de temperatura em trânsito de um corpo mais quente para um corpo mais frio.
Resolução:
Calor é energia térmica em trânsito que se transfere espontaneamente do corpo mais quente para o corpo mais frio.
Está, portanto, errado afirmar que uma roupa contém calor ou falar em trânsito de frio.
Resposta: d
Questão 33:
O motor de combustão interna, utilizado no transporte de pessoas e cargas, é uma máquina térmica cujo ciclo consiste em quatro etapas: admissão, compressão, explosão/expansão e escape. Essas etapas estão representadas no diagrama da pressão em função do volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível entra em combustão por uma centelha elétrica.
Para o motor descrito, em qual ponto do ciclo é produzida centelha elétrica?
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
Resolução:
A centelha elétrica que provoca a explosão ocorre ao final da etapa de compressão, isto é, a centelha elétrica é produzida no ponto C.
Resposta: c
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