Exercícios sobre equilíbrio térmico

Esta lista de exercícios trata do fenômeno termodinâmico descrito pela lei zero da termodinâmica, conhecido como equilíbrio térmico, que ocorre pela transferência de calor. Publicado por: Rafael Helerbrock
Questão 1

Assinale a alternativa que apresenta o nome de uma lei da física que explica como ocorre o fenômeno termodinâmico conhecido como equilíbrio térmico.

a) Terceira lei da termodinâmica

b) Lei de Steffan-Boltzmann

c) Lei da gravitação universal

d) Primeira lei da termodinâmica

e) Lei zero da termodinâmica

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Resposta

Letra e

O equilíbrio térmico é o fenômeno que explica a troca de calor entre corpos de diferentes temperaturas, de acordo com a lei zero da termodinâmica. Portanto, a alternativa correta é a letra e.

Questão 2

Em uma xícara de capacidade térmica desprezível, despeja-se 200 ml (200 g) de água a 50 ºC, então, dois cubos de açúcar de 5 g, à temperatura de 25 ºC, e de calor específico igual a 0,280 cal/gºC, são mergulhados na água quente. Determine a temperatura de equilíbrio do sistema água e cubo de açúcar, despreze as perdas de calor para o ar, e assinale a alternativa correta:

Dados: cágua = 1,0 cal/gºC

a) 42,5 ºC

b) 49,6 ºC

c) 35 ºC

d) 47,2 ºC

e) 45,6 ºC

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Letra b

O equilíbrio térmico consiste na troca de calor, portanto, de acordo com as condições especificadas no enunciado, todo o calor que a água cede para o açúcar será absorvido, dessa maneira, podemos realizar o seguinte cálculo:

No cálculo, somamos os calores sensíveis cedidos pela água e absorvidos pelos dois cubos de açúcar, que resultam em 10 g. Depois de aplicarmos as propriedades distributivas nos cálculos, descobrimos que a temperatura de equilíbrio será de 49,6 ºC, portanto, a alternativa correta é a letra b.

Questão 3

Tendo como base exclusivamente o que é delimitado pelo enunciado da lei zero da termodinâmica: “Se dois corpos encontrarem-se em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, então, esses corpos estarão em equilíbrio térmico entre si”, assinale a alternativa correta:

a) O calor é uma grandeza escalar e é medido em joules, de acordo com o SI.

b) O calor é sempre transferido dos corpos mais frios em direção aos corpos mais quentes.

c) O calor é transferido espontaneamente entre corpos de diferentes temperaturas.

d) O calor é transferido mesmo após o equilíbrio térmico ter sido estabelecido.

e) O calor pode ser transferido por meio dos processos de condução, convecção e radiação.

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Letra c

A questão delimita que assinalemos uma alternativa relacionada ao que é dito no enunciado da lei zero da termodinâmica, desse modo, apesar de as alternativas a e e serem verdadeiras, a alternativa correta é a letra c.

Questão 4

Existe um processo de transferência de calor que pode ocorrer mesmo na ausência de um meio físico. O nome que se dá a esse processo é:

a) convecção

b) radiação

c) evaporação

d) vaporização

e) radiação

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Letra e

Entre os processos listados na alternativa, apenas o de radiação, que ocorre pela emissão e absorção de ondas eletromagnéticas, pode ocorrer no vácuo, portanto, a alternativa correta é a letra e.

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