contas entre outras coisas 1DC

Prévia do material em texto

30. Um bloco de gelo de 150 g a 0 °C é colocado em 500 g de água a 70 °C. Qual será a 
temperatura final do sistema? (Considere a fusão do gelo como 334000 J/kg e a 
capacidade térmica da água como 4186 J/kg·°C). 
 a) 10 °C 
 b) 20 °C 
 c) 30 °C 
 d) 40 °C 
 **Resposta correta: b) 20 °C.** 
 **Explicação:** O calor necessário para derreter o gelo é Qgelo = m*gelo*L = 0,150 kg * 
334000 J/kg = 50100 J. O calor que a água pode fornecer é Qágua = m*água*c*água*(Ti - 
Tf) = 0,5 kg * 4186 J/kg·°C * (70 °C - Tf). Igualando os dois e resolvendo para Tf, 
encontramos 20 °C. 
 
31. Um bloco de 200 g de cobre é aquecido de 20 °C para 80 °C. Qual é a quantidade de 
calor absorvida pelo bloco? (Considere a capacidade térmica específica do cobre como 
385 J/kg·°C). 
 a) 4000 J 
 b) 6000 J 
 c) 8000 J 
 d) 10000 J 
 **Resposta correta: b) 6000 J.** 
 **Explicação:** A quantidade de calor Q é dada por Q = mcΔT. Aqui, m = 0,2 kg, c = 385 
J/kg·°C e ΔT = 80 °C - 20 °C = 60 °C. Portanto, Q = 0,2 kg * 385 J/kg·°C * 60 °C = 4620 J. 
 
32. Um bloco de gelo de 100 g a -10 °C é colocado em 1 L de água a 80 °C. Qual será a 
temperatura final do sistema? (Considere a capacidade térmica do gelo como 2100 
J/kg·°C e da água como 4186 J/kg·°C). 
 a) 30 °C 
 b) 40 °C 
 c) 50 °C 
 d) 60 °C 
 **Resposta correta: a) 30 °C.** 
 **Explicação:** O calor ganho pelo gelo é Qgelo = m*gelo*c*gelo*(Tf - Ti) + m*gelo*L. O 
calor perdido pela água é Qágua = m*água*c*água*(Ti - Tf). Igualando os dois e 
resolvendo para a temperatura de equilíbrio, obtemos que Tf = 30 °C. 
 
33. Um bloco de 500 g de alumínio é aquecido de 20 °C para 80 °C. Qual é a quantidade 
de calor absorvida pelo bloco? (Considere a capacidade térmica específica do alumínio 
como 900 J/kg·°C). 
 a) 3000 J 
 b) 6000 J 
 c) 9000 J 
 d) 12000 J 
 **Resposta correta: b) 6000 J.** 
 **Explicação:** A quantidade de calor Q é dada por Q = mcΔT. Aqui, m = 0,5 kg, c = 900 
J/kg·°C e ΔT = 80 °C - 20 °C = 60 °C. Portanto, Q = 0,5 kg * 900 J/kg·°C * 60 °C = 27000 J. 
 
34. Um aquecedor de 2000 W é usado para aquecer 5 kg de água. Quanto tempo levará 
para aumentar a temperatura da água de 20 °C para 100 °C? (Considere a capacidade 
térmica específica da água como 4186 J/kg·°C). 
 a) 10 min 
 b) 20 min 
 c) 30 min 
 d) 40 min 
 **Resposta correta: d) 40 min.** 
 **Explicação:** A quantidade de calor necessária é Q = mcΔT = 5 kg * 4186 J/kg·°C * (100 
°C - 20 °C) = 1674400 J. O tempo necessário é t = Q/P = 1674400 J / 2000 W = 837,2 s ≈ 14 
min. 
 
35. Um bloco de gelo de 200 g a 0 °C é colocado em 1 L de água a 100 °C. Qual será a 
temperatura final do sistema? (Considere a fusão do gelo como 334000 J/kg e a 
capacidade térmica da água como 4186 J/kg·°C). 
 a) 10 °C 
 b) 20 °C 
 c) 30 °C 
 d) 40 °C 
 **Resposta correta: c) 30 °C.** 
 **Explicação:** O calor necessário para derreter o gelo é Qgelo = m*gelo*L = 0,2 kg * 
334000 J/kg = 66800 J. O calor que a água pode fornecer é Qágua = m*água*c*água*(Ti - 
Tf) = 1 kg * 4186 J/kg·°C * (100 °C - Tf). Igualando os dois e resolvendo para Tf, 
encontramos 30 °C. 
 
36. Um gás ideal é aquecido a pressão constante, aumentando sua temperatura de 300 K 
para 600 K. Se o volume inicial era de 5 L, qual será o novo volume do gás? 
 a) 10 L 
 b) 15 L 
 c) 20 L 
 d) 25 L 
 **Resposta correta: a) 10 L.** 
 **Explicação:** Usando a Lei de Charles, V1/T1 = V2/T2. Portanto, V2 = V1 * (T2/T1) = 5 L 
* (600 K / 300 K) = 10 L. 
 
37. Um bloco de 100 g de alumínio é aquecido de 25 °C para 75 °C. Qual é a quantidade 
de calor absorvida pelo bloco? (Considere a capacidade térmica específica do alumínio 
como 900 J/kg·°C). 
 a) 4500 J 
 b) 6000 J 
 c) 9000 J 
 d) 12000 J 
 **Resposta correta: a) 4500 J.** 
 **Explicação:** A quantidade de calor Q é dada por Q = mcΔT. Aqui, m = 0,1 kg, c = 900 
J/kg·°C e ΔT = 75 °C - 25 °C = 50 °C. Portanto, Q = 0,1 kg * 900 J/kg·°C * 50 °C = 4500 J. 
 
38. Um aquecedor elétrico de 1000 W é usado para aquecer 2 kg de água. Quanto tempo 
levará para aumentar a temperatura da água de 20 °C para 80 °C? (Considere a 
capacidade térmica específica da água como 4186 J/kg·°C). 
 a) 10 min 
 b) 20 min 
 c) 30 min 
 d) 40 min 
 **Resposta correta: b) 20 min.** 
 **Explicação:** A quantidade de calor necessária é Q = mcΔT = 2 kg * 4186 J/kg·°C * (80 
°C - 20 °C) = 502320 J. O tempo necessário é t = Q/P = 502320 J / 1000 W = 502,32 s ≈ 8,4 
min.