Aprofundamento - Exercícios sobre Termologia

8 questões. Resolver no Descomplica

  1. Questão 1

    (Enem digital 2020) Um fabricante de termômetros orienta em seu manual de instruções que o instrumento deve ficar três minutos em contato com o corpo para aferir a temperatura. Esses termômetros são feitos com o bulbo preenchido com mercúrio conectado a um tubo capilar de vidro.
    De acordo com a termodinâmica, esse procedimento se justifica, pois é necessário que

    1. o termômetro e o corpo tenham a mesma energia interna.

    2. a temperatura do corpo passe para o termômetro.

    3. o equilíbrio térmico entre os corpos seja atingido.

    4. a quantidade de calor dos corpos seja a mesma.

    5. o calor do termômetro passe para o corpo.

  2. Questão 2

    (Enem digital 2020) O leite UHT (do inglês _Ultra-High Temperature_) é o leite tratado termicamente por um processo que recebe o nome de ultrapasteurização. Elevando sua temperatura homogeneamente a 135 °C por apenas 1 ou 2 segundos, o leite é esterilizado sem prejudicar significativamente seu sabor e aparência. Desse modo, ele pode ser armazenado, sem a necessidade de refrigeração, por meses. Para alcançar essa temperatura sem que a água que o compõe vaporize, o leite é aquecido em alta pressão. É necessário, entretanto, resfriar o leite rapidamente para evitar o seu cozimento. Para tanto, a pressão é reduzida subitamente, de modo que parte da água vaporize e a temperatura diminua.
    O processo termodinâmico que explica essa redução súbita de temperatura é a

    1. convecção induzida pelo movimento de bolhas de vapor de água.

    2. emissão de radiação térmica durante a liberação de vapor de água.

    3. expansão livre do vapor de água liberado pelo leite no resfriamento.

    4. conversão de energia térmica em energia química pelas moléculas orgânicas.

    5. transferência de energia térmica durante a vaporização da água presente no leite.

  3. Questão 3

    (Enem PPL 2020) A fritura de alimentos é um processo térmico que ocorre a temperaturas altas, aproximadamente a 170 °C. Nessa condição, alimentos ricos em carboidratos e proteínas sofrem uma rápida desidratação em sua superfície, tornando-a crocante. Uma pessoa quer fritar todas as unidades de frango empanado congelado de uma caixa. Para tanto, ela adiciona todo o conteúdo de uma vez em uma panela com óleo vegetal a 170 °C, cujo volume é suficiente para cobrir todas as unidades. Mas, para sua frustração, ao final do processo elas se mostram encharcadas de óleo e sem crocância.
    As unidades ficaram fora da aparência desejada em razão da

    1. evaporação parcial do óleo.

    2. diminuição da temperatura do óleo.

    3. desidratação excessiva das unidades.

    4. barreira térmica causada pelo empanamento.

    5. ausência de proteínas e carboidratos nas unidades.

  4. Questão 4

    (Enem digital 2020) Para assegurar a boa qualidade de seu produto, uma indústria de vidro analisou um lote de óxido de silício (SiO<sub>2</sub>), principal componente do vidro. Para isso, submeteu uma amostra desse óxido ao aquecimento até sua completa fusão e ebulição, obtendo ao final um gráfico de temperatura T (°C) versus tempo t (min) . Após a obtenção do gráfico, o analista concluiu que a amostra encontrava-se pura.
    Dados do SiO<sub>2</sub>: T<sub>fusão</sub> = 1.600 °C; T<sub>ebulição</sub> = 2.230 °C
    Qual foi o gráfico obtido pelo analista?

  5. Questão 5

    (Enem PPL 2020) Em um manual de instruções de uma geladeira, constam as seguintes recomendações:
    • Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário;
    • É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras;
    • Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede.
    Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas para essas recomendações são, respectivamente:

    1. Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador de calor e o ambiente.

    2. Reduzir a saída de frio do refrigerador para o ambiente, garantir a convecção do ar interno, garantir o isolamento térmico entre a parte interna e a externa.

    3. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

    4. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a transmissão do frio entre os alimentos na prateleira e permitir a troca de calor entre o dissipador e o ambiente.

    5. Reduzir o fluxo de calor do ambiente para a parte interna do refrigerador, garantir a convecção do ar interno e garantir o isolamento térmico entre as partes interna e externa.

  6. Questão 6

    (Enem 2019) Dois amigos se encontram em um posto de gasolina para calibrar os pneus de suas bicicletas. Uma das bicicletas é de corrida (bicicleta A) e a outra, de passeio (bicicleta B). Os pneus de ambas as bicicletas têm as mesmas características, exceto que a largura dos pneus de A é menor que a largura dos pneus de B. Ao calibrarem os pneus das bicicletas A e B, respectivamente com pressões de calibração p$_{ A}$ e p$_{B }$, os amigos observam que o pneu da bicicleta A deforma, sob mesmos esforços, muito menos que o pneu da bicicleta B. Pode-se considerar que as massas de ar comprimido no pneu da bicicleta A, m$_{ A}$, e no pneu da bicicleta B, m$_{B }$, são diretamente proporcionais aos seus volumes.
    Comparando as pressões e massas de ar comprimido nos pneus das bicicletas, temos:

    1. pA < pB e mA < mB

    2. pA > pB e mA < mB

    3. pA > pB e mA = mB

    4. pA < pB e mA = mB

    5. pA > pB e mA > mB

  7. Questão 7

    (Enem, 2020) Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26°C a 28°C), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 4,0 kJ kg^–1^ K^–1^ e a densidade 1 kg L^–1^.
    Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?

    1. 4,0ºC

    2. 3,6°C

    3. 0,9°C

    4. 0,6°C

    5. 0,3°C

  8. Questão 8

    (Enem PPL 2020) Tanto a conservação de materiais biológicos como o resfriamento de certos fotodetectores exigem baixas temperaturas que não são facilmente atingidas por refrigeradores. Uma prática comum para atingi-las é o uso de nitrogênio líquido, obtido pela expansão adiabática do gás N<sub>2</sub>, contido em um recipiente acoplado a um êmbolo, que resulta no resfriamento em temperaturas que chegam até seu ponto de liquefação em - 196 °C. A figura exibe o esboço de curvas de pressão em função do volume ocupado por uma quantidade de gás para os processos isotérmico e adiabático. As diferenças entre esses processos podem ser identificadas com base na primeira lei da termodinâmica, que associa a variação de energia interna à diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo.

    A expansão adiabática viabiliza o resfriamento do N<sub>2</sub> porque

    1. a entrada de calor que ocorre na expansão por causa do trabalho contribui para a diminuição da temperatura.

    2. a saída de calor que ocorre na expansão por causa do trabalho contribui para a diminuição da temperatura.

    3. a variação da energia interna é nula e o trabalho é associado diretamente ao fluxo de calor, que diminui a temperatura do sistema.

    4. a variação da energia interna é nula e o trabalho é associado diretamente à entrada de frio, que diminui a temperatura do sistema.

    5. o trabalho é associado diretamente à variação de energia interna e não há troca de calor entre o gás e o ambiente.