Questões de Concurso

Uma preocupação atual para a construção civil é o planejamento de prédios em que o uso de equipamentos para manter um conforto térmico, com uma temperatura mais adequada, requeira menor consumo de energia elétrica. Conceitos de Física ligados aos processos de transmissão de calor são um recurso teórico básico nesta discussão. Um professor solicitou que seus estudantes apresentassem projetos em que a conservação da energia térmica de uma casa fosse preservada por mais tempo possível, tanto na manutenção do aquecimento em dias frios, quanto na manutenção da casa mais fresca em dias muito quentes. Alguns pontos abordados, nos três projetos apresentados, são descritos a seguir:

Projeto I- A partir do uso de isolantes térmicos, no telhado, na pintura da casa, nas janelas, cortinas e tapetes, a casa pode se manter aquecida naturalmente, mesmo no inverno.
Projeto II- A partir do uso de isolantes térmicos, a casa pode ser mantida mais fresca, por mais tempo, mesmo no verão.
Projeto III- A partir do uso de plantio de árvores, jardins e espelhos de água, será possível que a casa se mantenha aquecida naturalmente, mesmo no inverno.

Após a apresentação dos projetos, o professor concluiu que precisava retomar conceitos e fazer correções no(s) seguinte(s) projeto(s):

O calor de combustão refere-se à quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa de combustível. Uma pousada pretende instalar um aquecedor de água que queima eucalipto com calor de combustão de 4.000 kcal/kg para aquecer a água de 20 ºC até 65 ºC, a fim de atender às altas demandas da temporada de inverno, que possui eficiência de 60%.

O consumo diário de água quente na pousada é de 200 litros, o calor específico da água é de 1,0 cal/g ºC e sua massa específica é de 1.000 kg/m³ .

A massa de lenha, em quilogramas, a ser consumida em cinco dias será de, aproximadamente,

Sadi Carnot propôs, em 1824, um modelo teórico de má­ quina térmica ideal que opera entre dois reservatórios térmicos com temperaturas T_Q (quente) e T_F (frio). A eficiência máxima de uma máquina desse tipo é determinada exclusivamente por essas temperaturas, expressa pela equação:



Suponha que essa máquina de Carnot absorva 1.500 J de calor de um reservatório a 500 K, realize trabalho e descarte calor para um reservatório a 350 K.

O trabalho realizado pela máquina, em joules, é de: 

Na natureza, a maioria dos processos que observamos são irreversíveis, ou seja, ocorrem espontaneamente em uma direção e não podem simplesmente voltar ao estado inicial sem a intervenção de uma força externa. Exemplos comuns de processos irreversíveis incluem o derretimento de um cubo de gelo em um ambiente quente, a mistura de dois líquidos inicialmente separados, ou a expansão de um gás em um recipiente vazio.

Esses processos estão intimamente ligados ao aumento da

Um estudante no nível do mar recebe um termômetro com escala termométrica desconhecida. Para estudá-lo, seu professor propõe que o termômetro seja inserido em um recipiente contendo água com gelo.
Nesse caso, o termômetro acusa um valor de ?4.
Em seguida, o professor pede que o termômetro seja inserido em um recipiente com água em ebulição. O estudante verifica que o termômetro passa a indicar +116. A única temperatura em que o termômetro estudado e um outro termômetro graduado na escala Celsius indicam a mesma temperatura é