3_MF5_2024_2025

O aquecimento de um bloco calorimétrico de alumínio, usando uma resistência elétrica de aquecimento ligada a um gerador de tensão contínua (ver figura seguinte), permitiu determinar a capacidade térmica mássica do alumínio. A massa do bloco era 980,0 g e o valor tabelado para a capacidade térmica mássica deste material é 900 J kg^–1 K^–1.

Qual das seguintes afirmações é correta?

• A potência fornecida pela resistência de aquecimento é independente da corrente elétrica que a percorre.

• A energia fornecida ao bloco calorimétrico pela resistência de aquecimento, por unidade de tempo, é totalmente utilizada para o seu aquecimento.

• O material isolador usado na montagem experimental deve ter elevada condutividade térmica.

• A condutividade térmica do material do bloco calorimétrico é superior à condutividade térmica do material isolador.

• ... 4,0%.

• ... 3,0%.

• ... 8,0%.

• ... 6,0%.

• ... 33 m².

• ... 43 m².

• ... 68 m².

• ... 17 m².

Answer explanation

Um sistema de aquecimento de água por energia solar é composto por uma placa coletora, tubos e um tanque. A água passa no sistema, onde é aquecida pelos raios de luz que passam através de uma cobertura transparente, circulando nos tubos, e é depositada no tanque (ver figura).

A cobertura de vidro do coletor solar é _____ à radiação visível incidente e ____ à maior parte da radiação infravermelha emitida no interior do coletor, o que contribui para o aumento da temperatura no interior do coletor.

• ... transparente … opaca ...

• ... opaca … transparente ...

• ... transparente … transparente ...

• ... opaca … opaca ...

Um sistema de aquecimento de água por energia solar é composto por uma placa coletora, tubos e um tanque. A água passa no sistema, onde é aquecida pelos raios de luz que passam através de uma cobertura transparente, circulando nos tubos, e é depositada no tanque (ver figura).

Indique o(s) mecanismo(s) de transferência de energia que ocorre no coletor solar.

• Condução.

• Radiação.

• Convecção.

• Transferência de calor.

O gráfico da figura mostra como a temperatura de massas iguais de duas substâncias diferentes (óleo e água) varia no tempo, quando a energia transferida por intervalo de tempo é a mesma.

Indique qual das substâncias apresenta maior capacidade térmica mássica.

• Óleo

• Água

Answer explanation

·       O declive da reta representa a razão entre a potência e a capacidade térmica, ou seja, como a potência e as massas (do óleo e da água) são as mesmas, quanto maior for o declive da reta, menor é a capacidade térmica mássica.

·       Como o declive da reta da água é menor que o do óleo, significa que a água apresenta maior capacidade térmica mássica.

O gráfico da figura mostra como a temperatura de massas iguais de duas substâncias diferentes (óleo e água) varia no tempo, quando a energia transferida por intervalo de tempo é a mesma.

Para a mesma energia e no mesmo intervalo de tempo, a variação de temperatura sofrida pela água é __________ que a variação de temperatura sofrida pelo óleo, pois a capacidade térmica mássica da água é ____________ que a do óleo.

• ... menor ... menor ...

• ... menor ... maior ...

• ... maior ... menor ...

• ... maior ... maior ...

Answer explanation

Sendo as massas iguais, para a mesma energia transferida, uma menor variação de temperatura corresponde a uma maior capacidade térmica mássica.

Um estudante caminha descalço num dia em que a temperatura ambiente é de 28 ºC. O piso de cerâmica muda para um de madeira.

Senta-se e, ao ler o jornal, depara-se com as seguintes notícias: “Profissionais da área da saúde recomendam o uso de roupas brancas para a prática de exercício físico”, “Como caminhar ou correr, principalmente no verão” e “Como desenvolver um termómetro”.

O estudante tem a sensação de que a cerâmica está mais fria que a madeira.

A sensação do estudante deve-se ao facto de a ....

• ... capacidade térmica mássica da cerâmica ser maior que a da madeira.

• ... capacidade térmica mássica da cerâmica ser menor que a da madeira.

• ... condutividade térmica da cerâmica ser maior que a da madeira.

• ... condutividade térmica da cerâmica ser menor que a da madeira.

Answer explanation

A sensação de que cerâmica está mais fria resulta de a condutividade térmica desta ser maior que a da madeira. Assim, o calor dos pés do estudante é transferido mais rapidamente na cerâmica do que na madeira, o que lhe causa essa sensação.

Um estudante caminha descalço num dia em que a temperatura ambiente é de 28 ºC. O piso de cerâmica muda para um de madeira.

Senta-se e, ao ler o jornal, depara-se com a seguinte notícia: “Profissionais da área da saúde recomendam o uso de roupas brancas para a prática de exercício físico”.

A preferência por roupas brancas deve-se ao facto de elas ...

• ... absorverem menos radiação térmica do que as roupas escuras.

• ... refletirem menos a radiação térmica do que as roupas escuras.

• ... absorverem mais a radiação térmica do que as roupas escuras.

• ... impedirem a formação de correntes de convecção com maior facilidade do que as roupas escuras.

Answer explanation

O branco é um bom refletor e mau absorsor de radiação.

Uma amostra de um material sólido desconhecido, de massa 15,0 g, recebe energia por calor de modo que a sua temperatura se modifica de acordo com o gráfico da figura.

(1 cal = 4,18 J)

Considere os troços AB, CD e DE.

A variação da energia interna do sistema ...

• ... é nula apenas em dois dos intervalos de tempo considerados.

• ... é nula nos três intervalos de tempo considerados.

• ... é diferente de zero apenas em dois dos intervalos de tempo considerados.

• ... é diferente de zero nos três intervalos de tempo considerados.

Answer explanation

Em qualquer um dos troços, a variação da energia interna é diferente de zero, pois nos troços AB e CD há absorção de energia para ocorrer variação de temperatura do material, enquanto no troço DE, embora não haja alteração da temperatura do material, há absorção de energia para quebrar as ligações intermoleculares.