Termologia — Termometria — Temperatura de Bulbo Úmido e Transpiração
Em 2022, a Índia e os seus vizinhos enfrentaram repetidas ondas de calor que expuseram mais de um bilhão de pessoas a condições perigosamente quentes. A temperatura de bulbo úmido combina a temperatura do ar seco com a umidade e constitui uma medida das condições de estresse térmico em humanos. Se um pano úmido é colocado sobre o bulbo de um termômetro, a evaporação da água resfria o termômetro. Contudo, se a umidade do ar é elevada, ocorre menos evaporação, e a temperatura de bulbo úmido fica mais próxima da temperatura seca.
Assinale a alternativa CORRETA a respeito da termodinâmica dos processos relacionados.
A)A temperatura de bulbo úmido será sempre maior que a temperatura do ar seco, devido à contribuição da umidade na elevação da temperatura.
B)A umidade e a temperatura do ambiente são os únicos elementos relevantes que podem afetar a temperatura corporal de uma pessoa.
C)A temperatura de bulbo úmido pode ser superior à temperatura do ar seco em situações de alta umidade relativa, devido ao aumento da quantidade de vapor d'água no ar.
D)A regulação da temperatura do corpo através da transpiração deixa de ser eficiente quanto maior for a umidade do ar.
E)O fenômeno de resfriamento observado na medição da temperatura de bulbo úmido está relacionado à convecção forçada por agentes externos.
Gabarito oficial UPE/SSA2 2025
D
Resolução
1. Mecanismo. O resfriamento do bulbo úmido (e da pele) vem da evaporação, que retira calor latente. Quanto maior a umidade, menos água evapora e menor o resfriamento.
2. Alternativas.
A) Falsa. A temperatura de bulbo úmido é menor ou, no limite, igual à do ar seco, e nunca maior.
B) Falsa. Outros fatores também influenciam, como vento, radiação e atividade física.
C) Falsa. Mesmo com alta umidade, ela só chega a se igualar à temperatura seca.
D) Correta. Com mais umidade, a transpiração perde eficiência como forma de resfriamento.
E) Falsa. O resfriamento se deve à evaporação, e não à convecção forçada.
Q27
Termologia — Termodinâmica — Primeira Lei: Conversão de Energia
Uma barra de $500\text{ g}$ de rapadura de cana-de-açúcar contém $50\text{ kcal}$ para cada $40\text{ g}$, correspondente a uma fatia. Considere a tabela de atividades diárias a seguir.
Uma mulher adulta, com massa de $60\text{ kg}$, ao ingerir quatro fatias dessa rapadura, terá energia para realizar algumas atividades descritas na tabela. Ela terá energia para 30 minutos de
A)hidroginástica, pois, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, que trata do princípio da conservação da energia, o calor pode ser convertido em trabalho.
B)basquete, pois, de acordo com a Terceira Lei da Termodinâmica, que trata do princípio da conservação da energia, o calor pode ser convertido em trabalho.
C)basquete, pois, de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, que trata do princípio da conservação da energia, o calor pode ser convertido em trabalho.
D)pular corda, pois, de acordo com a Terceira Lei da Termodinâmica, que trata do princípio da conservação da energia, o calor pode ser convertido em trabalho.
E)hidroginástica, pois, de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, que trata do princípio da conservação da energia, o calor pode ser convertido em trabalho.
Gabarito oficial UPE/SSA2 2025
E
Resolução
1. Energia ingerida. Quatro fatias de $50\text{ kcal}$:
3. Lei da Termodinâmica. O enunciado trata da conservação da energia (calor convertido em trabalho): é a Primeira Lei. A Segunda trata do sentido dos processos e da entropia; a Terceira, do zero absoluto.
Hidroginástica e Primeira Lei.
Q28
Termologia — Calorimetria — Conversão de Energia de Radiação em Calor
O efeito mais imediato de uma explosão nuclear é uma emissão intensa de radiação nuclear, principalmente raios gama e nêutrons. O dano causado pela radiação ionizante em tecidos vivos surge porque a radiação interage com o DNA e o danifica, interferindo no funcionamento normal dos tecidos.
Uma dose de raios X com energia de $5{,}0\text{ J/kg}$ gera danos severos ao DNA, porém os efeitos térmicos durante a exposição não são expressivos. Considerando que o calor específico do tecido vivo seja igual ao da água, se a energia dos raios X fosse absorvida integralmente na forma de calor, qual seria o aumento da temperatura do tecido submetido a essa dose?
Termologia — Termodinâmica — Refrigerador de Carnot: Eficiência Reduzida
O congelamento de $100$ litros de água a $0^\circ\text{C}$ é realizado através de um refrigerador que tem $25\%$ da eficiência do refrigerador ideal de Carnot.
Se a temperatura do ambiente é $29^\circ\text{C}$, qual é o trabalho aproximado necessário por ciclo de operação do refrigerador, em quilocalorias?
A)$850$
B)$2.100$
C)$3.400$
D)$4.200$
E)$5.700$
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C
Resolução
1. Calor retirado. Congelar $100\text{ L}=100\text{ kg}$ de água a $0\,{}^\circ\text{C}$ ($L=80\text{ cal/g}$):
Termologia — Transmissão de calor — Condução Térmica em Barra Composta
Uma barra cilíndrica é formada por duas barras também cilíndricas de mesmo comprimento de $20\text{ cm}$, com seções transversais de área $15\text{ cm}^2$, formadas por aço carbono e aço inoxidável com condutividades térmicas de $49\text{ W/(m}\cdot\text{K)}$ e $21\text{ W/(m}\cdot\text{K)}$, respectivamente. A extremidade da barra em aço carbono está na presença de água em ebulição e a outra extremidade em gelo fundente.
Considerando que o conjunto está aberto à pressão atmosférica ao nível do mar, determine aproximadamente o fluxo de calor, em watts, estabelecido entre as duas extremidades.
A)$5{,}2$
B)$7{,}1$
C)$9{,}5$
D)$11{,}0$
E)$13{,}1$
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D
Resolução
1. Associação em série. O mesmo fluxo atravessa as duas barras, e as resistências térmicas somam. Extremidades: $\Delta T=100-0=100\text{ K}$.
2. Resistência térmica de cada trecho. $R=\dfrac{L}{kA}$, com $L=0{,}20\text{ m}$ e $A=15\text{ cm}^2=1{,}5\times10^{-3}\text{ m}^2$:
A flauta é um instrumento musical de sopro com formato de um tubo com orifícios que, a partir do fluxo de ar dirigido a uma aresta que vibra com a passagem do ar, emite som. Os padrões de vibração na flauta se dão por ondas estacionárias longitudinais de pressão, com o tubo aberto em uma das extremidades e fechado na outra extremidade.
Sabendo que a flauta tem cerca de $40\text{ cm}$ de comprimento e que a velocidade do som é de cerca de $340\text{ m/s}$, qual é a frequência fundamental emitida pelo instrumento, em hertz?
A)$106{,}25$
B)$212{,}50$
C)$425{,}00$
D)$637{,}50$
E)$850{,}00$
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B
Resolução
1. Modo fundamental. Tubo fechado em uma extremidade: nó na fechada e ventre na aberta, com um quarto de onda no tubo:
Um grupo de robótica monta um pequeno robô S que gira em um percurso circular de centro O com velocidade constante e anti-horária, conforme ilustra a figura. Seu movimento na pista uniforme emite um pequeno ruído de frequência constante. Um observador fixo em P interpreta uma variação de frequência como sonoridade ou tonalidade do ruído sobre uma região do trajeto com variações de atrito. Porém, um membro da equipe lembra que a variação de frequência não vem da pista, mas do efeito Doppler.
A maior frequência ouvida pelo observador localizado em P ocorre quando o robô passa por qual ponto?
A)A
B)B
C)C
D)D
E)E
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B
Resolução
1. Efeito Doppler. A frequência ouvida é maior quando a fonte se aproxima do observador e cresce com a componente da velocidade da fonte na direção da linha que a une a P.
2. Máximo. Essa componente é máxima quando a velocidade (tangente à trajetória) tem o maior alinhamento com a direção de P, enquanto a fonte ainda se aproxima. Isso ocorre no ponto de tangência da reta traçada de P à circunferência, para o sentido anti-horário. Na figura, é o ponto B.
3. Depois. Passado esse ponto, a fonte passa a se afastar e a frequência ouvida cai.
