Borges e Nicolau
Termologia
Questão 1:
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 °C e 10°C, 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 100°C a 0°C.
b) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4°C a 0°C.
c) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0°C a 4°C.
d) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4°C a 9°C.
e) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0°C a 100°C.
Resolução
a) Incorreta
Quando a temperatura varia de 100°C a 0°C o volume de 1g de água varia de 1,043 cm3 para 1,00015 cm3 ≅ 1,000 cm3. Nestas condições, a variação porcentual será de 4,3%, maior do que 3%.
b) Incorreta.
Quando a temperatura varia de 4°C a 0°C o volume de 1 g de água varia de 1,00003 cm3 para 1,00015 cm3. Nestas condições, a variação porcentual será da ordem de 0,01%.
c) Correta.
Quando a temperatura aumenta de 0°C a 4°C o volume de 1 g de água diminui de 1,00015 cm3 para 1,00003 cm3. Nestas condições, a redução porcentual será da ordem de 0,01%. Portanto, menor do que 0,04%
d) Incorreta.
Quando a temperatura varia de 4°C a 9°C o volume de 1 g de água aumenta de 1,00003 cm3 para 1,00020 cm3. Nestas condições, o aumento porcentual será da ordem de 0,02%, menor do que 4%.
e) Incorreta.
Quando a temperatura aumenta de 0°C a 100°C o volume de 1 g de água aumenta de 1,00 cm3 para 1,043c cm3. Nestas condições, o aumento porcentual será da ordem de 4,3%, maior do que 3%.
Resposta: c
Questão 2:
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.
Resolução:
Quando, durante o processo de ebulição, a água recebe calor e sua temperatura permanece constante, fica evidenciada a falha do modelo apresentado em que a
temperatura mede a quantidade de calor do corpo.
Resposta: a
Questão 3:
Os seres humanos podem tolerar apenas certos intervalos de temperatura e umidade relativa (UR), e, nessas condições, outras variáveis, como os efeitos do sol e do vento, são necessárias para produzir condições confortáveis, nas quais as pessoas podem viver e trabalhar. O gráfico mostra esses intervalos:
A tabela mostra temperaturas e umidades relativas do ar de duas cidades, registradas em três meses do ano.
Com base nessas informações, pode-se afirmar que condições ideais são observadas em:
a) Curitiba com vento em março, e Campo Grande, em outubro.
b) Campo Grande com vento em março, e Curitiba com sol em maio.
c) Curitiba, em outubro, e Campo Grande com sol em março.
d) Campo Grande com vento em março, Curitiba com sol em outubro.
e) Curitiba, em maio, e Campo Grande, em outubro.
Resolução:
Em Campo Grande, para T = 25 °C e UR = 58 %, temos em outubro as condições ideais.
Em Curitiba, para T = 27 °C e UR = 72 %, temos em março as condições ideais com vento.
Concluímos, então, que as condições ideais são observadas em Curitiba com vento em março, e Campo Grande, em outubro.
Resposta: a
Questão 4:
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.
Resolução:
I. Incorreta.
Você teria prejuízo, pois estaria comprando mais volume e menos massa.
II. Correta.
Você levaria vantagem, pois estaria comprando mais massa em menor volume.
III. Correta.
Você pagaria pela massa que não varia com a temperatura.
Resposta: e
Questão 5:
Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa.
O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10°C e outra a 40°C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16°C.
Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?
a) A b) B c) C d) D e) E
Resolução:
Cálculo da temperatura final de equilíbrio, considerando que não há perda de calor com o meio exterior:
Qfria + Qquente = 0 => (m/3).cágua.(θf - 10)+(2m/3).cágua.(θf - 40) = 0
θf = 30 °C
Variação porcentual de temperatura em 6h:
(θf - θ)/θf = (30°C - 16°C)/30°C ≅ 0,47 = 47%
Portanto, deve ser posto na garrafa térmica o selo D
Resposta: d
Questão 6:
Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque:
a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.
Resolução:
O barro é poroso, permitindo que a água passe através dele e fique exposta ao ambiente externo. Parte dessa água evapora, retirando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas.
Resposta: c
Questão 7:
Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada uma contendo 330 mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria que a garrafa.
É correto afirmar que:
a) a lata está realmente mais fria, pois a capacidade calorífica da garrafa é maior que a da lata.
b) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui condutividade menor que o alumínio.
c) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores específicos.
d) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do vidro.
e) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do alumínio.
Resolução:
A garrafa e a lata estão à mesma temperatura por ficarem na geladeira pelo mesmo longo intervalo de tempo. A sensação é devida ao fato de que sendo a condutividade térmica do alumínio maior que a do vidro, a garrafa retira, mais rapidamente, calor da mão, dando a sensação de estar mais fria.
Resposta: d
Questão 8:
Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria(mar).
À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia.
Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira:
a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar.
b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia.
c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente.
d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental.
e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar.
Resolução:
A água tem alto calor específico e sofre variações de temperatura relativamente pequenas. À noite ao perder calor a terra se resfria mais do que o mar. O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar: sopra a brisa
terrestre.
Resposta: a
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