Questões teóricas

📝 10 exercícios

Os exercícios essenciais do tema, no estilo dos exames nacionais e dos testes intermédios, com o grau de dificuldade de cada um. Clica numa opção para ver logo se acertaste e abre a Resolução para perceberes o raciocínio completo.

📘 Resumo da matéria

Antes de começares, revê Atividade laboratorial AL 3.2 – laboratório virtual.

1Fácil Numa resistência de aquecimento percorrida por corrente, a energia elétrica é transformada, por efeito Joule, em…

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Opção
(A)
  1. 📐 Fórmulasefeito Joule
  2. (A) energia térmicaVerdadeira. a passagem da corrente aquece a resistência: a energia elétrica transforma-se em energia térmica.
  3. (B) energia químicaFalsa. não há reações químicas na resistência.
  4. (C) potencial gravíticaFalsa. a resistência não muda de altura.
  5. (D) nuclearFalsa. não há processos nucleares.

2Fácil A capacidade térmica C de um corpo é a energia necessária para…

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(B)
  1. 📐 FórmulasC = EΔθ
  2. (A) fundirFalsa. isso depende da entalpia de fusão, não de C.
  3. (B) elevar de 1 KVerdadeira. C = E/Δθ: energia por cada kelvin de aumento de temperatura.
  4. (C) vaporizarFalsa. isso depende da entalpia de vaporização.
  5. (D) aumentar a massaFalsa. a massa não aumenta ao aquecer.

3Fácil A unidade SI da capacidade térmica mássica é…

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(A)
  1. 📐 Fórmulasc = Em Δθ
  2. (A) J kg⁻¹ K⁻¹Verdadeira. c = E/(m Δθ): joule por quilograma e por kelvin.
  3. (B) J KFalsa. J K nada tem a ver com energia por massa e temperatura.
  4. (C) W kgFalsa. W kg não corresponde a E/(m Δθ).
  5. (D) kg J⁻¹Falsa. kg J⁻¹ é o inverso do que se pretende.

4Médio Num aquecimento, indica a energia fornecida, a energia útil e a energia dissipada, e escreve o balanço energético.

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  1. 📐 FórmulasEfornecida = U I Δt · Eútil = m c Δθ
  2. EnergiasFornecida: a energia elétrica transformada na resistência. Útil: a que aumenta a energia interna (temperatura) do bloco.
  3. BalançoDissipada: a que passa para o ambiente. Balanço: Efornecida = Eútil + Edissipada.

5Médio O gráfico da variação de temperatura de um bloco em função da energia fornecida (sem perdas) é…

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(B)
  1. 📐 FórmulasΔθ = EC
  2. (A) parábolaFalsa. Δθ é proporcional a E, não a E².
  3. (B) reta pela origem de declive 1/CVerdadeira. Δθ = E/C é diretamente proporcional a E: reta pela origem com declive 1/C.
  4. (C) reta horizontalFalsa. uma reta horizontal diria que Δθ não depende de E.
  5. (D) hipérboleFalsa. uma hipérbole seria Δθ ∝ 1/E.

6Médio A reta de ajuste de um bloco de 0,500 kg é Δθ = 2,2 E (Δθ em °C e E em kJ). Determina a capacidade térmica e a capacidade térmica mássica.

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📋 Dados: m = 0,500 kg; declive = 2,2 °C/kJ.
  1. 📐 Fórmulasdeclive = 1C ⇒ C = 1declive · c = Cm
  2. Capacidade térmicaC = 12,2 kJ/°C = 10002,2 J K⁻¹ = 455 J K⁻¹.
  3. Capacidade térmica mássicac = 4550,500 = 909 J kg⁻¹ K⁻¹.

7Médio Se houver dissipação de energia durante o aquecimento, o valor de c obtido…

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(B)
  1. 📐 Fórmulasc = Em Δθ
  2. (A) menorFalsa. Δθ é menor, logo c calculado sai maior, não menor.
  3. (B) maiorVerdadeira. parte de E não aquece o bloco: Δθ é menor e c = E/(m Δθ) sai maior.
  4. (C) igualFalsa. a dissipação altera o resultado.
  5. (D) não se calculaFalsa. calcula-se, com erro sistemático.

8Médio Explica o que acontece à temperatura do bloco quando se desliga a resistência, e o que se faz para minimizar a dissipação.

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  1. EvoluçãoAo desligar, a resistência ainda está mais quente do que o bloco e continua a ceder-lhe energia: a temperatura sobe um pouco e depois desce, por dissipação para o ambiente.
  2. Minimizar perdasPara minimizar a dissipação envolve-se o bloco em isolante térmico e garante-se bom contacto térmico com a resistência e o sensor.

9Difícil Com a mesma energia (2,0 kJ) e a mesma massa (0,500 kg), calcula o aumento de temperatura do alumínio (897) e do cobre (385) em J kg⁻¹ K⁻¹. Qual aquece mais?

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  1. 📐 FórmulasE = m c Δθ ⇒ Δθ = Em c
  2. AlumínioAl: Δθ = 20000,500 × 897 = 4,5 °C.
  3. CobreCu: Δθ = 20000,500 × 385 = 10,4 °C. O cobre aquece mais (menor c).

10Difícil Para minimizar a dissipação de energia num aquecimento de um bloco, deve-se…

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(B)
  1. 📐 Fórmulasmenos perdas ⇒ c mais exato
  2. (A) bloco expostoFalsa. expõe o bloco a mais perdas.
  3. (B) isolante e bom contactoVerdadeira. o isolante reduz as trocas de energia com o ambiente e o bom contacto garante a medição correta.
  4. (C) lentamente sem isolamentoFalsa. aquecer devagar aumenta o tempo de perdas, sem isolamento.
  5. (D) retirar termómetroFalsa. sem termómetro não se mede a temperatura.

➡️ A seguir

Continua com as questões laboratoriais e as práticas.

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