Quando dois objetos são colocados em contato a condição necessária

a 1,00cal/g.°C, o do metal igual a 0,200cal/g.°C e despreze a capacidade térmica do recipiente. Com base nesses dados, julgue cada uma as afirmativas em verdadeira (V) ou falsa (F): a) A temperatura final de equilíbrio térmico é de 52,5°C. ( ) b) O comprimento da barra permanece constante durante o processo de troca de calor. ( ) c) A temperatura inicial da barra, na escala kelvin, é de 353K. ( ) d) A quantidade de calor recebida pela água é igual à cedida pela barra. ( ) e) A energia interna final da água, no equilíbrio térmico, é menor que sua energia interna inicial. ( ) 19) Em uma manhã de céu azul, um banhista na praia observa que a areia está muito quente e a água do mar está muito fria. À noite, esse mesmo banhista observa que a areia da praia está fira e a água do mar está morna. O fenômeno observado deve-se ao fato de que: (A) a densidade da água do mar é menor que a da areia. (B) o calor específico da areia é menor que o calor específico da água. (C) o coeficiente de dilatação térmica da água é maior que o coeficiente de dilatação térmica da areia. (D) o calor contido na areia, à noite, propaga-se para a água do mar. (E) a agitação da água do mar retarda seu resfriamento. 20) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos calores específicos sensíveis c. Qual objeto possui maior capacidade térmica? Metal c (cal/gºC) m(g) Alumínio 0,217 100 Ferro 0,113 200 Cobre 0,093 300 Prata 0,056 400 Chumbo 0,031 500 21) Em relação ao fenômeno do equilíbrio térmico, assinale a alternativa incorreta: (A) O calor flui dos corpos mais quentes em direção aos corpos de menor temperatura. (B) O equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos encontram-se a mesma temperatura. (C) O calor flui espontaneamente entre corpos com diferentes temperaturas. (D) O equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos recebem a mesma quantidade de calor. (E) Chamamos de equilíbrio térmico a situação em que um corpo não realiza mais trocas de calor, uma vez que sua temperatura é exatamente igual à de suas vizinhanças. 22) Se um pouco de café quente é derramado, na mesma quantidade, sobre a camisa e a calça de uma pessoa e ela quase que imediatamente sente aumentar a temperatura na região da camisa onde caiu o café, mas praticamente não sente aumento de temperatura na região da calça onde caiu o café, pode se dizer que o tecido da: (A) calça tem maior capacidade térmica do que o tecido da camisa. (B) calça tem maior calor latente do que o tecido da camisa. (C) camisa tem maior índice adiabático do que o tecido da calça. (D) calça tem menor capacidade térmica do que o tecido da camisa. (E) camisa tem maior calor latente do que o tecido da calça. Apostila: Se misturarmos 100g de água a 20°C e 100g de água a 80°C num calorímetro, podemos calcular qual será a temperatura final da mistura, ou seja, a temperatura de equilíbrio térmico. Sabendo que o calor específico da água é 1 cal/g∙ºC. Temos os dados: Água 1: m₁ = 100 g T₁ = 20 ºC c₁ = 1 cal/g∙ºC Água 2: m₂ = 200 g T₂ = 50 ºC c₂ = 1 cal/g∙ºC Tf = ? ºC Q₁ + Q₂ = 0 m₁ · c₁ · (Tf - T₁) + m₂ · c₂ · (Tf - T₂) = 0 100 · 1 · (Tf - 20) + 200 · 1 · (Tf - 50) = 0 100 · (Tf - 20) + 200 · (Tf - 50) = 0 100 Tf - 2 000 + 200 Tf - 10 000 = 0 100 Tf + 200 Tf = 0 + 2 000 + 10 000 300 Tf = 12 000 Tf = 12 000 / 300 Tf = 40 ºC V ou F: Se um corpo A estiver em equilíbrio térmico com um outro corpo B, então é possível afirmar que um corpo C em equilíbrio térmico com B também está em equilíbrio com A. Prova: 1) 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 –173 oC do que a –127 oC. (D) A 273 K as moléculas estão mais agitadas que a 100 oC. 2) No texto de uma revista cientifica: “Em Plutão, considerado o planeta mais afastado do Sol até 2006, a temperatura vai a 380 graus abaixo de zero”. O autor, embora não tenha declarado qual a escala termométrica utilizada, certamente se refere, para a temperatura mencionada, à escala: (A) Kelvin (B) Celsius (C) Fahrenheit (D) diferente das anteriores, pois o valor não é compatível com nenhuma das três escalas citadas. 3) Calor é: (A)    A energia contida em um corpo. (B)    A energia que se transfere de um corpo para outro, quando existe uma diferença de temperatura entre eles. (C)    Um fluido invisível e sem peso que é transmitido de um corpo para outro. (D)    A transferência de temperatura de um corpo para outro. (E)    A energia que se transfere espontaneamente do corpo de menor temperatura para o de maior temperatura. 4) Quando dois corpos são colocados em contato, a condição necessária para que haja transferência de calor entre eles é que possuam: (A) diferentes quantidade de calor. (B) diferentes volumes. (C) a mesma temperatura. (D) temperaturas diferentes. 5) Dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato um com outro, ficando assim por certo intervalo de tempo. Considerando o conceito de equilíbrio térmico, marque a opção que indica o que ocorrerá depois desse intervalo: (A) O corpo mais quente tende a aumentar a temperatura. (B) O corpo mais frio tende a diminuir a temperatura. (C) O corpo mais quente diminui a temperatura e o corpo mais frio aumenta a temperatura. (D) As temperaturas dos dois corpos não se alteram quando estão em contato. Discursiva: Um estudante, no laboratório, deveria aquecer certa quantidade de água desde 25 oC até 70 oC. Depois de iniciada a experiência ele quebrou o termômetro de escala Celsius e teve que continuá-la com outro de escala Kelvin. Em que posição do novo termômetro ele deverá parar o aquecimento?

kW. 08 – (UFRR – 1999 – F1) Se dois corpos A e B estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, pode-se concluir que: a) os três corpos acham-se isolados; b) os corpos A e B estão em equilíbrio térmico entre si; c) a diferença entre as temperaturas dos corpos não é nula; d) a temperatura de C é a média aritmética das temperaturas de A e B; e) flui calor entre os três corpos. 09 – (FAA – 2009.1) Em relação a mudança de estado físico da matéria é incorreto afirmar que: a) Solidificação é a passagem de uma substância do estado líquido para o estado sólido; b) Vaporização é a passagem de uma substância do estado líquido para o estado gasoso; c) Condensação é a passagem de uma substância do estado gasoso para o estado líquido; d) Sublimação é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado gasoso. e) Fusão é a passagem de uma substância do estado líquido para o estado sólido; 10 – (FAA – 2007.2) Um bloco de determinado metal de massa 200g recebe 4000 calorias para variar sua temperatura de 10º C para 50°C. O valor do calor específico do metal é: a) 0,50 cal/g°C; b) 0,15 cal/g°C; c) 0,10 cal/g°C; d) 0,05 cal/g°C; e) 0,02 cal/g°C. 11 – (FAA – 2006.2) Quando dois corpos são colocados em contato, a condição necessária para que haja fluxo de calor entre eles é que: a) tenham capacidades térmicas diferente; b) contenham diferentes quantidades de calor; c) tenham o mesmo calor específico; d) encontrem-se em temperaturas diferentes; e) contenham a mesma quantidade de calor. 12 – (MACKENZIE) Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, pode-se concluir que a massa de água aquecida, em gramas, é: a) 500; b) 600; c) 700; d) 800; e) 900. 13 – (UFSE) A tabela abaixo apresenta a massa m de cinco objetos de metal, com seus respectivos calores específicos sensíveis c. METAL c(cal/gºC) m(g) Alumínio 0,217 100 Ferro 0,113 200 Cobre 0,093 300 Prata 0,056 400 Chumbo 0,031 500 O objeto que tem maior capacidade térmica é o de: a) alumínio b) ferro c) chumbo d) prata e) cobre 14 – (UFPA) Um corpo de 500 g liberou 250 cal quando sua temperatura variou de 80 ºC para 30 ºC. O calor específico desse corpo em cal/g.ºC é: a) 0,01; b) 0,02; c) 0,03; d) 0,04; e) 0,05. 15 – (UEPA) Um corpo de calor específico igual a 0,27 cal/g ºC e com 100 gramas de massa encontra-se a uma temperatura de 25 ºC, quando imerso em meio litro de água a 15 ºC. A temperatura de equilíbrio do sistema supostamente isolado é, em ºC: a) 14,2; b) 15; c) 15,51; d) 16,4; e) 16,83. GABARITO DOS TESTES DOS ÚLTIMOS VESTIBULARES 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 C E E E A C B B E A 11 12 13 14 15 D E E A C Apostilas 2� Ano Pdf/Ap 04 - Transmiss�o de Calor - CAP - 2017.pdf UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA CENTRO DE EDUCAÇÃO – CEDUC COORDENAÇÃO GERAL DA EDUCAÇÃO BÁSICA COLÉGIO DE APLICAÇÃO – CAP/UFRR – 2017 FÍSICA: PROF. MSC. RONALDO CUNHA APOSTILA 04 – TRANSMISSÃO DE CALOR FÍSICA – 2º ANO Página 1 de 5 TRANSMISSÃO DE CALOR 01 – INTRODUÇÃO: Obs1: A diferença de temperatura entre corpos estabelece uma transferência de calor entre eles, até que atinjam o equilíbrio térmico (quando dois corpos possuem a mesma temperatura). Obs2: Espontaneamente o calor sempre passa do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, independente das dimensões, da natureza e do contato ou não entre eles. Existem três processos de transmissão de calor: condução, convecção e irradiação: 02 – TRANSMISSÃO DE CALOR POR CONDUÇÃO: Condução Térmica é o processo de transmissão de calor através do qual a energia passa de partícula para partícula sem que as mesmas sejam deslocadas. Obs1: A condução de calor é um processo que exige a presença de um meio material e que, portanto, não ocorre no vácuo. Obs2: Os materiais podem ser divididos em condutores e isolantes de calor. ►Condutores: são os materiais que permitem a propagação do calor por condução, como por exemplo: os metais. ►Isolantes: são os materiais que não permitem a propagação do calor por condução. São chamados de maus condutores, como por exemplo: plástico, isopor, madeira, cortiça, vidro, ar, gelo, serragem, borracha, lã, amianto, etc. Ex1: Encoste uma barra de cobre numa chama quente de uma vela, e aguarde alguns minutos, você notará que a barra se aquece. Ex2: Os esquimós constroem seus iglus com blocos de gelo, empilhando-os uns sobre os outros, pois o gelo é mal condutor. Ex3: Os agasalhos que usamos no inverno também são feitos de isolantes térmicos, como a lã. Assim, o calor produzido pelo nosso corpo não escapa para a atmosfera, e nos sentimos aquecidos. 2 2.1 – FLUXO DE CALOR ou POTÊNCIA )P ou ( : É a quantidade de calor (Q) que atravessa um condutor em determinado intervalo de tempo (t) t Q P   Por Quanto Tempo 2.2 – UNIDADES DE FLUXO DE CALOR: 2.2.1 – No SI: J/s (joule por segundo) = W (watt). 2.2.2 – Usual: cal/s (calorias por segundos), cal/min (calorias por minuto), etc. Obs1: 1 cal = 4,18 J Obs2: 1 kcal = 1.000 cal Obs3: A condução térmica ocorre em regime estacionário ou permanente quando o fluxo de calor permanece constante com o tempo. Obs4: A condução de calor é um processo que exige a presença o meio material e que portanto, não ocorre no vácuo. Ex4: Uma placa de ferro é atravessada por uma quantidade de calor de 200 calorias em 25 segundos. Determine o fluxo de calor.         s 25t cal 200Q ? s/cal 8 25 200 t Q    2.3 – Lei da Condução Térmica (Lei Fourier): Considere uma placa de material condutor homogêneo (veja a figura), cujas superfícies de área (A), distanciadas pela espessura (L), ficam mantidas à temperaturas (T1) e (T2). Fourier mostrou que o fluxo de calor, em um regime estacionário de condução, é diretamente proporcional à área e à diferença de temperatura e inversamente proporcional à espessura. L T.A K   Ou L )TT.(A K 12   Nessa equação, a constante K é denominada coeficiente de condutibilidade térmica da substância. O seu valor é uma característica da substância. Nos condutores térmicos seu valor é elevado e nos isolantes, baixo. Unidade: J/s.m.K ou cal/s.cm.°C 2.4 – QUANTIDADE DE CALOR “Q”: A quantidade de calor transferida (Q) depende da distância entre as fontes (L), da diferença de temperatura (T2 – T1), da área da secção reta do condutor (A), do tempo de contato (t) e da condutibilidade térmica do condutor (K); essa condutibilidade é uma característica básica de cada material.    t.Q t Q L t).TT.(A .KQ 12   2.5 – COEFICIENTES DE CONDUTIBILIDADE TÉRMICA: Material Condutividade Térmica (kcal/s.m.°C) Aço 1,1.10 -2 Alumínio 4,9.10 -2 Ar 5,7.10 -6 Chumbo 8,3.10 -2 Cobre 9,2.10 -2 Concreto 2,0.10 -4 Gelo 4,0.10 -4 Lã Pura 1,0.10 -5 Madeira 2,0.10 -5 UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA CENTRO DE EDUCAÇÃO – CEDUC COORDENAÇÃO GERAL DA EDUCAÇÃO BÁSICA COLÉGIO DE APLICAÇÃO – CAP/UFRR – 2017 FÍSICA: PROF. MSC. RONALDO