Estudo Ativo Vol 3 - Ciências da Natureza-406-408

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5. (Pucrs Medicina 2022)
O gráfico a seguir indica a temperatura em função 
do tempo para uma determinada massa de água 
contida em um recipiente aberto que é aquecida por 
meio de uma fonte térmica de potência constante. 
Não há perdas de calor entre as paredes do reci-
piente e o meio externo.
A partir do começo da ebulição, quanto tempo (em 
minutos) levará para que toda a água desapareça do 
recipiente? Despreze a evaporação antes da fervura, 
considere o calor latente de vaporização da água 
igual a 540 cal/g, o calor específico da água como 
1 calg ⋅ °C e saiba que o fenômeno ocorre nas CNTP.
a) 54
b) 62
c) 73
d) 81
6. (Unifesp 2019)
A figura representa um calorímetro de fluxo, cuja 
função é medir o calor específico de determinado 
líquido de densidade 800 kgm3. Esse líquido flui pelo 
aparelho com uma vazão constante de 3 Lmin, entra à 
temperatura θ1 = 25 °C e sai à temperatura θ2 = 30 
°C, depois de ter sido aquecido por um aquecedor de 
potência constante de 320 w.
Considere que todo calor fornecido pelo aquecedor 
seja absorvido pelo líquido.
a) Calcule a energia térmica, em J, dissipada pelo aque-
cedor, necessária para aquecer 6L do líquido.
b) Determine o calor específico do líquido, em Jkg ⋅ °C.
7. (Ufu 2020)
Um estudante pretende analisar a eficiência de forno 
de micro-ondas e para isso, inicialmente, verifica-se 
que o aparelho, quando em potência máxima, fica 
ligado em uma fonte de energia elétrica que for-
nece uma diferença de potencial contínua de 200 
V e uma corrente elétrica de 7A. Em um segundo 
momento, o estudante liga o forno, em potência 
máxima, durante 1 minuto, e o utiliza para aquecer 
100 mL de água (calor específico de 4,2 Jg °C e massa 
específica de 1 gmL) em um copo de vidro que possui 
capacidade térmica de 70 J°C a partir de uma tempe-
ratura inicial de 20 °C até a temperatura de 90 °C.
a) Qual é a energia fornecida pela fonte de energia elé-
trica no processo? Demonstre com cálculos.
b) Qual é a energia necessária para aquecer a água e 
o copo a partir de uma temperatura inicial de 20 
°C até a temperatura de 90 °C? Demonstre com 
cálculos.
c) Apresente e explique dois motivos pelos quais há 
diferença entre o valor obtido para a energia no 
item A quando comparado ao item B.
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estudo indiVidualizado (e.i.)
1. (Fcmscsp 2023)
O sistema de controle de temperatura da água de um 
aquário está regulado para, quando necessário, elevá-la 
em 2,0 °C, com um aquecedor de 42 W. Nesse aquário, há 
36 litros de água, cuja densidade é 1,0 kg/L e cujo calor 
específico é 4,2 . 103 J/(kg⋅°C). Considerando que todo 
calor gerado pelo aquecedor é transferido para a água e 
desprezando as perdas de calor, o intervalo de tempo que 
esse aquecedor deve permanecer ligado para aquecer, em 
2,0 °C, a água desse aquário é de 
a) 30 min. 
b) 90 min. 
c) 60 min. 
d) 75 min. 
e) 120 min. 
2. (Unip - Medicina 2023)
O calorímetro a água é um aparelho utilizado para 
medir o valor energético dos alimentos. Esse apa-
relho funciona com a combustão de uma amostra 
de determinado alimento que fica dentro de uma 
câmara com oxigênio mergulhada na água. Com uma 
faísca, inicia-se a combustão da amostra, e o ali-
mento perde energia na forma de calor, aquecendo a 
água. Com um termômetro, medem-se a temperatura 
inicial e a temperatura final da água e descobre-se a 
quantidade de calor liberada pelo alimento.
Considere que, para se determinar o valor energético 
do amendoim, 500 g desse alimento foram colocados 
em um calorímetro a água contendo 100 kg de água, 
inicialmente a 20 °C, os quais, após absorverem 
totalmente o calor liberado pela combustão dessa 
amostra, tiveram sua temperatura elevada para 55 
°C. Adotando o valor de 4.000 J/((kg)⋅°C) para 
o calor específico da água, o valor energético do 
amendoim, determinado por essa medição, foi de 
a) 21 kJ/g. 
b) 14 kJ/g. 
c) 35 kJ/g. 
d) 7 kJ/g. 
e) 28 kJ/g. 
3. (Uece 2022)
Uma certa quantidade de água contida em um reci-
piente é aquecida a partir da chama de um fogão 
a gás liquefeito de petróleo (GLP), popularmente 
conhecido como gás de cozinha. Quando queimado 
em fogo baixo, em um fogão convencional, esse gás 
apresenta um consumo de 0,2 kg por hora, com uma 
capacidade de transferência de 11.000 kcal/kg. Con-
siderando o calor específico da água igual a 1 cal/
(g °C) e que 80% da energia da chama é transferida 
para esse líquido, a massa de água aquecida em 50 
°C, após 30 min de exposição à chama, corresponde, 
em kg, a 
a) 17,6. 
b) 22. 
c) 35,2. 
d) 44. 
4. (Ufpr 2022)
Na(s) questão(ões), as medições são feitas por um 
referencial inercial. O módulo da aceleração gravi-
tacional é representado por g. Onde for necessá-
rio, use g = 10 m/s2 para o módulo da aceleração 
gravitacional. 
Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma 
temperatura T0 = 20 °C ao nível do mar. Uma certa 
quantidade de calor correspondendo a 48 kJ é 
transferida à água, que atinge uma temperatura T. 
Supondo que todo o calor transferido foi absorvido 
pela água, sabendo que o calor específico da água 
vale c = 1 cal/g °C e considerando a conversão 1 cal 
= 4 J, assinale a alternativa que apresenta correta-
mente o valor da temperatura final da água, que se 
mantém líquida em todo o processo. 
a) T = 60 °C. 
b) T = 70 °C. 
c) T = 80 °C. 
d) T = 90 °C. 
e) T = 100 °C. 
5. (Puccamp 2022)
Geleira gigante na Antártida pode se desinte-
grar rapidamente, advertem cientistas
Os cientistas estão alertando sobre mudanças dra-
máticas em uma das maiores geleiras da Antártida, 
a geleira Thwaites, potencialmente nos próximos 5 a 
10 anos.
Pesquisadores dos Estados Unidos e do Reino Unido 
estão atualmente envolvidos em um intenso pro-
grama de estudos em Thwaites por causa de sua taxa 
de derretimento.
Ela já está despejando 50 bilhões de toneladas de 
gelo no oceano a cada ano.
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A Thwaites é um colosso. É quase do tamanho da 
Grã-Bretanha ou da Flórida, e sua velocidade de der-
retimento dobrou nos últimos 30 anos.
(Disponível em: https://www.bbc.com) 
Considere que a massa de gelo fundido e que é des-
pejada no oceano pela geleira Thwaites aumente sua 
temperatura de 0°C até 4,0 °C em um ano e que o 
calor específico da água seja 4,2 . 103 J/((kg⋅°C).) 
A quantidade de calor absorvido por essa massa de 
gelo lançada no oceano pela geleira Thwaites em um 
ano, após ter se fundido, é igual a: 
a) 8,4 . 105 J 
b) 3,4 . 1010 J 
c) 5,2 . 1016 J 
d) 8,4 . 1017 J 
e) 5,2 . 1020 J 
6. (Famema 2021)
Sabendo que o calor específico da água tem por 
definição o valor 1 cal/(g⋅°C), um estudante deseja 
determinar o valor do calor específico de um mate-
rial desconhecido. Para isso, ele dispõe de uma 
amostra de 40 g desse material, de um termômetro 
na escala Celsius, de um recipiente de capacidade 
térmica desprezível e de uma fonte de calor de fluxo 
invariável.
Primeiramente, o estudante coloca 100 g de água 
no interior do recipiente e observa que, para elevar 
de 20 °C a temperatura dessa quantidade de água, 
são necessários 5 minutos de exposição à fonte de 
calor. Em seguida, o estudante esvazia o recipiente 
e coloca em seu interior a amostra, verificando que, 
para elevar de 20 °C a temperatura da amostra, a 
exposição à mesma fonte de calor deve ser de 1 
minuto apenas.
O valor do calor específico procurado pelo estudante 
é 
a) 0,6 cal/(g⋅°C). 
b) 0,5 cal/(g⋅°C). 
c) 0,1 cal/(g⋅°C). 
d) 0,2 cal/(g⋅°C). 
e) 0,4 cal/(g⋅°C). 
7. (Unicamp indígenas 2021)
As recomendações para o preparo ideal do chá 
branco é aquecer a água à temperatura entre 70°C 
a 80°C. Coloca-se um recipiente de água de 0,3L 
no fogo, à temperatura ambiente de 25°C, até que 
atinja a temperatura de 80°C. 
Sabendo que a densidade e o calor específico da 
água são d = 1,0 Kg/L e C = 4200,0J/Kg °C. A 
quantidade de calor absorvida pela água para o pre-
paro do chá é 
a) 69,3 . 103 J. 
b) 23,1 . 104 J. 
c) 100,8 . 103 J. 
d) 31,5 . 103 J. 
8. (Enem 2020)
Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-í-
ris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26 °C 
a 28 °C), bem como sua variação brusca, pode afetar 
a saúde do animal. Para manter a temperatura da 
água dentro do aquário na média desejada, utili-
zam-se dispositivos de aquecimento com termos-
tato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se 
utilizar um sistema de aquecimento de 50 W oti-
mizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa 
taxa pode ser considerada praticamente constante, 
já que a temperatura externa ao aquário é mantida 
pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 
4,0 kJ kg-1 K-1 e a densidade 1 kgL-1.
Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, 
qual o valor mais próximo para a redução da tempe-
ratura da água do aquário? 
a) 4,0 °C 
b) 3,6 °C 
c) 0,9 °C 
d) 0,6 °C 
e) 0,3 °C 
9. (Uerj)
Para explicar o princípio das trocas de calor, um pro-
fessor realiza uma experiência, misturando em um 
recipiente térmico 300 g de água a 80 °C com 200 g 
de água a 10 °C.
Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e 
para o meio externo, a temperatura de equilíbrio 
térmico da mistura, em °C, é igual a: 
a) 52 
b) 45 
c) 35 
d) 28