Exercícios sobre a lei zero da termodinâmica

Resolva esta lista de exercícios sobre a lei zero da termodinâmica, a lei que define a temperatura e aborda o equilíbrio térmico entre os corpos.

Perguntas

Questão: 1

(ITA) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de 60 °C. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit?

A) 33 °F

B) 60 °F

C) 92 °F

D) 108 °F

E) 140 °F

Questão: 2

(Vunesp) Dois copos de vidro iguais, em equilíbrio térmico com a temperatura ambiente, foram guardados um dentro do outro, conforme mostra a figura. Uma pessoa, ao tentar desencaixá-los, não obteve sucesso. Para separá-los, resolveu colocar em prática seus conhecimentos da Física Térmica.

Um copo de vidro dentro de outro copo de vidro em uma questão da Vunesp sobre lei zero da termodinâmica.

De acordo com a Física Térmica, o único procedimento capaz de separá-los é:

A) mergulhar o copo B em água em equilíbrio térmico com cubos de gelo e encher o copo A com água à temperatura ambiente.

B) colocar água quente (superior à temperatura ambiente) no copo A.

C) mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente) e deixar o copo A sem líquido.
D) encher o copo A com água quente (superior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente).

E) encher o copo A com água gelada (inferior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água quente (superior à temperatura ambiente).

Questão: 3

(Uerj) Com o aumento do efeito estufa, a chuva ácida pode atingir a temperatura de 250 °C.

Na escala Kelvin, esse valor de temperatura corresponde a:

A) 212

B) 346

C) 482

D) 523

Questão: 4

(UEA) O local mais frio sobre a superfície da Terra está localizado em pequenos vales da camada de gelo da Antártida, onde, inicialmente, os cientistas haviam registrado a temperatura de – 93 °C. Contudo, novas aferições corrigiram esse valor para – 98 ºC. A diferença de temperatura entre a primeira medição e a atual, transposta para a escala Fahrenheit, corresponde a

A) – 5 °F.

B) – 6 °F.

C) – 8 °F.

D) – 9 °F.

E) – 12 °F.

Questão: 5

O equilíbrio térmico é o fenômeno em que dois corpos com temperaturas distintas têm suas temperaturas igualadas quando aproximados. Pensando nisso, qual das leis da Física abaixo trata dele?

A) Primeira lei da termodinâmica

B) Lei zero da termodinâmica

C) Lei de Steffan-Boltzmann

D) Lei da gravitação universal

E) Leis de Newton

Questão: 6

Uma pessoa observou que as suas bolinhas A e C estão em equilíbrio térmico, as bolinhas B e D também estão em equilíbrio térmico, mas as bolinhas A e B não estão em equilíbrio térmico. Então, como estão as bolinhas C e D?

A) Estão em equilíbrio térmico.

B) Não estão em equilíbrio térmico.

C) Todas as bolinhas estão em equilíbrio térmico.

D) Estão e não estão em equilíbrio térmico.

E) A lei zero da termodinâmica não se aplica nesse caso.

Questão: 7

Em um dia ligeiramente quente, um estudante mediu com o termomômetro sua temperatura e visualizou a temperatura de 95 ℉. Sabendo disso, encontre a temperatura do estudante em Kelvin.

A) 308 K

B) 273 K

C) 152 K

D) 73 K

E) 40 K

Questão: 8

Em um determinado dia do ano, mediu-se a temperatura de 15 ℃. Quanto vale essa temperatura nas escalas Kelvin e Fahrenheit?

A) 288 K e 59 ℉

B) 361 K e 89 ℉

C) 446 K e 119 ℉

D) 522 K e 149 ℉

E) 603 K e 179 ℉

Questão: 9

A partir de seus estudos sobre a lei zero da termodinâmica, quanto vale o zero absoluto Kelvin nas escalas Celsius e Fahrenheit?

A) -273 ℃ e - 459,4 ℉

B) 273 ℃ e 459,4 ℉

C) 0 ℃ e 0 ℉

D) -459,4 ℃ e - 273 ℉

E) 459,4 ℃ e 273 ℉

Questão: 10

Qual valor de temperatura é o mesmo na escala Celsius e na escala Fahrenheit?

A) 40

B) 12

C)  0

D)  25

E) 100

Questão: 11

Uma jovem viajou para o exterior e ao sair do aeroporto, observou que a temperatura local era de 113 ℉. Por curiosidade, ela realizou algumas contas para verificar quanto é essa temperatura na escala Celsius. Sabendo disso, qual foi o valor encontrado pela garota?

A) 90 ℃

B) - 90 ℃

C) 0 ℃

D) - 45 ℃

E) 45 ℃

Questão: 12

Quais proposições apresentam a unidade de medida correspondente às grandezas físicas estudadas na lei zero da termodinâmica?

I. A temperatura na escala Celsius é medida em Fahrenheit.

II. A temperatura na escala Fahrenheit é medida em Celsius.

III. A temperatura na escala Kelvin é medida em Kelvin.

A) Alternativas I.

B) Alternativas II.

C) Alternativas III.

D) Todas as alternativas.

E) Nenhuma das alternativas.

Respostas

Questão: 1

Alternativa D.

Calcularemos a variação da temperatura na escala Fahrenheit através da fórmula:

TC5=TF9

605=TF9

TF=9605

TF=108 ºF

Questão: 2

Alternativa E.

De acordo com a lei zero da termodinâmica, o único procedimento capaz de separar os copos é enchendo o copo A com água gelada, o que irá diminuir o seu tamanho, e mergulhar o copo B em água quente, fazendo com que dilate.

Questão: 3

Alternativa D.

De acordo com a lei zero da termodinâmica, podemos calcular a temperatura na escala Kelvin através da fórmula que a relaciona à escala Celsius:

TC5=TK2735

TC=TK273

250=TK273

TK=250+273 

TK=523K

Questão: 4

Alternativa D.

Calcularemos a variação da temperatura na escala Fahrenheit através da fórmula que a relaciona à variação da temperatura na escala Celsius:

TC5=TF9

98(93)5=TF9

98+935=TF9

55=TF9

1=TF9

TF=19

TF=9 ºF

Questão: 5

Alternativa B.

A lei que trata do equilíbrio térmico é a lei zero da termodinâmica.

Questão: 6

Alternativa B.

Como as bolinhas A e C estão em equilíbrio térmico, as bolinhas B e D também estão em equilíbrio. Mas as bolinhas A e B não estão em equilíbrio térmico, então, de acordo com a lei zero da termodinâmica, as bolinhas C e D não estão em equilíbrio.

Questão: 7

Alternativa A.

Calcularemos a temperatura do estudante na escala Kelvin através da fórmula que a relaciona à escala Fahrenheit:

TF329=TK2735

95329=TK2735

639=TK2735

7=TK2735

75=TK273

35=TK273

TK=35+273

TK=308 K

Questão: 8

 Alternativa A.

Primeiramente, calcularemos a temperatura na escala Kelvin, através da fórmula que a relaciona à escala Celsius:

TC5=TK2735

TC=TK273

15=TK273

TK=15+273

TK=288 K

Depois, calcularemos a temperatura na escala Fahrenheit, através da fórmula que a relaciona à escala Celsius:

TC5=TF329

155=TF329

3=TF329

39=TF32

27=TF32

TF=27+32

TF=59 ºF

Questão: 9

Alternativa A.

Primeiramente, calcularemos a temperatura na escala Celsius, através da fórmula que a relaciona à escala Kelvin:

TC5=TK2735

TC=TK273

TC=0273

TC=273 ºC

Depois, calcularemos a temperatura na escala Fahrenheit, através da fórmula que a relaciona à escala Kelvin:

TF329=TK2735

TF329=02735

TF329=2735

TF32=27395

TF32=491,4

TF=491,4+32 

TF=459,4 ºF

Questão: 10

Alternativa A.

Para encontrarmos qual temperatura é a mesma nas escalas Celsius e Fahrenheit, utilizaremos a fórmula que as relaciona:

TC5=TF329

Substituiremos os termos por x , já que possuem o mesmo valor:

x5=x329

9x5=x32

1,8xx=32

0,8x=32

x=320,8

x=40

Questão: 11

Alternativa E.

Calcularemos a temperatura na escala Celsius através da fórmula que a relaciona à escala Fahrenheit:

TC5=TF329

TC5=113329

TC5=819

TC=95

TC=45 ºC

Questão: 12

Alternativa C.

I. A temperatura na escala Celsius é medida em Fahrenheit. (incorreta)

A temperatura na escala Celsius é medida em Celsius.

II. A temperatura escala Fahrenheit é medida em Celsius. (incorreta)

A temperatura escala Fahrenheit é medida em Fahrenheit.

III. A temperatura na escala Kelvin é medida em Kelvin. (correta)


Fonte: Brasil Escola - https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-a-lei-zero-da-termodinamica.htm