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FICHA #13 - EXTRA CALORIMETRIA QUESTÃO 1 Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g°C Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de cozinha é 6000 kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de 20 °C podem ser aquecidos até a temperatura de 100 °C com um bujão de gás de 13 kg? Despreze perdas de calor: a) 1 litro b) 10 litros c) 100 litros d) 1000 litros e) 6000 litros QUESTÃO 2 Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g.°C Um bloco de massa 2,0 kg, ao receber toda energia térmica liberada por 1000 gramas de água que diminuem a sua temperatura de 1 °C, sofre um acréscimo de temperatura de 10 °C. O calor específico do bloco, em cal/g.°C, é: a) 0,2 b) 0,1 c) 0,15 d) 0,05 e) 0,01 QUESTÃO 3 Na(s) questão(ões) a seguir, escreva no espaço apropriado a soma dos itens corretos. Um recipiente termicamente isolado contém 500 g de água na qual se mergulha uma barra metálica homogênea de 250 g. A temperatura inicial da água é 25,0 °C e a da barra 80,0 °C. Considere o calor específico da água igual a 1,00 cal/g.°C, o do metal igual a 0,200 cal/g.°C e despreze a capacidade térmica do recipiente. Com base nesses dados, é correto afirmar que: 01) A temperatura final de equilíbrio térmico é de 52,5 °C. 02) O comprimento da barra permanece constante durante o processo de troca de calor. 04) A temperatura inicial da barra, na escala kelvin, é de 353 K. 08) A quantidade de calor recebida pela água é igual à cedida pela barra. 16) A energia interna final da água, no equilíbrio térmico, é menor que sua energia interna inicial. QUESTÃO 4 Um frasco contém 20 g de água a 0 °C. Em seu interior é colocado um objeto de 50 g de alumínio a 80 °C. Os calores específicos da água e do alumínio são respectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C. Supondo não haver trocas de calor com o frasco e com o meio ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura será a) 60 °C b) 16 °C c) 40 °C d) 32 °C e) 10 °C QUESTÃO 5 O gráfico a seguir mostra como variam as temperaturas de dois corpos, A e B, cada um de massa igual a 100 g, em função da quantidade de calor absorvida por eles. Os calores específicos dos corpos A(cA) e B(cB) são respectivamente, a) cA = 0,10 cal/g°C e cB = 0,30 cal/g°C b) cA = 0,067 cal/g°C e cB = 0,20 cal/g°C c) cA = 0,20 cal/g°C e cB = 0,60 cal/g°C d) cA = 10 cal/g°C e cB = 30 cal/g°C e) cA = 5,0 cal/g°C e cB = 1,7 cal/g°C QUESTÃO 6 Um certo volume de um líquido A, de massa M e que está inicialmente a 20 °C, é despejado no interior de uma garrafa térmica que contém uma massa 2M de um outro líquido, B, na temperatura de 80 °C. Se a temperatura final da mistura líquida resultante for de 40 °C, podemos afirmar que a razão CA/CB entre os calores específicos das substâncias A e B vale: a) 6 b) 4 c) 3 d) 1/2 e) 1/3 QUESTÃO 7 Para se determinar o calor específico do ferro, um aluno misturou em um calorímetro ideal 200 g de água a 20 °C com 50 g de ferro a 100 °C e obteve a temperatura final da mistura θ = 22 °C. Qual é o calor específico do ferro? a) 0,05 cal/g°C b) 0,08 cal/g°C c) 0,10 cal/g°C d) 0,25 cal/g°C e) 0,40 cal/g°C QUESTÃO 8 O gráfico a seguir representa o calor absorvido por dois corpos sólidos M e N em função da temperatura. A capacidade térmica do corpo M, em relação à do corpo N, vale a) 1,4 b) 5,0 c) 5,5 d) 6,0 e) 7,0 QUESTÃO 9 Uma certa quantidade de água a temperatura de 0 °C é mantida num recipiente de vidro. Inicia-se então o aquecimento da água até a temperatura de 100 °C. Desprezando-se a dilatação do recipiente, o nível da água em seu interior durante o aquecimento: a) mantêm-se constante; b) aumenta somente; c) diminui somente; d) inicialmente aumenta e depois diminui; e) inicialmente diminui e depois aumenta. QUESTÃO 10 Uma zelosa "mãe de primeira viagem" precisa preparar o banho do recém-nascido, mas não tem termômetro. Seu pediatra disse que a temperatura ideal para o banho é de 38 °C. Ela mora a beira-mar e acabou de ouvir, pelo rádio, que a temperatura ambiente é de 32 °C. Como boa estudante de Física, resolve misturar água fervente com água à temperatura ambiente, para obter a temperatura desejada. a) Enuncie o princípio físico em que se baseia o seu procedimento. b) Suponha que ela dispõe de uma banheira com 10 litros de água à temperatura ambiente. Calcule qual é, aproximadamente, o volume de água fervente que ela deve misturar à água da banheira para obter a temperatura ideal. Admita desprezível o valor absorvido pela banheira e que a água não transborde. QUESTÃO 11 É preciso abaixar de 3 °C a temperatura da água do caldeirão, para que o nosso amigo possa tomar banho confortavelmente. Para que isso aconteça, quanto calor deve ser retirado da água? O caldeirão contém 104 g de água e o calor específico da água é 1 cal/g°C. a) 20 kcal b) 10 kcal c) 50 kcal d) 30 kcal e) Precisa-se da temperatura inicial da água para determinar a resposta. QUESTÃO 12 Ao se retirar calor Q de uma substância líquida pura de massa 5,0g, sua temperatura cai de acordo com o gráfico a seguir. O calor específico da substância no estado sólido é, em cal/g°C, a) 0,20 b) 0,30 c) 0,40 d) 0,50 e) 0,80 QUESTÃO 13 Uma batata recém-cozida, ao ser retirada da água quente, demora para se esfriar. Uma justificativa possível para esse fato pode ser dada afirmando-se que a batata tem a) alta condutividade térmica. b) alto calor específico. c) baixa capacidade térmica. d) baixa quantidade de energia interna. QUESTÃO 14 Ao nível do mar, um aquecedor de imersão de 420 W é colocado num recipiente contendo 2,0 litros de água a 20°C. Supondo-se que 80% da energia disponível seja absorvida pela água, então o tempo necessário para que ela atinja a temperatura de ebulição é: Dados: calor específico da água: 1 cal/g.°C densidade da água: 1 kg/ℓ 1 cal = 4,2 joules a) 5,0.103 s b) 4,0.103 s c) 3,0.103 s d) 2,0.103 s e) 1,0.103 s QUESTÃO 15 Um calorímetro, cuja capacidade térmica é 20cal/°C, contém 80 g de água a 20°C. Um sólido de 100g e temperatura 85°C é colocado no interior do calorímetro. Sabendo-se que o equilíbrio térmico se estabeleceu em 25°C, o calor específico médio do sólido, em cal/g°C, é a) 0,83 b) 0,66 c) 0,38 d) 0,29 e) 0,083 Gabarito: QUESTÃO 1 D QUESTÃO 2 D QUESTÃO 3 04 + 08 = 12 QUESTÃO 4 B QUESTÃO 5 A QUESTÃO 6 B QUESTÃO 7 C QUESTÃO 8 E QUESTÃO 9 E QUESTÃO 10 a) Princípio da Conservação da Energia. Nos sistemas fechados, as trocas internas ocorrem com conservação da quantidade de energia. b) 1 litro. QUESTÃO 11 D QUESTÃO 12 A QUESTÃO 13 B QUESTÃO 14 D QUESTÃO 15 E