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Física _1_ Rovis TESTES # Calorimetria # Diagrama de Fases H2O #01. (FUVEST-2019) Em uma garrafa térmica, são colocados 200 g de água à temperatura de 30°C e uma pedra de gelo de 50g à temperatu- ra de –10°C Após o equilíbrio térmico, Note e adote: - calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g - calor específico do gelo = 0,5 cal/g°C - calor específico da água = 1 cal/g°C A) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 7°C. B) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0,4°C. C) todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 20°C. D) nem todo o gelo derreteu e a temperatura de equilíbrio é 0°C. E) o gelo não derreteu e a temperatura de equilíbrio é –2°C. #02. (EEAR-2019) Duas porções de líquidos A e B, de substâncias dife- rentes, mas de mesma massa, apresentam valores de calor específico respectivamente iguais a 0,58 cal/g°C e 1 cal/g°C. Se ambas receberem a mesma quantidade de calor sem, contudo, sofrerem mudanças de estado físico, podemos afirmar corretamente que: A) a porção do líquido A sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido B. B) a porção do líquido B sofrerá maior variação de temperatura do que a porção do líquido A. C) as duas porções, dos líquidos A e B, sofrerão a mesma variação de temperatura. D) as duas porções, dos líquidos A e B, não sofrerão nenhuma variação de temperatura. #03. (EEAR-2019) A figura a seguir mostra a curva de aquecimento de uma amostra de 200 g de uma substância hipotética, inicialmente a 15°C no estado sólido, em função da quantidade de calor que esta re- cebe. Determine o valor aproximado do calor latente de vaporização da substância, em cal/g A) 10 B) 20 C) 30 D) 40 #04. (MACK-2018) No dia vinte e três de janeiro de 2018, a cidade de São Paulo ganhou a sua 72 a estação de metrô, a estação Higienópolis- Mackenzie que faz parte da Linha 4 – Amarela. A estação é totalmente acessível aos usuários com deficiência e mobilidade reduzida. Os pa- vimentos contam com cinco elevadores que fazem a interligação da rua com o mezanino e com as plataformas, além de 26 escadas rolan- tes e 13 fixas. Suponha-se que uma pessoa com massa 80 kg rejeite os elevadores e as escadas rolantes e, disposta a emagrecer dissipando a sua energia, suba diariamente os 25 metros de profundidade da esta- ção. Considerando-se a massa específica da água 1,0 g/cm 3 seu calor espe- cífico sensível 1,0 cal/g°C a aceleração gravitacional g = 10 m/s 2 e 1,0 cal equivalente aproximada a 4,0 joules, em cinco dias, a energia dis- sipada por essa pessoa aquece um litro de água de um intervalo de temperatura em °C igual a A) 50 B) 25 C) 20 D) 10 E) 5,0 #05. (UPF-2018) Um professor de Física, ao final de seu dia de traba- lho, resolve preparar um banho de banheira e deseja que sua água esteja exatamente a 38°C. Entretanto, ele se descuida e verifica que a temperatura da água atingiu 42°C. Para solucionar o problema, o pro- fessor resolve adicionar água da torneira, que está a 18°C. Conside- rando que há, na banheira, 60 litros de água, e que haja trocas de ca- lor apenas entre a água quente e a água fria, qual será o volume de água, em litros, que ele deverá acrescentar na banheira para atingir a temperatura desejada? A) 12 B) 20 C) 18 D) 16 E) 6 #06. (EEAR-2018) Um corpo absorve calor de uma fonte a uma taxa constante de 30 cal/min e sua temperatura (T) muda em função do tempo (t) de acordo com o gráfico a seguir. A capacidade térmica (ou calorífica), em cal/°C desse corpo, no inter- valo descrito pelo gráfico, é igual a A) 1 B) 3 C) 10 D) 30 Física _2_ Rovis #07. (ESPCEX-2018) Um painel coletor de energia solar é utilizado para aquecer a água de uma residência e todo o sistema tem um rendimen- to de 60%. Para aumentar a temperatura em 12°C de uma massa de água de 1.000 kg a energia solar total coletada no painel deve ser de (Considere o calor específico da água igual a 4,0 J/g°C) A) 2,8x 10 4 J B) 4,8 x 10 4 J C) 8,0 X 10 4 J D) 4,8 x 10 7 J E) 8,0 x 10 7 J #08. (Unicamp 2018) Um conjunto de placas de aquecimento solar eleva a temperatura da água de um reservatório de 500 litros de 20°C para 47°C em algumas horas. Se no lugar das placas solares fosse usa- da uma resistência elétrica, quanta energia elétrica seria consumida para produzir o mesmo aquecimento? (Adote 1,0 kg/L para a densidade e 4,0 kJ/kg°C para o calor específico da água. Além disso, use 1 kWh = 10 3 X 3600 s = 3,6 x 10 6 J) A) 15 kWh B) 26 kWh C) 40.000 kWh D) 54.000 kWh #09. (PUCRJ-2018) Em um calorímetro são colocados 100 g de gelo a 0°C e 200 g de água a 40°C. Qual será a temperatura final do sistema, supondo o calorímetro perfeitamente isolado? Dados: cágua = 1,00 cal/g°C ; Lgelo = 80 cal/g A) 40°C B) 20°C C) 10°C D) 5°C E) 0°C #10. (ENEM-PPL-2018) Para preparar uma sopa instantânea, uma pes- soa aquece em um forno micro-ondas 500 g de água em uma tigela de vidro de 300 g. A temperatura inicial da tigela e da água era de 6°C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800 W, a tigela e a água atingiram a temperatura de 40°C em 2,5 min. Conside- re que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, 0,2 cal/g°C e 1,0 cal/g°C e que 1 cal = 4,25 J. Que percentual aproximado da potência usada pelo forno de micro- ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento? A) 11,8 % D) 45,0 % C) 57,1 % B) 66,7 % E) 78,4 % #11. (UERJ-2018) Em um estudo sobre fenômenos térmicos, foram avaliados quatro objetos distintos, cujos valores de massa m de quan- tidade de calor Q e de variação de temperatura ΔT estão apresentados na tabela abaixo. Com base nesses dados, o objeto com o maior calor específico está identificado pelo seguinte número: A) I B) II C) III D) IV #12. (EFOMM-2018) Em um calorímetro de capacidade térmica des- prezível, foi misturado 1 kg de água a 40°C e 500g de gelo a –10°C. Após o equilíbrio térmico, a massa de água, em gramas, encontrada no calorímetro foi de: (Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do gelo =0,55 cal/q'C: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g). A) Zero B) 645 C) 1000 D) 1221 E) 1466 #13. (UFRGS-2020) No início do mês de julho de 2019, foram registra- das temperaturas muito baixas em várias cidades do país. Em Esme- ralda, no Rio Grande do Sul, a temperatura atingiu –2°C e pingentes de água congelada formaram-se em alguns lugares na cidade. O calor específico do gelo é 2,1 kJ/(kg°C), e o calor latente de fusão da água é igual a 330 kJ/kg. Sabendo que o calor específico da água é o dobro do calor específico do gelo, calcule a quantidade de calor por unidade de massa necessá- ria para que o gelo a –2°C se transforme em água a 10°C. A) 355,2 kJ/kg B) 367,8 kJ/kg C) 376,2 kJ/kg D) 380,4 kJ/kg E) 384,6 kJ/kg #14. (UFRGS-2019) A telefonia celular utiliza radiação eletromagnética na faixa da radiofrequência (RF: 10 MHz – 300 GHz) para as comunica- ções. Embora não ionizantes, essas radiações ainda podem causar da- nos aos tecidos biológicos através do calor que elas transmitem. A ta- xa de absorção específica (SAR – specific absorption rate) mede a taxa na qual os tecidos biológicos absorvem energia quando expostos às RF’s, e é medida em Watt por kilograma de massa do tecido (W/kg). No Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações, ANATEL, estabe- leceu como limite o valor de 2 W/kg para a absorção pelas regiões da cabeça e tronco humanos. Os efeitos nos diferentes tecidos são medi- dos em laboratório. Por exemplo, uma amostra de tecido do olho hu- mano exposta por 6 minutos à RF de 950 MHz, emitida por um telefo- ne celular, resultou em uma SAR de 1,5 W/kg. Considerando o calor específico desse tecido de 3600 J/(kg°C), sua temperatura (em °C) aumentou em A) 0,0025. B) 0,15. C) 0,25. D) 0,67. E) 1,50. #15. (UFRGS-2018)Uma quantidade de calor Q = 56.100,0 J é forneci- da a 100 g de gelo que se encontra inicialmente a –10°C. Sendo o calor específico do gelo cg = 2,1 J/(g°C), o calor específico da água ca = 4,2 J/(g°C) e o calor latente de fusão CL = 330,0 J/g, a temperatura final da água em 0 C é, aproximadamente, A) 83,8. B) 60,0. C) 54,8. D) 50,0. E) 37,7. Física _3_ Rovis #16. (ENEM-2019-2) Em uma residência com aquecimento central, um reservatório é alimentado com água fria, que é aquecida na base do reservatório e, a seguir, distribuída para as torneiras. De modo a obter a melhor eficiência de aquecimento com menor consumo energético, foram feitos alguns testes com diferentes configurações, modificando- se as posições de entrada de água fria e de saída de água quente no reservatório, conforme a figura. Em todos os testes, as vazões de entrada e saída foram mantidas iguais e constantes. A configuração mais eficiente para a instalação dos pontos de entrada e saída de água no reservatório é, respectivamente, nas posições A) 1 e 4. B) 1 e 6. C) 2 e 5. D) 3 e 4. E) 3 e 5. #17. (ENEM-2019-1) Em uma aula experimental de calorimetria, uma professora queimou 2,5 g de castanha-de-caju crua para aquecer 350g de água, em um recipiente apropriado para diminuir as perdas de ca- lor. Com base na leitura da tabela nutricional a seguir e da medida da temperatura da água, após a queima total do combustível, ela conclu- iu que 50% da energia disponível foi aproveitada. O calor específico da água é 1 cal g −1 °C −1 , e sua temperatura inicial era de 20°C. Qual foi a temperatura da água, em grau Celsius, medida ao final do experimento? A) 25 B) 27 C) 45 D) 50 E) 70 #18. (ENEM-2019-1) O objetivo de recipientes isolantes térmicos é minimizar as trocas de calor com o ambiente externo. Essa troca de calor é proporcional à condutividade térmica k e à área interna das faces do recipiente, bem como à diferença de temperatura entre o ambiente externo e o interior do recipiente, além de ser inversamente proporcional à espessura das faces. A fim de avaliar a qualidade de dois recipientes A (40 cm × 40 cm × 40 cm) e B (60 cm × 40 cm × 40 cm), de faces de mesma espessura, uma estudante compara suas con- dutividades térmicas kA e kB. Para isso suspende, dentro de cada reci- piente, blocos idênticos de gelo a 0°C, de modo que suas superfícies estejam em contato apenas com o ar. Após um intervalo de tempo, ela abre os recipientes enquanto ambos ainda contêm um pouco de gelo e verifica que a massa de gelo que se fundiu no recipiente B foi o dobro da que se fundiu no recipiente A. A razão kA/kB é mais próxima de A) 0,50. B) 0,67. C) 0,75. D) 1,33. E) 2,00. #19. (ENEM-2019-1) Em 1962, um jingle (vinheta musical) criado por Heitor Carillo fez tanto sucesso que extrapolou as fronteiras do rádio e chegou à televisão ilustrado por um desenho animado. Nele, uma pes- soa respondia ao fantasma que batia em sua porta, personificando o “frio”, que não o deixaria entrar, pois não abriria a porta e compraria lãs e cobertores para aquecer sua casa. Apesar de memorável, tal co- mercial televisivo continha incorreções a respeito de conceitos físicos relativos à calorimetria. DUARTE, M. Jingle é a alma do negócio: livro revela os bastidores das músicas de propagandas. Disponível em: https://guiadoscuriosos.uol.com.br. Acesso em: 24 abr. 2019 (adaptado). Para solucionar essas incorreções, deve-se associar à porta e aos co- bertores, respectivamente, as funções de: A) Aquecer a casa e os corpos. B) Evitar a entrada do frio na casa e nos corpos. C) Minimizar a perda de calor pela casa e pelos corpos. D) Diminuir a entrada do frio na casa e aquecer os corpos. E) Aquecer a casa e reduzir a perda de calor pelos corpos. #20. (ENEM-2019-1) Os exercícios físicos são recomendados para o bom funcionamento do organismo, pois aceleram o metabolismo e, em consequência, elevam o consumo de calorias. No gráfico, estão registrados os valores calóricos, em kcal, gastos em cinco diferentes atividades físicas, em função do tempo dedicado às atividades, contado em minuto. Qual dessas atividades físicas proporciona o maior consumo de quilo- calorias por minuto? A) I B) II C) III D) IV E) V #21. (ENEM-2018-2) Duas jarras idênticas foram pintadas, uma de branco e a outra de preto, e colocadas cheias de água na geladeira. No dia seguinte, com a água a 8°C, foram retiradas da geladeira e foi me- dido o tempo decorrido para que a água, em cada uma delas, atingisse a temperatura ambiente. Em seguida, a água das duas jarras foi aque- cida até 90°C e novamente foi medido o tempo decorrido para que a água nas jarras atingisse a temperatura ambiente. Qual jarra demorou menos tempo para chegar à temperatura ambien- te nessas duas situações? A) A jarra preta demorou menos tempo nas duas situações. B) A jarra branca demorou menos tempo nas duas situações. C) As jarras demoraram o mesmo tempo, já que são feitas do mesmo material. D) A jarra preta demorou menos tempo na primeira situação e a bran- ca, na segunda. E) A jarra branca demorou menos tempo na primeira situação e a pre- ta, na segunda. Física _4_ Rovis #22. (ENEM-2018-2) Para preparar um sopa instantânea, uma pessoa aquece em um forno micro-ondas 500g de água em uma tigela de vi- dro de 300g. A temperatura inicial da tigela e da água era de 6°C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800W, a tigela e a água atingiram a temperatura de 40°C em 2,5 min. Considere que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, 0,2 cal/g°C e 1 cal/g°C, e que 1 cal = 4,2 J. Que percentual aproximado da potência usada pelo forno de micro- ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento? A) 11,8% B) 45,0% C) 57,1% D) 66,7% E) 78,4% #23. (ENEM-2017-2) O aproveitamento da luz solar como fonte de energia renovável tem aumentado significativamente nos últimos anos. Uma das aplicações é o aquecimento de água (água = 1 kg/L) para uso residencial. Em um local, a intensidade da radiação solar efe- tivamente captada por um painel solar com área de 1 m 2 é de 0,03 kW/m 2 . O valor do calor específico da água é igual 4,2 kJ/(kg °C). Nessa situação, em quanto tempo é possível aquecer 1 litro de água de 20°C até 70°C? A) 490s B) 2800s C) 6300s D) 7000s E) 9800s #24. (UNESP-2018) O gráfico 1 mostra a variação da pressão atmosfé- rica em função da altitude e o gráfico 2 a relação entre a pressão at- mosférica e a temperatura de ebulição da água. Considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/g°C, para aque- cer 200 g de água, de 20°C até que se inicie a ebulição, no topo do Pi- co da Neblina, cuja altitude é cerca de 3.000 m em relação ao nível do mar, é necessário fornecer para essa massa de água uma quantidade de calor de, aproximadamente, A) 4,0 x 10 3 cal B) 1,4 x 10 2 cal C) 1,2 x 10 3 cal D) 1,2x 10 7 cal E) 1,4x 10 4 cal GABARITO 01 A 02 A 03 B 04 B 05 A 06 D 07 E 08 A 09 E 10 D 11 A 12 E 13 C 14 B 15 D 16 D 17 C 18 B 19 C 20 B 21 A 22 D 23 D 24 E