PARTE I - PROPAGAÇÃO DO CALOR 

(ENEM ADAPTADO) USE O TEXTO E A IMAGEM PARA RESPONDER AS QUESTÕES 1 E 2. 

Com a busca por fontes de energia renováveis e redução no consumo de eletricidade, muitas residências utilizam aquecedores solares para aquecer água destinada ao banho e outras atividades domésticas. Nesse sistema, a radiação solar aquece a água presente nos tubos coletores, fazendo com que ela circule até o reservatório térmico, enquanto a água mais fria retorna aos coletores para ser aquecida novamente. Conforme ilustrado. 

1. Considerando o funcionamento descrito e ilustrado na imagem, qual processo físico é responsável pela circulação da água e pelo aquecimento da água no reservatório?

a) Condução térmica, pois o calor passa diretamente do Sol para a água sem necessidade de movimento.

b) Irradiação térmica, pois a água absorve calor apenas por ondas eletromagnéticas dentro do reservatório.

c) Convecção, pois a água aquecida se torna menos densa e sobe para o reservatório, enquanto a água fria desce para ser aquecida novamente.

d) Dilatação térmica, pois a água aumenta de volume e gera calor para o sistema.

e) Compressão térmica, pois a pressão nos tubos aumenta a temperatura da água.

2.  Durante um dia ensolarado, o coletor solar transferiu 72 000 J de energia térmica para a água ao longo de 10 minutos, elevando sua temperatura antes de chegar ao reservatório.

Com base nessas informações, determine o fluxo de calor fornecido pelo sistema, em joules por segundo (J/s).

a) 12 J/s

b) 72 J/s

c) 120 J/s

d) 720 J/s

e) 7 200 J/s

3. Imagine dois corpos A e B com temperaturas TA e TB, sendo TA > TB. Quando colocamos esses corpos em contato térmico, podemos afirmar que ocorre o seguinte fato:

a) Os corpos se repelem.

b) O calor flui do corpo A para o corpo B por tempo indeterminado.

c) O calor flui do corpo B para o corpo A por tempo indeterminado.

d) O calor flui de A para B até que ambos atinjam a mesma temperatura.

e) Não acontece nada.

4. No café da manhã, uma colher metálica é colocada no interior de uma caneca que contém leite bem quente. A respeito desse acontecimento, são feitas três afirmativas.

I. Após atingirem o equilíbrio térmico, a colher e o leite estão a uma mesma temperatura.

II. Após o equilíbrio térmico, a colher e o leite passam a conter quantidades iguais de energia térmica.

III. Após o equilíbrio térmico, cessa o fluxo de calor que existia do leite (mais quente) para a colher (mais fria).

Podemos afirmar que:

a) somente a afirmativa I é correta;

b) somente a afirmativa II é correta;

c) somente a afirmativa III é correta;

d) as afirmativas I e III são corretas;

e) as afirmativas II e III são corretas.

5. Analise as proposições e indique a verdadeira.

a) Calor e energia térmica são a mesma coisa, podendo sempre ser usados tanto um termo como o outro, indiferentemente.

b) Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando possuem quantidades iguais de energia térmica.

c) O calor sempre flui da região de menor temperatura para a de maior temperatura.

d) Calor é energia térmica em trânsito, fluindo espontaneamente da região de maior temperatura para a de menor temperatura.

e) Um corpo somente possui temperatura maior que a de um outro quando sua quantidade de energia térmica também é maior que a do outro.

6. (Enem) A sensação de frio que nós sentimos resulta:

a) do fato de nosso corpo precisar receber calor do meio exterior para não sentirmos frio.

b) da perda de calor do nosso corpo para a atmosfera que está a uma temperatura maior.

c) da perda de calor do nosso corpo para a atmosfera que está a uma temperatura menor.

d) do fato de a friagem que vem da atmosfera afetar o nosso corpo.

e) da transferência de calor da atmosfera para o nosso corpo.

7. Você sabe que o aprendizado da Física também se faz por meio da observação das situações que ocorrem no nosso dia a dia. Faça um experimento. Caminhe descalço sobre um carpete ou um tapete e sobre um piso cerâmico, como o do banheiro da sua casa, por exemplo. Você vai notar que o piso cerâmico parece mais frio do que o tapete, apesar de estarem à mesma temperatura. Essa diferença de sensação se deve ao fato de:

a) a capacidade térmica do piso cerâmico ser menor que a do tapete;

b) a temperatura do piso cerâmico ser menor que a do tapete;

c) a temperatura do tapete ser menor que a do piso cerâmico;

d) a condutividade térmica do piso cerâmico ser maior que a do tapete;

e) a condutividade térmica do piso cerâmico ser menor que a do tapete.

8. Numa noite muito fria, você ficou na sala assistindo à televisão. Após algum tempo, foi para a cama e deitou-se debaixo das cobertas (lençol, cobertor e edredom). Você nota que a cama está muito fria, apesar das cobertas, e só depois de algum tempo o local se torna aquecido.

A perda de calor por irradiação nesse dispositivo é reduzida pela presença

a) da tampa.

b) do vácuo.

c) das paredes espelhadas.

d) da tampa e do vácuo.

e) do vácuo e das paredes espelhadas.

1. Determinada massa de gás perfeito sofre as transformações indicadas a seguir: 

I. Compressão à temperatura constante. 

II. Expansão à pressão constante. 

III.Aquecimento a volume constante. 

Nessa ordem, as transformações podem ser chamadas também de:

a) isobárica, adiabática e isocórica. 

b) isométrica, isotérmica e isobárica. 

c) isotérmica, isobárica e adiabática. 

d) isométrica, isocórica e isotérmica. 

e) isotérmica, isobárica e isométrica 

2.Uma amostra de gás ideal sofre as transformações I, II e III, identificadas no gráfico pressão versus volume apresentado abaixo. 

Sabe-se que a transformação III é adiabática. 

As transformações I e II são, respectivamente: 

A) isobárica e isotérmica. 

B) isométrica e isobárica. 

C) isobárica e isométrica. 

D) isotérmica e isobárica. 

E) isométrica e isotérmica. 

4.Um estudante observa que 15 litros de determinada massa de gás perfeito, à pressão de 8 atm, sofre uma transformação isotérmica na qual seu volume aumenta de um terço. A nova pressão do gás será de:

a) 2 atm

b) 3 atm

c) 4 atm

d) 5 atm

e) 6 atm

5. Gases ideais podem sofrer mudanças em suas propriedades, modificando sua pressão, seu volume e sua temperatura, de forma a modificar seu estado termodinâmico. As transformações Isocórica, Isotérmica e Adiabática são aquelas que as grandezas “A”, “B” e “C” sejam nulas, respectivamente.

Assinale a alternativa que apresenta a correta relação para as grandezas A, B e C, respectivamente.

A) Pressão, Variação da Energia Interna e Calor.

B) Trabalho, Variação da Energia Interna e Calor.

C) Volume, Temperatura e Calor.

D) Volume, Pressão e Trabalho.

E) Trabalho, Temperatura e Variação da Energia Interna.

https://www.youtube.com/watch?v=NMNYSep8qJM

6. Um gás ideal sofre uma compressão isobárica, reduzindo seu volume de 20L para 4L. Pode-se afirmar que

A) sua temperatura ficou inalterada, mesmo recebendo energia na forma de Calor.

B) o gás realizou Trabalho, reduzindo sua temperatura para 1/5 do valor inicial.

C) sua Energia Interna reduziu, pois, sua temperatura reduziu para 1/5 do valor inicial.

D) sua temperatura aumentou devido ao recebimento de energia na forma de Calor.

E) o gás sofreu Trabalho ao mesmo tempo que recebeu energia na forma de Calor, aumentando em 5 vezes sua temperatura.

7.Um gás ideal confinado em um recipiente fechado de volume constante sofre uma transformação termodinâmica em que a sua pressão diminui. Assinale a seguir o diagrama pressão (p) versus temperatura absoluta (T) compatível com essa transformação. 

8. Na superfície da Terra, um balão apresenta um volume de 50 m³, temperatura de 54 °C e pressão de 80 cm Hg. Ao subir, sua temperatura permanece constante e, em determinada altura, seu volume atinge 1.000 m³.

Considerando que a temperatura não varia durante a subida, qual é a nova pressão suportada pelo balão, em cm Hg?

A) 8 cm Hg
B) 16 cm Hg
C) 4 cm Hg
D) 40 cm Hg
E) 2 cm Hg

9.Em um recipiente rígido de 41 L de capacidade, são colocados 10 mols de um gás perfeito, à temperatura de 450K . Qual o valor da pressão exercida por esse gás nas paredes internas do recipiente? 

Dado: constante universal dos gases perfeitos R: 0,082 atm . L/mol . K 

A) 5 atm

B) 7 atm

C) 9 atm 

D) 12 atm

E) 15 atm 

10. A que temperatura (em graus Celsius) devem-se encontrar 5,0 mols de um gás perfeito para que, colocados em um recipiente de volume igual a 20,5 L, exerçam uma pressão de 4,0 atm?

 Dado: R:  0,082 atm L/mol K. 

A) -273 °C

B) 0 °C

C) -73 °C 

D) 100 °C

E) 27 °C 

11. Nos últimos anos os painéis solares tem sido amplamente utilizados por aqueles que desejam uma redução nos custos envolvidos com a utilização de energia elétrica. Ao longo das últimas cinco décadas, a eficiência dos painéis solares aumentou de 6%, na década de 50, até valores acima de 20%, atualmente.

Em um futuro próximo, espera-se que a eficiência aumente ainda mais. Levando em conta a taxa de crescimento apresentada até então, é esperado que se atinja uma eficiência de 100% em quanto tempo?

A) 114 anos.

B) 286 anos.

C) 347 anos.

D) 400 anos.

E) Nunca.

12. A 1 a Lei da Termodinâmica, aplicada a uma transformação gasosa, se refere à: 

a) conservação de massa do gás; 

b) conservação da quantidade de movimento das partículas do gás; 

c) relatividade do movimento de partículas subatômicas, que constituem uma massa de gás; 

d) conservação da energia total; 

e) expansão e contração do binômio espaço-tempo no movimento das partículas do gás. 

13. Em um experimento de laboratório, um gás contido em um pistão recebe 700 J de calor e, como consequência, realiza um trabalho de 400 J, empurrando o êmbolo para fora.

Considerando a Primeira Lei da Termodinâmica, qual foi a variação da energia interna desse gás?

A) A energia interna aumentou em 1100 J.

B) A energia interna diminuiu em 300 J.

C) A energia interna aumentou em 300 J.

D) A energia interna diminuiu em 1100 J.

E) A energia interna permaneceu constante.