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C) 50 °C D) 60 °C Resposta: B) 40 °C Explicação: O calor perdido pelo cobre deve ser igual ao calor ganho pela água. Para o cobre, Qcobre = 300 g × 0,39 J/g·°C × (150 °C - Tf). Para a água, Qágua = 600 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20 °C). Igualando os dois, temos 300 g × 0,39 J/g·°C × (150 - Tf) = 600 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20). Resolvendo essa equação, encontramos Tf = 40 °C. 17. Um gás ideal ocupa um volume de 20 L a uma pressão de 1,2 atm e temperatura de 300 K. Qual será a nova temperatura se o volume for reduzido para 10 L e a pressão aumentar para 2,4 atm? A) 300 K B) 600 K C) 900 K D) 1200 K Resposta: B) 600 K Explicação: Usamos a equação dos gases ideais: P1V1/T1 = P2V2/T2. Substituindo os valores, temos (1,2 atm)(20 L)/(300 K) = (2,4 atm)(10 L)/T2. Resolvendo para T2, encontramos T2 = (2,4 atm × 10 L × 300 K) / (1,2 atm × 20 L) = 600 K. 18. Um bloco de 200 g de gelo a -5 °C é colocado em 500 g de água a 25 °C. Qual será a temperatura final do sistema? (Considere a capacidade calorífica do gelo como 2,1 J/g·°C e o calor de fusão do gelo como 334 J/g). A) 0 °C B) 10 °C C) 5 °C D) 15 °C Resposta: A) 0 °C Explicação: O gelo precisa ser aquecido até 0 °C, o que requer 200 g × 2,1 J/g·°C × 5 °C = 2100 J. Para derreter o gelo, são necessários 200 g × 334 J/g = 66800 J. A água a 25 °C perderá calor até atingir 0 °C. O calor perdido pela água é 500 g × 4,18 J/g·°C × (25 °C - 0 °C) = 52375 J. Como a água não é suficiente para derreter todo o gelo, a temperatura final será 0 °C. 19. Um bloco de 250 g de alumínio a 100 °C é colocado em 500 g de água a 20 °C. Qual será a temperatura final do sistema? (Considere a capacidade calorífica do alumínio como 0,9 J/g·°C). A) 25 °C B) 30 °C C) 35 °C D) 40 °C Resposta: C) 35 °C Explicação: O calor perdido pelo alumínio deve ser igual ao calor ganho pela água. Para o alumínio, Qalumínio = 250 g × 0,9 J/g·°C × (100 °C - Tf). Para a água, Qágua = 500 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20 °C). Igualando os dois, temos 250 g × 0,9 J/g·°C × (100 - Tf) = 500 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20). Resolvendo essa equação, encontramos Tf = 35 °C. 20. Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 2 kg de água de 15 °C a 75 °C? A) 252 kJ B) 240 kJ C) 300 kJ D) 200 kJ Resposta: A) 252 kJ Explicação: A quantidade de calor é dada por Q = mcΔT. Para a água, m = 2 kg, c = 4,18 J/g·°C e ΔT = 75 °C - 15 °C = 60 °C. Portanto, Q = 2000 g × 4,18 J/g·°C × 60 °C = 501600 J = 252 kJ. 21. Um gás ideal ocupa 5 L a 2 atm e 300 K. Se a pressão for reduzida para 1 atm e a temperatura mantida constante, qual será o novo volume? A) 10 L B) 15 L C) 20 L D) 25 L Resposta: A) 10 L Explicação: Usamos a Lei de Boyle, que afirma que P1V1 = P2V2. Substituindo os valores, temos (2 atm)(5 L) = (1 atm)(V2). Resolvendo para V2, encontramos V2 = (2 atm × 5 L) / 1 atm = 10 L. 22. Um bloco de 400 g de água a 10 °C é misturado com 200 g de gelo a 0 °C. Qual será a temperatura final do sistema? (Considere que o calor de fusão do gelo é 334 J/g). A) 0 °C B) 5 °C C) 10 °C D) 15 °C Resposta: A) 0 °C Explicação: O gelo precisa de 200 g × 334 J/g = 66800 J para derreter. A água a 10 °C perderá calor até atingir 0 °C. O calor perdido pela água é 400 g × 4,18 J/g·°C × (10 °C - 0 °C) = 16720 J. Como a água não é suficiente para derreter todo o gelo, a temperatura final será 0 °C. 23. Um gás ideal ocupa 10 L a 1 atm e 300 K. Qual será a pressão se o volume for reduzido para 5 L e a temperatura aumentar para 600 K? A) 2 atm B) 3 atm C) 4 atm D) 5 atm Resposta: C) 4 atm Explicação: Usamos a equação dos gases ideais: P1V1/T1 = P2V2/T2. Substituindo os valores, temos (1 atm)(10 L)/(300 K) = P2(5 L)/(600 K). Resolvendo para P2, encontramos P2 = (1 atm × 10 L × 600 K) / (300 K × 5 L) = 4 atm. 24. Um bloco de 200 g de ferro a 100 °C é colocado em 300 g de água a 20 °C. Qual será a temperatura final do sistema? (Considere a capacidade calorífica do ferro como 0,45 J/g·°C). A) 25 °C B) 30 °C C) 35 °C D) 40 °C Resposta: C) 35 °C Explicação: O calor perdido pelo ferro deve ser igual ao calor ganho pela água. Para o ferro, Qferro = 200 g × 0,45 J/g·°C × (100 °C - Tf). Para a água, Qágua = 300 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20 °C). Igualando os dois, temos 200 g × 0,45 J/g·°C × (100 - Tf) = 300 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20). Resolvendo essa equação, encontramos Tf = 35 °C.