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51. Um recipiente contém 1 kg de água a 25 °C. Qual é a quantidade de calor necessária para aquecer toda a água até a temperatura de ebulição? (Considere o calor específico da água como 4,18 J/g·°C e a temperatura de ebulição como 100 °C). A) 334 kJ B) 420 kJ C) 450 kJ D) 500 kJ Resposta: A) 334 kJ Explicação: A quantidade de calor é dada por Q = mcΔT. Para a água, m = 1000 g, c = 4,18 J/g·°C e ΔT = 100 °C - 25 °C = 75 °C. Portanto, Q = 1000 g × 4,18 J/g·°C × 75 °C = 313500 J = 313,5 kJ. 52. Um gás ideal ocupa 15 L a 1,5 atm e 300 K. Qual será a pressão se o volume for reduzido para 5 L e a temperatura aumentar para 600 K? A) 3 atm B) 4 atm C) 5 atm D) 6 atm Resposta: B) 4 atm Explicação: Usamos a equação dos gases ideais: P1V1/T1 = P2V2/T2. Substituindo os valores, temos (1,5 atm)(15 L)/(300 K) = P2(5 L)/(600 K). Resolvendo para P2, encontramos P2 = (1,5 atm × 15 L × 600 K) / (300 K × 5 L) = 4 atm. 53. Um bloco de 300 g de gelo a -10 °C é colocado em 1 kg de água a 20 °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) 15 °C D) 20 °C Resposta: A) 0 °C Explicação: O gelo a -10 °C precisa ser aquecido até 0 °C, o que requer 300 g × 2,1 J/g·°C × 10 °C = 6300 J. Para derreter o gelo, são necessários 300 g × 334 J/g = 100200 J. A água a 20 °C perderá calor até atingir 0 °C. O calor perdido pela água é 1000 g × 4,18 J/g·°C × (20 °C - 0 °C) = 83600 J. Como a água não é suficiente para derreter todo o gelo, a temperatura final será 0 °C. 54. Um cilindro de gás ideal é comprimido de 5 L para 2 L a uma temperatura constante de 300 K. Qual é a pressão final do gás se a pressão inicial era de 2 atm? A) 5 atm B) 3 atm C) 4 atm D) 6 atm Resposta: A) 5 atm Explicação: Usamos a Lei de Boyle, que afirma que P1V1 = P2V2. Substituindo os valores, temos 2 atm × 5 L = P2 × 2 L. Resolvendo para P2, encontramos P2 = (2 atm × 5 L) / 2 L = 5 atm. 55. Um bloco de 250 g de alumínio a 200 °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 × (200 °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 × (200 - Tf) = 500 g × 4,18 J/g·°C × (Tf - 20). Resolvendo essa equação, encontramos Tf = 35 °C. 56. Um bloco de 200 g de gelo a 0 °C é colocado em 500 g de água a 30 °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: B) 10 °C Explicação: O gelo precisa de 200 g × 334 J/g = 66800 J para derreter. A água a 30 °C perderá calor até atingir a temperatura de equilíbrio. O calor perdido pela água é 500 g × 4,18 J/g·°C × (30 °C - Tf). Igualando os dois, temos 66800 J = 500 g × 4,18 J/g·°C × (30 - Tf). Resolvendo essa equação, encontramos Tf = 10 °C. 57. 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. 58. Um recipiente contém 1 kg de água a 25 °C. Qual é a quantidade de calor necessária para aquecer toda a água até a temperatura de ebulição? (Considere o calor específico da água como 4,18 J/g·°C e a temperatura de ebulição como 100 °C). A) 334 kJ B) 420 kJ C) 450 kJ D) 500 kJ Resposta: A) 334 kJ Explicação: A quantidade de calor é dada por Q = mcΔT. Para a água, m = 1000 g, c = 4,18 J/g·°C e ΔT = 100 °C - 25 °C = 75 °C. Portanto, Q = 1000 g × 4,18 J/g·°C × 75 °C = 313500 J = 313,5 kJ. 59. Um gás ideal ocupa 15 L a 1,5 atm e 300 K. Qual será a pressão se o volume for reduzido para 5 L e a temperatura aumentar para 600 K? A) 3 atm B) 4 atm C) 5 atm D) 6 atm Resposta: B) 4 atm